工業(yè)領(lǐng)域大規(guī)模設(shè)備更新 煤電機(jī)組“換心”后延壽30年
在天津盤山電廠，一些主設(shè)備通過升級改造延壽了30年，它是將原有的兩臺530兆瓦俄制超臨界機(jī)組升級改造為國產(chǎn)高效超超臨界機(jī)組。
把升級前后的發(fā)電機(jī)組進(jìn)行對比，雖然外觀看不出來太大差別，但改造完成后，機(jī)組供電煤耗降低了14%，供熱能力提高了兩倍以上。總臺記者實(shí)地探訪了天津市薊州區(qū)的盤山電廠，看看老機(jī)組是如何通過“換心”煥發(fā)新活力的？
煤電機(jī)組改造升級
“換心”后延壽30年
記者來到位于天津市薊州區(qū)的盤山電廠，看到了剛剛投入運(yùn)營發(fā)電機(jī)組。負(fù)責(zé)人告訴記者，這是我國最早一批超臨界燃煤發(fā)電機(jī)組，設(shè)備是蘇聯(lián)生產(chǎn)。工廠已經(jīng)運(yùn)行了28個年頭，機(jī)組設(shè)備老化、能耗高，并且距設(shè)計(jì)壽命也只有兩年時間。為了充分利用機(jī)組的價值，最大限度減小燃煤機(jī)組關(guān)停造成的損失，盤山電廠開展機(jī)組創(chuàng)新升級及延壽改造。
國家能源集團(tuán)天津盤山電廠副總經(jīng)理 王九崇：原來這個位置布置的是一臺勵磁機(jī)，現(xiàn)在改成碳刷這種勵磁方式（靜止勵磁），節(jié)省了空間，目前這屬于我們國內(nèi)主流的一種先進(jìn)技術(shù)。
創(chuàng)新升級及延壽改造項(xiàng)目是在合理利用原有系統(tǒng)、設(shè)備和主廠房框架等基礎(chǔ)上，采用國內(nèi)先進(jìn)技術(shù)，將現(xiàn)有兩臺530兆瓦俄制超臨界機(jī)組升級改造為國產(chǎn)高效超超臨界機(jī)組。
國家能源集團(tuán)天津公司副總經(jīng)理 潘夏清：通過整體延壽改造，機(jī)組將再次進(jìn)入新的生命周期，可繼續(xù)服役30年，這是目前國內(nèi)唯一一個通過創(chuàng)新升級機(jī)組整體延壽30年的在役煤電項(xiàng)目。
項(xiàng)目的投運(yùn)有效填補(bǔ)了我國電力裝備升級改造的產(chǎn)業(yè)空白，為國內(nèi)外老舊燃煤發(fā)電機(jī)組跨代升級、延壽改造探索新路徑、提供新思路。
電廠換“心”一組運(yùn)行一組改造
交叉難度大
盤山電廠的創(chuàng)新升級與延壽改造項(xiàng)目，不同于一般基建和檢修工程。項(xiàng)目需對兩臺機(jī)組進(jìn)行有序拆除與重建，且在施工期間，需確保另一臺機(jī)組單獨(dú)運(yùn)行時供電、供熱、供汽的安全穩(wěn)定。這給工程建設(shè)增加了不少難度，他們是如何克服的呢？
中國能建華北電力設(shè)計(jì)院副總經(jīng)理 聶恒寬：這個電廠最大的難度是一臺機(jī)組運(yùn)行，另外一臺機(jī)組改造，這里交叉難度是很大的，它的油、氫各個方面都不是很容易的事情。
聶恒寬告訴記者，由于時間久遠(yuǎn)，源自蘇聯(lián)的電機(jī)圖紙已大多遺失。
中國能建華北電力設(shè)計(jì)院副總經(jīng)理 聶恒寬：我們采用了三維掃描技術(shù)，把廠房里都掃描成圖，然后我們在這個基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì)。我們很多的規(guī)范都得調(diào)整，要按現(xiàn)在的規(guī)范去驗(yàn)算，哪些可以用，哪些不可以用，整個過程很艱辛。
這次改造的1號機(jī)組充分利用廠區(qū)現(xiàn)有條件，將原有主廠房框架及基礎(chǔ)、汽機(jī)房、鍋爐房、集控樓等輔助系統(tǒng)進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)加固改造，同時對鍋爐、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)等電廠核心的三大主機(jī)整體更換升級，也就是將電廠的“心肺”功能換新，肌體組織加固改造，讓老電廠煥發(fā)新活力。
國家能源集團(tuán)天津盤山電廠工程技術(shù)部經(jīng)理 鄧金波：我們充分結(jié)合現(xiàn)場施工環(huán)境變化動態(tài)完善拆除方案，有效克服了整機(jī)拆除施工風(fēng)險(xiǎn)高、工作難度大、無經(jīng)驗(yàn)借鑒等因素，拆除總重量超2萬噸，拆除電纜1200余公里，相當(dāng)于北京到上海的直線距離。同時，保障了2號在運(yùn)機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
