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 目前位置 >> 2006年第08期《节能与环保》>> 节约能源要有新的推动力

还记得是在 1989年的时候,国务院一位领导听了一位美籍华人的介绍,说美国政府出台了一项政策,要求各电网都要准许自备小热电并网,并收购所发电量,这项政策出台后,美国各宾馆、学校、医院、厂矿等原有的自备供热小锅炉,多数改造成热电联产,先发电后供热,全美国一下子就增加几千万千瓦的电力。为详实了解情况,国家还专门派人去美国考察过。

我国从上世纪 80年代推广热电联产以来,取得了不小成就,特别是一批民营企业家新建的化工、食品、纺织企业,因生产过程都需要用热,在建供热锅炉时,提高锅炉蒸汽参数并同时配备发电设备,又发电又供热,变成一座小型热电厂,所以这些年来,国内生产供热式发电设备的工厂任务增长的很快,如生产供热发电机组的武汉汽轮机厂近几年的生产情况如下:

年份

容量(万千瓦)

台数

2000

36.1

25

2001

60.95

30

2002

102.1

45

2003

146.8

51

2004

280.75

77

2005

338.9

85

虽然热电联产的推广取得了不小成就,但是到 2004年全国还有52.7万台工业锅炉没有为提高发电效率做出贡献。

随着经济的发展,人们生活条件的改善,每年用热量还要增加,国家应使现有的热源用户实行热电联产,从而大大降低发电煤耗、减少燃煤量、节约能源,这要作为一个特大的节能项目来抓,每年可以节约几亿吨煤,可以算得上特大型节能项目了。这方面要学习丹麦,他们已做到全国没有火电厂不向外供热,没有一个锅炉不发电的。美国出一个政策,就增加了几千万千瓦特高效的发电能力。而我国把这个最有效的节能项目,引入了困境,银行系统以总行名义发文,将热电联产列入“高危行业”,将已贷款的热电联产项目,也要逐步回收贷款,并下令退出13.5万千瓦以下热电联产项目的贷款。希望管理能源、管理节能的各位领导,认真总结,为何走到这一步,把世界能源专家们一致认为是最有效的节能项目变成“高危行业”,实在是令人很难理解。产生这种情况的主要原因是:下面和上面都没有很严格的把小热电和小火电区分开。为了进一步推动热电联产,建议:

1.准许小热电并网运行,并按合理价格收购多出的电力。热电的特点是用热时才能发电,用热量一般夏季少冬季多,小热电不能像凝汽式火电厂那样根据电网负荷调整运行,但它每发一度电的煤耗不到凝汽式火电厂的一半。

2.用行政和法律的手段,保证能及时收回用热费用,现在有些地方供热费用回收很困难。

3.上游燃料(油、气、煤)涨价,电价热价要联动。联动由当地物价部门根据上游燃料的涨价幅度,同比及时上涨电热价。

4.对全国工业锅炉进行一次普查,凡火电厂能够得着的供热用户,都改由火电厂供热;够不着的,要规划,看看能否将附近的几家锅炉合并,新建或改造其中的一个为较大的锅炉,实行热电联产。以后新建工业锅炉也要按此规定办理。

5.为发展这个高效节能项目,国家对改造和新建的热电联产项目,在贷款上和税收上给予优惠。对改造和新建热电联产的电厂,为防止借热电联产之名而建小火电,对上热电的项目发电煤耗应有一个严格的规定,如度电不超过200~250克标煤。

只从供热来考虑,热电联产后,对供热效率得不到多少好处。而大电网也不太想要小热电并网,增加运行困难。但是这些小热电每发一度电,只用150克标煤。资本主义国家在热电联产方面能做到的事,我国只要真正提高了认识,并努力具体的去做,也一定能做好,相信应比他们做得更好。

第二,关于建设效率高的火电厂,关闭耗煤高的火电厂。

我国是一个大量消耗煤炭的国家,2005年产煤量已超过20亿吨,世界第一。随着经济的发展,煤的消费量还要大量增加。其中电煤已经快达到煤炭总产量的60%。为了提高煤炭的利用效率,美国87%的煤炭是供发电使用,因为只有在电厂的特大型锅炉使用,煤炭才能取得较高的利用效率,也较易解决燃煤对环境的污染问题。为了提高能源利用效率、节约用煤,在我国就应把注意力集中在提高火电厂的净热效率上。经过几十年的努力,我国已从上世纪50年代生产中压参数的发电设备,进步到可以生产超临界参数的高效发电设备。中压参数的火电机组,净效率只有25%左右,每发一度约用460克标煤,而河南沁北电厂的超临界60万千瓦机组,每发一度电耗用300克标煤,在建的浙江玉环电厂的高温超临界机组(它不是超超临界机组),热的净效率预计可达43%,供电煤耗一度电只用290克标煤。我国自己已经能批量生产度电耗用300克标煤的发电设备。为了节约能源,少烧煤,建议:

1.国家除了在坑口建电厂外,其他地方,特别是在沿海,只准新建度电供电煤耗300克标煤及以下的电厂。

2.我国现在还在运行的火电机组中,单机在10万千瓦及以下的发电设备,大约有7000万千瓦,它们是10万、5万及少数2.5万千瓦机组,每发一度电平均用煤在400克标煤以上,若全部用度电300克标煤的机组来代替,一年约可以节约5000万吨煤。

