随(suí)着電力體(ti)制改革的(de)深入推進(jin)，能源結構(gòu)轉型步伐(fa)加快，特别(bié)是近幾年(nián)我國可再(zai)生能源發(fā)展取得了(le)顯著成績(ji)，水電、風電(dian)和太陽能(neng)發電的裝(zhuang)機規模截(jié)至2016年末分(fen)别達到3.2億(yi)千瓦、1.3億千(qiān)瓦和4300萬千(qian)瓦，均居世(shi)界第一位(wei)，可再生能(neng)源總發電(diàn)量也位居(jū)世界第一(yi)。但是，必須(xu)看到，在可(ke)再生能源(yuan)持續發展(zhan)的同時，一(yī)些地區棄(qi)風棄光等(děng)問題日益(yi)突出：2016年，我(wǒ)國平均棄(qì)風率17%，平均(jun)棄光率20%左(zuo)右，消納已(yi)經成為制(zhì)約可再生(shēng)能源發展(zhan)的關鍵因(yin)素。
究(jiu)竟該如何(he)解決消納(nà)問題?日前(qian)，由中國電(diàn)機工程學(xue)會熱電專(zhuān)業委員會(huì)主辦的2017全(quan)國燃(ran)煤電廠靈活性(xing)改造及深(shen)度調峰技(jì)術交流研(yán)讨會對這(zhe)個問題進(jìn)行了深入(rù)探讨。
按照承諾(nuo)，預計2020年、2030年(nián)我國一次(cì)能源消費(fei)總量分别(bie)不超過50億(yi)噸标煤、60億(yi)噸标煤，其(qi)中非化石(shi)能源分别(bié)約7.5億噸标(biao)煤、12億噸标(biao)煤。初步估(gū)算，到2020年，我(wǒ)國風電裝(zhuang)機将達到(dao)2.2億千瓦以(yǐ)上，“十三五(wu)”增加1億千(qian)瓦以上;太(tài)陽能發電(dian)裝機将達(dá)到1.1億千瓦(wǎ)以上，“十三(sān)五”增加6000萬(wan)千瓦以上(shang)。2020年以後，風(feng)電和光伏(fu)裝機将進(jin)一步增加(jia)。
截至(zhì)2016年底，我國(guo)煤電(dian)裝機為9.43億千瓦(wǎ)，占發電裝(zhuāng)機總量的(de)57%，受各方面(miàn)因素影響(xiang)和産業結(jie)構的調整(zheng)，風光資源(yuan)富集地區(qū)的風電和(hé)光伏的滲(shèn)透率将進(jin)一步增加(jia)，用電負荷(hé)峰谷差亦(yi)将增大，部(bù)分地區熱(re)電聯産仍(réng)将持續增(zeng)加，由此可(ke)見實現《巴(bā)黎協定》的(de)承諾任重(zhong)而道遠。
未(wei)來，新能源(yuan)有望成為(wéi)我國能源(yuán)發展的主(zhǔ)流，加快能(neng)源技術創(chuàng)新，挖掘燃(ran)煤機組調(diao)峰潛力，全(quan)面提高系(xì)統調峰和(hé)新能源消(xiao)納能力勢(shì)必在行，而(ér)火電開展(zhan)靈活性改(gai)造亦是延(yan)展其生命(mìng)周期的有(yǒu)效選擇。
改(gǎi)造需“一廠(chang)一策”制定(ding)方案
“所(suǒ)謂靈活就(jiù)是機組具(jù)有更快的(de)變負荷速(su)率、更高的(de)負荷調節(jiē)精度及更(geng)好的一次(ci)調頻性能(neng);所謂深度(du)，就是機組(zu)具有更寬(kuan)的負荷調(diào)節範圍，負(fu)荷下限從(cong)原來的45%下(xià)調至30%，甚至(zhi)更低。”東南(nán)大學能源(yuán)與環境學(xue)院博士生(sheng)導師呂劍(jian)虹這樣诠(quán)釋靈活與(yǔ)深度的實(shi)質。
“燃煤機(jī)組深度調(diao)峰面臨着(zhe)很多問題(tí)。”國家電投(tou)上海發電(diàn)設備成套(tao)設計研究(jiu)院博士呂(lü)為智在會(hui)上做了詳(xiáng)細分析，“涉(she)及到鍋爐(lú)、汽機、輔機(jī)、控制系統(tǒng)等多個方(fāng)面，可謂牽(qian)一發而動(dong)全身，所以(yi)要以‘一廠(chǎng)一策’為原(yuan)則，針對機(ji)組自身的(de)運行特性(xing)以及調峰(fēng)目标幅度(dù)，靈活制定(ding)靈活性改(gai)造技術路(lu)線，以期實(shi)現燃煤機(jī)組在低負(fu)荷下的安(ān)全穩定運(yun)行。”
目(mu)前，國内外(wài)較為成熟(shu)的火電靈(líng)活性改造(zào)技術有機(ji)組本體優(yōu)化調整技(ji)術，等離子(zi)/微油助燃(rán)技術以及(jí)熱電聯産(chan)機組涉及(jí)到的熱電(dian)解耦技術(shù)，其中熱電(dian)解耦技術(shu)又包括抽(chou)汽改造、固(gù)體蓄熱技(jì)術、熱泵技(ji)術、電鍋爐(lú)技術和電(diàn)鍋爐+蓄熱(re)罐技術等(deng)多種方式(shì)。
