火電產(chǎn)業(yè)將進入衰退期靈活性改造面臨何種挑戰(zhàn)?

2017-12-01 10:09:39 北極星電力網(wǎng) 　點擊量：評論 (0)

據(jù)中國電力企業(yè)聯(lián)合會預測, 2020年、2030年、2050年是我國火電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要節(jié)點，未來我國火電產(chǎn)業(yè)將進入衰退期。2020年, 火電裝機容量占總裝機容量61%, 2030年下降到51%, 到2050年進一步下降至38%，而新能源裝機占比持續(xù)上升, 到2050年, 新能源裝機占比已上升至33%。火電裝機容量一路下行的數(shù)據(jù)拐點，無情地證明了火電產(chǎn)業(yè)規(guī)模逐年遞減。

在未來, 火電產(chǎn)業(yè)將在產(chǎn)業(yè)需求的導向下繼續(xù)演化。雖說火電產(chǎn)業(yè)即將進入衰退，但值得注意的是，在2030年以前, 我國火電產(chǎn)業(yè)仍處于成熟階段, 裝機容量占比仍在50%以上。隨著我國經(jīng)濟的穩(wěn)定增長, 電力需求也將進一步擴大, 火電產(chǎn)業(yè)仍有為經(jīng)濟增長提供電力保障的需求。在未來十二年內(nèi)的火電成熟期里, 火電仍是我國的主力電源。

然而不容置疑的是，由于資源枯竭和環(huán)境污染等問題日益突出, 火電作為傳統(tǒng)高耗能、高污染產(chǎn)業(yè), 亟待轉(zhuǎn)型升級, 來提高能源利用效率, 減少污染物排放。針對當前火電產(chǎn)能嚴重過剩和電網(wǎng)需對新能源大量吸納的雙重壓力下，國家已出臺火電運行靈活性的指導意見，并公布了22個電廠作為試點。可見，靈活性運行已成為火電行業(yè)的大勢所趨，并且顯得迫在眉睫。

鍋爐燃燒優(yōu)化——靈活性改造的挑戰(zhàn)

火電機組分為熱電機組和凝汽機組兩大類，歐美多數(shù)廣泛使用熱電聯(lián)產(chǎn)機組，但其中較大比重為大容量抽凝式機組;國內(nèi)兩類機組都普遍存在，熱電機組裝機容量大約為火電總裝機容量的32%。火電機組靈活性主要包括機組的調(diào)峰深度，爬坡能力和啟停速度等內(nèi)容。調(diào)峰運行方式的優(yōu)化和鍋爐燃燒系統(tǒng)的優(yōu)化改造是火電機組靈活性改造的主要手段。

提高火電靈活性, 包括改善機組調(diào)峰能力、爬坡速度、啟停時間等多個方面。目前, 我國純凝機組在實際運行中的調(diào)峰能力一般為額定容量的50%左右, 典型的抽凝機組在供熱期的調(diào)峰能力僅為額定容量的20%。通過靈活性改造, 預期將使熱電機組增加20%額定容量的調(diào)峰能力, 最小技術(shù)出力達到40%-50%額定容量;純凝機組增加15%-20%額定容量的調(diào)峰能力, 最小技術(shù)出力達到30%-35%額定容量。然而靈活性運行甚至深度調(diào)峰將使機組長期處于低負荷狀態(tài)，而在低負荷運行時，鍋爐的燃燒穩(wěn)定性是首要考慮的問題，其本質(zhì)也是燃燒的溫度問題。

近年來，我國電站鍋爐飛速發(fā)展，在大型化、高參數(shù)的道路上取得了顯而易見的成果。大型化方面，已投運的百萬機組近百臺，陽西二期2x124萬機組已在建，平山二期2x135萬機組已提上日程。高參數(shù)方面，二次再熱在六十萬機組及百萬機組上也已成功運用，主蒸汽最高設(shè)計壓力達32MPa，再熱氣溫高達620℃。

大型化、高參數(shù)能從根本上提高機組的總效率，但由于機組容量及參數(shù)一旦確定，就無法輕易改變，若想進一步提高機組的效率，就要靠精細化的燃燒優(yōu)化調(diào)整來實現(xiàn)。事實上，基于當前電廠煤質(zhì)多變、輔機配置各不相同和運行工況的復雜性，這些特點使得通過運行調(diào)整以進一步提高效率面臨較多困難，但同時也為此留下了空間。

鍋爐燃燒優(yōu)化在火電的靈活性改造中占有重要的地位。現(xiàn)如今，我國大部分電廠出現(xiàn)了混煤燃燒的情況，在此種形勢下，調(diào)整與優(yōu)化鍋爐燃燒運行顯得非常急迫。在靈活性運行已提上日程的大背景下，燃燒優(yōu)化運行調(diào)整顯得更加重要。