項(xiàng)目在改造過程中，技術(shù)人員采用參數(shù)跨代升級、大容量供熱、深度調(diào)峰、熱電解耦、回?zé)醿?yōu)化等創(chuàng)新升級技術(shù)，進(jìn)一步提高了機(jī)組的安全性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性和靈活性，實(shí)現(xiàn)了老舊裝備的升級換代、機(jī)組的技術(shù)參數(shù)及指標(biāo)整體升級。
國家能源集團(tuán)天津盤山電廠副總經(jīng)理 王九崇：這次改造，這個汽輪機(jī)的級數(shù)，包括效率都有很大提升。改造以后汽輪機(jī)的熱耗大約是7243千焦，原來大約是8300千焦，折合成煤耗，每度電降低45克煤。
煤電低碳化改造是大勢所趨
煤電作為我國電力供應(yīng)的主體，其設(shè)備更新和升級對于保障國家能源安全、促進(jìn)電力工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展具有重要意義。專家表示，對我國現(xiàn)有煤電機(jī)組開展延壽改造技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上合理，是大勢所趨。目前國內(nèi)多家煤電企業(yè)開展了延壽改造評估并獲得延壽運(yùn)行許可。
中國能建華北電力設(shè)計(jì)院副總經(jīng)理 聶恒寬：盤山電廠這個項(xiàng)目，比國內(nèi)新建工程大概投資節(jié)約了44%，可以說是目前國內(nèi)性價比最高的大型火電廠。兩臺機(jī)組每年可以節(jié)約標(biāo)煤22萬噸，改造之后機(jī)組的供熱能力提高了近兩倍，不僅能夠滿足天津薊州區(qū)的供熱需求，而且還增加了外供2000萬平方米的供熱能力，真正實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)效益、社會效益和環(huán)境效益的完美結(jié)合。
相比新建煤電機(jī)組，低碳化改造尤其是延壽升級改造是更為經(jīng)濟(jì)和短周期的方式，成本低，見效快。
據(jù)統(tǒng)計(jì)，2030年左右是煤電機(jī)組延壽高峰期，屆時我國約有接近1億千瓦的煤電機(jī)組達(dá)到設(shè)計(jì)壽命，約占煤電總裝機(jī)量的10%，到期機(jī)組的關(guān)停和延壽策略對于確保電力系統(tǒng)安全、如期實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)具有非常重要的意義。
中國能建華北電力設(shè)計(jì)院副總經(jīng)理 聶恒寬：這類的電廠所處的位置都是比較好的，尤其是這些供熱的電廠，在供電的同時實(shí)現(xiàn)了供熱。在改造過程中，還可以把先行電力系統(tǒng)的一些要求加進(jìn)去，比如制氫、制氨，等等；還可以變成一個綜合能源的服務(wù)站，讓它煥發(fā)新的生命力。
我國煤電領(lǐng)域設(shè)備更新市場規(guī)模巨大
近年來國家在電力設(shè)備節(jié)能降碳、提高能效、回收利用等方面出臺一系列政策，我國煤電領(lǐng)域設(shè)備更新市場規(guī)模巨大。
根據(jù)中國電力企業(yè)聯(lián)合會數(shù)據(jù)，截至2024年9月底，我國煤電裝機(jī)容量11.8億千瓦，占我國總發(fā)電裝機(jī)的37.3%；2024年前三季度，煤電發(fā)電量4.1萬億千瓦時，占我國全口徑發(fā)電量的54.4%。煤電以不足40%的裝機(jī)占比承擔(dān)了全國70%的頂峰保供任務(wù)和近80%的調(diào)節(jié)能力，仍發(fā)揮著保障電力安全穩(wěn)定供應(yīng)的“頂梁柱”和“壓艙石”作用，有力保障了我國民生用電和經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展需求。
中國電力企業(yè)聯(lián)合會副秘書長 丁永福：電力設(shè)備更新改造具有較強(qiáng)的產(chǎn)業(yè)鏈乘數(shù)效應(yīng)，能帶動電氣設(shè)備、金屬冶煉等多個行業(yè)需求增長。初步估算，新一輪電力設(shè)備更新改造的市場規(guī)模將達(dá)上萬億，市場潛力大、空間廣。通過電力設(shè)備更新升級，有助于提高設(shè)備能效，降低能源消耗，推進(jìn)綠色低碳轉(zhuǎn)型。
今年6月，國家發(fā)改委、國家能源局發(fā)布了《煤電低碳化改造建設(shè)行動方案（2024—2027年）》，明確提出要推動煤電行業(yè)的低碳化轉(zhuǎn)型，通過實(shí)施煤電機(jī)組改造升級，進(jìn)一步降低煤電機(jī)組能耗，提升靈活調(diào)節(jié)能力和清潔高效水平。根據(jù)《行動方案》，到2027年煤電低碳發(fā)電技術(shù)路線將進(jìn)一步拓寬，建造和運(yùn)行成本顯著下降。相關(guān)項(xiàng)目度電碳排放較2023年同類煤電機(jī)組平均碳排放水平降低50%左右，接近天然氣發(fā)電機(jī)組碳排放水平。
