2015年10月，美國《電力雜志》評出2015年度世界頂級火力發(fā)電廠，其中上海外高橋第三發(fā)電有限責任公司是中國火電廠唯一獲獎企業(yè)。美國《電力雜志》創(chuàng)立于1882年，“世界頂級電廠”是一項由美國《電力雜志》舉辦的年度評選活動，由雜志編輯根據(jù)發(fā)電行業(yè)專業(yè)人士(包括設(shè)備供應商、設(shè)計單位、施工單位、電廠運營方)的提名確定獲獎名單，每年10月公布年度頂級火力發(fā)電廠，獲得“頂級電廠”稱號的單位是全球范圍內(nèi)具有吸引力、重要的、創(chuàng)新的電廠，并展示它們可能引起發(fā)電行業(yè)興趣的獨特設(shè)計或技術(shù);獲得“世界頂級電廠”稱號是全球電力界對該電廠的重要認可。
外三電廠本次能夠獲獎是由美國工程機械師協(xié)會(ASME)組織推薦的。今年4月份，外三電廠總經(jīng)理馮偉忠收到來自美國ASME的邀請信，邀請馮偉忠在6月底參加其圣迭哥世界學術(shù)峰會，并在峰會期間舉辦一次“不限時長”的個人專場報告。邀請方是有著134年歷史的美國工程機械師協(xié)會(ASME)。該協(xié)會是制造業(yè)領(lǐng)域世界權(quán)威，包括中國在內(nèi)，世界上90多個國家進出口機械工程設(shè)備，用的都是它的標準。
會后，ASME火電分論壇執(zhí)行主席克里斯多夫發(fā)來專函評價：“馮教授領(lǐng)導的外三團隊，成功地將前所未聞的能效提升與極低的環(huán)境影響結(jié)合在一起，同時使用創(chuàng)新的工程技術(shù)解決了許多之前公認棘手的難題。”、“這些成就證明了世界上最好的在網(wǎng)燃煤發(fā)電廠在中國。”“外三的這些成就具有世界級的意義，對于馮教授在外三取得的巨大成就及其對世界發(fā)電行業(yè)的潛在影響的重要性，再稱贊也不為過”，“馮教授已經(jīng)取得的技術(shù)成就中的任何一項，對絕大多數(shù)個人、組織或國家來說已經(jīng)算是終身成就了。”、“馮教授在外三取得的矚目成就為下一個一百年的能源發(fā)展打下了非凡的基礎(chǔ)”。
2015年10月1日，《電力雜志》副編輯Thomas W. Overton專門撰文如下：
對一個電力行業(yè)高速增長并且尋求更加清潔高效發(fā)電的國家，煤炭仍然是中國持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。這意味著中國電力行業(yè)的創(chuàng)新還要下許多功夫，然而一家位于上海的外三電廠在創(chuàng)新方面走在了前列。
地球上沒有一個國家的電力產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度超過了中國。中國無論是在可再生能源方面比如太陽能發(fā)電、風力發(fā)電、水力發(fā)電(其新建容量在世界遙遙領(lǐng)先)以及核能發(fā)電(中國擁有24座在建核反應堆)，還是在傳統(tǒng)的熱能發(fā)電方面，中國的裝機容量以令人驚嘆的速度走在了同樣高速增長的電力需求之前。中國目前擁有世界上最大的已安裝到位的發(fā)電基地，其裝機容量最近剛剛超過美國。根據(jù)中國電力企業(yè)聯(lián)合會公布的數(shù)據(jù)，單在2014年中國新增了101GW的裝機容量，遠遠超過世界其他約10個國家裝機容量的總和。
但上述這些不僅僅是發(fā)電能力的增加。中國正面臨著空氣污染的嚴峻挑戰(zhàn)，這主要是由于中國對煤炭傳統(tǒng)性的嚴重依賴。盡管中國正在上下努力向著低碳電力轉(zhuǎn)變、減少煤炭消耗，但是煤炭在中國可以預見的未來仍是其主要的發(fā)電一次能源，中國目前約有116GW在建火力發(fā)電機組。綜上，如果中國要減少空氣污染，實現(xiàn)其二氧化碳減排承諾，中國就必須在改善能效和降低污染物排放上下大力氣。