3.在现场运行的超高压12.5万千瓦和20万千瓦级的机组总共还有9000万千瓦,这些机组净效率为33%,每发一度电耗用370克标煤,若都用300克标煤的机组来代替,发一度电可以节约70克标煤,一年可节约5000万吨煤,这类效率的机组,在发达国家早就被淘汰了。

4.尽快从欧洲引进口二次中间再热的超超临界机组。在欧洲的丹麦,十多年前就已经投运了超超临界火电机组,其蒸汽参数约为300个大气压,采用二次中间再热,温度约为600℃/600℃/600℃,电厂净效率可达48%以上,每发一度电用不到260克标煤。二次中间再热,系统是复杂了一些,但技术在进步,他们已经安全地运行了十多年,我国电力专家考察后,认为技术是成熟的。

对于这个机组的热效率,一直有争论。开始有些同志认为它的效率高是因为用欧洲北海海水冷却的缘故,那里的海水温度低,年平均为9℃,机组热效率高占了冷却水温低的便宜。我国松花江哈尔滨段的江水温度年平均约10℃,辽宁营口地区海水的年平均温度为12.8℃,这些地方和丹麦的海水温度也差不多。由于冷却水温度不同,火电厂的净效率是有差别,在我国南北方约相差1%~1.5%。后来有一位和我在一起工作过的汽轮机专家(现在是院士)打电话给我,问为什么丹麦的发电设备效率这样高。他是大专家,听了我的介绍后,直接与丹麦公司的人员进行技术交流后,他对此效率也认可了。最近又有一位院士对我说,丹麦的这个机组燃用的是天然气,天然气本身有60个大气压的压力,这种超超临界发电设备扣除天然气自身压力所带的能量,折算后效率可能也只有43%。我对他的这种说法打了一个问号?

我国在建的玉环电厂的单机100万千瓦发电机组,其蒸汽参数为250个大气压、600℃/600℃,采用一次中间再热,预计净效率为43%。我们知道,每增加一次中间再热,约可提高3%的热效率。丹麦的超超临界机组蒸汽参数约为300个大气压,600℃/600℃/600℃,采用二次中间再热。由此推算,增加的一次中间再热可以增效3%,加上蒸汽压力由250个大气压提高到300个大气压,再加上冷却水温低,丹麦公司报出他们的机组效率为48%是可信的。

我讲的节能效果大的第二个重点项目,就是提高火电厂的发电效率,主要有四点建议:一是控制新建电厂的供电煤耗,除了在煤炭产地外,要求度电供电煤耗在300克标煤以内,做到这一项,只要国家发改委提出要求,不应有什么困难;二是先关掉10万千瓦及以下发电机组;三是进一步关掉超高压的12.5万千瓦及20万千瓦机组,关掉老电厂,困难较大,关掉老机组后,最好是就地扩建新的高效机组,无法扩建的,人员应支援新厂,这项工作由各大电力公司自行解决,否则要在经济上对这批电厂征收高耗能税;四是尽快从欧洲进口4~6套二次中间再热的超超临界机组,国家发改委可提出,谁先报项目就先批准谁上。

我还想讲两个问题。

一、什么是超超临界发电机组

火电厂要提高效率,少烧煤,主要依靠提高蒸汽参数来实现,即提高蒸汽的压力和温度,其中提高温度有更好的效果,碰到主要的问题是耐热钢材的制约。但我们通常都是用蒸汽的压力来给火电机组分类的,如我国在解放初期生产的中压发电设备,汽轮机的进汽压力为35个大气压,温度为435℃;后来发展到生产高压发电机组,汽轮机的进汽压力为90个大气压,温度开始为500℃,后来升到510℃;再后来发展到超高压机组,汽轮机进汽压力为130个大气压,温度为535℃;再发展到亚临界机组,汽轮机进汽压力为170个大气压,温度为535℃,后又升到545℃;进一步发展到超临界机组,蒸汽压力为245个大气压以上,温度为555℃,也有560℃的;而能叫超超临界机组的,蒸汽压力至少在270个大气压以上,这是常识。玉环电厂建设的100万千瓦机组,把温度提高到600℃,很好!热效率比超临界机组提高了3%左右,但它的蒸汽压力只有250个大气压,比沁北电厂还少5个大气压,所以不能因为温度提高了,就叫它超超临界机组。

二、关于增压流化床联合循环发电(PFBC)和整体煤气联合循环发电(IGCC)

《中国能源》1999年第6期上发表了几位锅炉专家的文章,他们考察了丹麦的超超临界机组后,认为PFBC 和IGCC这类发电设备是全新的技术,系统复杂,整体技术难点很多。IGCC的工作流程是首先把煤变成气,再用气发电。煤变气的热转换效率只有80%左右,用气发电的效率是比较高的,加上余热利用可以达到55%,两个流程的效率相乘,IGCC的总体效率也只有44%,而欧洲的二次中间再热的超超临界机组的净效率可以达到48%。在整体热效率上IGCC并未显示出比超超临界机组优越多少。现代的燃煤火电厂,安装上高效除尘、脱硫、脱氮设备后,也可以做到干净地燃烧。我个人基本上同意这些同志们的观点,但为了综合研究世界先进国家的技术发展方向,可以建一、二座这类电厂作研究、试验和示范,以便掌握技术。

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