“要實現‘靈(ling)活’的靈活(huo)性改造并(bing)不是一件(jian)容易的事(shì)兒。”國電科(kē)學技術研(yan)究院沈陽(yang)電力技術(shù)分院主任(ren)工程師、高(gao)級工程師(shī)吳炬非常(chang)清楚這條(tiao)改造之路(lù)的艱辛，“要(yào)響應政策(ce)導向，兼顧(gù)未來市場(chǎng)變化，根據(ju)企業自身(shen)特點，合理(li)确定改造(zao)目标和技(jì)術方案，保(bao)證機組安(ān)全，還要控(kong)制投資規(gui)模，注重解(jie)決實際需(xū)求。”
會(hui)上，哈爾濱(bīn)鍋爐廠、東(dōng)方 鍋(guo)爐股份有(yǒu)限公司、華(hua)能清潔能(neng)源研究院(yuan)、華北電力(li)科學研究(jiu)院、西安熱(rè)工研究院(yuan)等多家研(yán)究機構，國(guo)家重點實(shi)驗室的多(duo)位博士、高(gāo)級工程師(shi)對提升火(huǒ)電調峰能(neng)力關鍵系(xi)統、關鍵指(zhǐ)标做了深(shen)入的剖析(xi)。
今年12月6日(rì)和12月6日，國(guo)家發展改(gǎi)革委、國家(jia)能源局先(xian)後印發《關(guān)于下達火(huǒ)電靈活性(xing)改造試點(dian)項目的通(tong)知》以及《關(guān)于印發<可(kě)再生能源(yuán)調峰機組(zu)優先發電(dian)試行辦法(fǎ)>的通知》，公(gōng)布了22個試(shì)點項目約(yuē)18吉瓦裝機(jī)容量的火(huo)電機組，一(yi)場煤電機(jī)組靈活性(xìng)改造、煤電(dian)機組調峰(fēng)能力提升(shēng)工程攻堅(jian)戰就此一(yi)炮打響，截(jié)至目前，我(wǒ)國火電靈(líng)活性改造(zào)取得了長(zhang)足的進展(zhan)和可喜的(de)進步。
國電電力(lì)莊河發電(diàn)公司作為(wéi)全國首批(pī)煤電機組(zǔ)靈活性改(gai)造示範項(xiàng)目，在今年(nian)的全國燃(rán)煤電廠靈(ling)活性改造(zào)及深度調(diào)峰技術交(jiao)流研讨會(huì)上異常奪(duo)目。近年來(lái)，東北地區(qu)電力市場(chang)供需矛盾(dùn)突出，特别(bié)是遼甯省(sheng)供熱機組(zu)在區域裝(zhuang)機容量占(zhàn)比高達70%以(yǐ)上，導緻供(gòng)暖期電網(wang)調峰能力(lì)嚴重不足(zu)，而莊河發(fa)電卻能因(yin)地制宜，以(yǐ)開展機組(zǔ)靈活性改(gai)造作為企(qǐ)業提質增(zēng)效、解困突(tu)圍的主要(yào)手段，積極(ji)主動參與(yǔ)深度調峰(feng)，取得了顯(xian)著效益。
“2017年(nián)初我們即(jí)實現了18萬(wan)千瓦(30%額定(ding)容量)長時(shí)間安全穩(wen)定運行的(de)曆史性突(tū)破，春節期(qī)間2号機組(zu)18萬千瓦連(lián)續安全穩(wen)定運行77小(xiǎo)時，成為全(quán)國首台實(shi)現供暖期(qi)調峰負荷(he)率達到30%的(de)60萬千瓦純(chun)凝機組。”該(gāi)公司生技(jì)部副主任(rèn)、高級工程(cheng)師王豐的(de)自豪之情(qing)溢于言表(biǎo)。
“12月6日，我們(men)召開了‘機(jī)組靈活性(xìng)改造(熱電(dian)解耦)項目(mu)及抽汽擴(kuo)能項目現(xiàn)場聯絡會(huì)’，确定了改(gai)造技術路(lù)線。”丹東電(dian)廠運行部(bù)副主任、高(gao)級工程師(shī)宮作夫向(xiàng)記者介紹(shào)道，“我們的(de)目标就是(shi)深挖機組(zǔ)深度調峰(fēng)期間的節(jiē)能方法，優(you)化設備運(yun)行方式調(diào)整，确保深(shēn)度調峰期(qī)間盡量提(ti)高機組經(jing)濟性”。
“‘十(shí)三五’期間(jiān)，随着可再(zai)生能源發(fa)電全額保(bǎo)障性收購(gou)制度的實(shi)行，我國火(huo)電靈活性(xing)改造工作(zuo)将同步鋪(pù)開，熱電機(jī)組和常規(guī)煤電靈活(huó)性改造規(gui)模分别達(da)到1.33億千瓦(wa)和8600萬千瓦(wǎ)左右，并開(kai)展針對性(xing)的改造難(nán)度評估，為(wéi)火電靈活(huo)性改造工(gōng)作的順利(li)開展提供(gong)支撐。”中國(guó)電機工程(chéng)學會熱電(diàn)專業委員(yuán)會秘書長(zhǎng)王新雷向(xiàng)記者透露(lu)。
目前(qián)，中國稀缺(quē)的不是發(fa)電能力，而(ér)是調峰能(néng)力，過去要(yao)求火電安(an)全、穩定、高(gao)效、清潔，現(xian)在我們還(hái)需要彈性(xing)、靈活性來(lai)調節和吸(xī)納高比例(li)的可再生(sheng)能源，這不(bú)僅是火電(dian)定位的變(bian)化，也是火(huo)電尋求生(shēng)存的一條(tiáo)必由之路(lu)。