盡管中國的空氣污染問題主要歸結(jié)于老舊低效火力發(fā)電機組、缺乏現(xiàn)代化的排放物控制，中國卻擁有大量先進的超臨界和超超臨界發(fā)電機組。中國政府正在號召對這些機組進行技術(shù)升級改造。許多電廠已經(jīng)升級了排放物控制，并在一定程度上提高了能效。但是，一家位于上海的發(fā)電廠取得的成績遠不止于此。
外三電廠亮點：
ü 中國效率最高的火力發(fā)電廠
ü 不斷摸索通過技術(shù)創(chuàng)新降低熱耗、減少污染物排放
ü 效率從2008年的42.73%，提高至2011年的44.5%
一、長期的努力
上海外高橋發(fā)電基地(外一、外二、外三)擁有5GW的裝機容量，其8臺機組矗立在長江岸邊。這些機組經(jīng)歷了三個階段完成建設(shè)，目前由三家獨立法人運營。
外高橋發(fā)電一期項目始于上世紀90年代，一期項目包含由上海電氣集團生產(chǎn)的4臺300MW機組，并在1994年至1997年陸續(xù)上網(wǎng)發(fā)電。外高橋發(fā)電二期項目開始于2001年，2004年上網(wǎng)運行，包含2臺900MW超臨界機組(這是當時中國最早的900MW超臨界機組)，二期項目中運用了德國阿爾斯通、西門子和日本日立的相關(guān)技術(shù)。
二期項目剛剛落下帷幕，三期項目——中國最先進、節(jié)能的火力發(fā)電廠的建設(shè)工作便拉開序幕。
外高橋發(fā)電三期項目于2005年中期開始，目標建設(shè)2臺1000MW超超臨界機組。三期項目的汽輪機、發(fā)電機和鍋爐由上海電氣集團供貨，并經(jīng)阿爾斯通(鍋爐)和西門子(汽輪機)的技術(shù)許可。2臺機組利用了煙氣脫硫(FGD)和選擇性催化還原(SCR)技術(shù)，并分別于2008年3月和6月投入商業(yè)運行。
作為一家超超臨界發(fā)電廠，外三電廠運行時主蒸汽溫度達到至少600攝氏度，壓力達到27MPa。當三期機組剛剛上網(wǎng)運行時，其凈效率達到了42.73%，是當時世界上最高效的火力發(fā)電廠之一。但這僅僅是開始。
二、技術(shù)進步
三期項目伊始，該項目團隊就落實中央政府的號召，以機組效率的提升、污染物的減排及技術(shù)的提升作為重要抓手。
外三電廠相關(guān)人員已推出大量的科技創(chuàng)新項目，并成功研發(fā)了一系列的系統(tǒng)優(yōu)化和效率提升的新技術(shù)。其中，許多創(chuàng)新技術(shù)在工程建設(shè)期間就得以同步實施，并且新技術(shù)的研發(fā)亦在不斷推進，這使得機組性能自最初調(diào)試期開始就已得到顯著改善。
2008年，機組的凈效率達到42.73%，在此基準上，2009年提升至43.53%，2010年再次提升至43.97%，2011年又進一步提升至44.5%。自基建及投產(chǎn)以來，機組的年均運行負荷為74%左右。與中國其他先進的燃煤機組(其平均凈效率為41.2%)相比，外三電廠每年可因此節(jié)省標煤耗量23萬噸和減排二氧化碳48萬噸。此外，硫氧化物、氮氧化物和煙塵的排放量均遠遠低于國家規(guī)定的燃煤電廠排放限值，甚至低于燃氣輪機的排放限值。
以下是外三電廠已實施應用的部分重大技術(shù)革新。
1、煙氣余熱利用技術(shù)
通過研發(fā)新型鰭片式的煙氣熱能回收裝置，并安裝在介于增壓風機和脫硫塔之間的低塵區(qū)域，這樣可降低飛灰磨損以及灰分積累和阻塞的風險。除煙氣余熱本身之外，還包括引風機和增壓風機運行中所產(chǎn)生的熱量也一并被回收利用。所回收的這部分熱量被送回熱力系統(tǒng)替代汽輪機抽汽加熱低壓給水，降低汽輪機熱耗以補償脫硫能耗。
2、廣義回熱系列技術(shù)
該系列技術(shù)，將回熱媒介由單一給水拓展為鍋爐輸入的水、風、煤等。其中，送風回熱技術(shù)，是利用回熱抽汽加熱鍋爐的進風，進而回收抽汽熱能并提高鍋爐的燃燒效率;送粉回熱技術(shù)，通過對磨煤機出口的煤粉進一步干燥和加熱，提高了鍋爐的燃燒穩(wěn)定性及燃燒效率，該技術(shù)尤其適用于燃燒高水分煤種。這些技術(shù)不僅有利于鍋爐的燃燒和運行，而且通過回收抽汽的熱能和降低冷源損失，提高了機組效率。
3、改進型給水回熱技術(shù)
通過增設(shè)一個附加的可調(diào)式高壓回熱抽汽，可在機組低負荷運行時，維持機組的最終給水溫度與額定負荷一致，或至少可緩解因機組負荷降低而引起的給水溫降程度。此外，低負荷下鍋爐省煤器出口煙氣的溫降也因此可減小，進而使得SCR在低負荷下不必退出運行。另外，通過控制閥調(diào)節(jié)該回熱抽汽，可使機組調(diào)頻響應更快。低負荷下，更高的鍋爐進風溫度，提升了鍋爐的燃燒穩(wěn)定性和燃燒效率，同時，水冷壁入口給水溫度相對提高，亦改善了鍋爐水動力特性。
4、改進型鍋爐啟動技術(shù)
該技術(shù)主要利用蒸汽代替燃油來加熱鍋爐。機組啟動時，給水可由電廠其他機組的蒸汽來進行加熱，進而鍋爐可由已加熱的給水和來自汽水分離器的蒸汽進行加熱。當鍋爐風機啟動后，冷空氣被已處于熱態(tài)的省煤器加熱，隨后熱空氣進入空氣預熱器的煙氣側(cè)對冷空氣進行加熱，從而在機組點火前就建立起“熱爐和熱風”的環(huán)境。該技術(shù)加速了啟動過程，降低了廠用電耗，并減少了燃料消耗和因其產(chǎn)生的污染物排放量。外三電廠的啟動時間小于2小時(包括冷態(tài)啟動)，耗油量小于15噸，耗電量小于80000千瓦時，并且耗煤量低于200噸(包括用于加熱的蒸汽)。
5、固體顆粒侵蝕防治系列技術(shù)
管道的蒸汽側(cè)氧化及氧化皮阻塞，一定程度上將引起鍋爐爐管爆管;而氧化皮破碎形成的顆粒又將引起汽輪機葉片侵蝕，這是超(超)臨界機組面臨的突出問題，并已經(jīng)困擾國際發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域幾十年。中國的部分發(fā)電廠，在投運之初的幾年，機組效率損失就達8%或以上。而外三電廠通過應用創(chuàng)新優(yōu)化啟動技術(shù)和程序，緩解了管道的蒸汽側(cè)氧化，而針對鍋爐已生成的氧化物顆粒則將之盡快清除。外三機組運行60個月后，經(jīng)檢查表明：鍋爐管道未氧化，汽輪機葉片亦未受侵蝕。
三、行業(yè)引領(lǐng)者
外三電廠的相關(guān)創(chuàng)新技術(shù)獲得了來自政府和行業(yè)組織關(guān)于能效提升和污染物減排的一系列獎項。這些已研發(fā)完成的技術(shù)目前正在一些新建電廠中推廣應用，同時，外三電廠相關(guān)人員亦同世界各地的行業(yè)組織分享了他們的創(chuàng)新技術(shù)。
中國的節(jié)能減排之路還很漫長，但是像外三電廠這樣的發(fā)電企業(yè)作為中國電力行業(yè)的領(lǐng)頭羊，正引領(lǐng)整個行業(yè)趨向更清潔、更高效化。本稿件所含文字、圖片和音視頻資料，版權(quán)均屬齊魯晚報所有，任何媒體、網(wǎng)站或個人未經(jīng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載，違者將依法追究責任。
