超超临界发电技术变革时代来临
中电新闻网记者 冯义军
“在当前高效一次再热发电技术多处落地，二次再热发电技术即将实现，高效二次再热发电技术蓄势待发的格局下，超超临界发电技术亟待创新变革、科学推动。”在1月7日由中国动力工程学会主办、中国电力科技网承办的“超超临界机组技术交流2014年会”上，中国电力科技网CEO魏毓璞向记者表示。
发展高参数大机组，是国家节能减排战略的关键组成部分之一。我国已是全球超超临界机组最多的国家，数量远超其他国家的总和，建设速度前所未有，且仍将高速发展。
大唐电科院华东所高级工程师蒋寻寒在会上建议：“发展700摄氏度发电技术尚需时日。因此，完善超超临界发电技术，包括改进超超临界汽轮机及热力系统的设计和运行，降低机组能耗，是今后的重要课题。”
煤炭清洁高效利用呼唤“超超临界”
“现在国家提出的推动能源革命，我觉得这不是革煤的命，不是去煤化。”清华大学热能工程系教授毛健雄在会议上强调。记者注意到，《能源发展战略行动计划 （2014~2020年）》中提出“坚持发展非化石能源与化石能源高效清洁利用并举”的要求。此前，国家能源局副局长史玉波在2014年两会期间接受媒体采访时曾表示，要把煤炭的清洁高效利用与发展新能源摆在同等重要的位置。
“并举”、“同等重要”这些关键词透露出了煤炭清洁高效利用的重要性。
《能源发展战略行动计划 （2014~2020年）》在“清洁高效发展煤电”章节中强调：“转 变煤炭使用方式，着力提高煤炭集中高效发电比例。”另外，在“科技创新”方面，该计划明确了包括“高参数节能环保燃煤发电”在内的20个重点创新方向。随着材料技术的不断进步和热能动力理论的日臻完善，蒸汽的参数经历了低压、中压、高压、超高压、亚临界、超临界直至超超临界的发展过程。随着能源清洁化的发展要求日益迫切，日臻成熟的超超临界发电技术正在全面登场。
《煤电节能减排升级与改造行动计划（2014~2020年）》要求，新建燃煤发电项目原则上采用60万千瓦及以上超超临界机组。
这透露出，超超临界发电技术已经成为燃煤发电领域的主流方向和重大选择。
“当前，应该全面推进亚临界机组改造为超（超）临界机组的技术研发，在技术成熟时积极推动改造。”毛健雄建议。“我国超超临界机组技术经历了10年左右的引进消化发展，如今走到了通过自主研发进行升级换代的十字路口。”西南电力设计院付焕兴认为。
技术路线选择呈现多样化
“国内超超临界机组的主要发展方向有三方面：二代高效一次再热机组、超大容量120~130万千瓦机组、二次再热机组。目前，各大集团关注的重点是二代高效一次再热机组。”蒋寻寒告诉记者，“总体上，一次再热的超超临界机组设计尚未达到成熟阶段，二次再热刚起步，都需要大量摸索。”上海外高桥第三发电有限责任公司总经理冯伟忠说：“随着效率的提高，发电机组的单位造价也在不断攀升，特别是二次再热机组，虽然已属成熟技术，但系统复杂，投资高。在目前的技术条件下，与一次再热相比，其获得的效率收益难以补偿投入的增加。”冯伟忠开创性地采用高、低位汽轮发电机布置方式，使效率更高的二次再热技术发挥出了竞争优势，为下一步发展700摄氏度计划提供了潜在的、极具竞争力的解决方案。“它既能突破下一代更高参数大容量的高效超临界机组的发展瓶颈，又可为亚临界、超临界机组的升级改造提供新的出路。”2014年年底投产的华能长兴电厂是目前国内参数最高的超超临界发电机组，其采用的是高效一次再热技术。参与过中电投田集电厂等高效一次再热超超临界发电技术研发的上海锅炉厂有限公司副总经理徐雪元告诉记者：“一次再热整体上是比二次再热成熟的技术，国家强调的是推进二次再热示范工程的建设。”据他介绍，我国首个采用二次再热的电厂国电泰州电厂即将于今年二季度投产发电。
“全面掌握拥有自主知识产权的600摄氏度超超临界机组设计、制造技术，加快研发700摄氏度超超临界发电技术。推进二次再热超超临界发电技术示范工程建设。适时开展超超临界循环流化床机组技术研究。推进亚临界机组改造为超（超）临界机组的技术研发。”《煤电节能减排升级与改造行动计划（2014~2020年）》中这样强调。
重大技术创新蓄势待发
“布连电厂采取了相应的辅机设备可靠性提高措施，机组投产一年多来，未发生单列辅机引起的停机故障。事实证明，辅机单系列布置是可靠的。”国电建投内蒙古能源有限公司布连电厂副厂长刘晓鹏讲道。
电力规划设计总院院长赵洁曾表示：“布连电厂的辅机单列，将影响到火电规程的调整，引领整个行业的进步。这启迪我们，要调整我国火电厂的建设方式，采用集约高效的能源基地模式，推动未来火电项目的开发建设。”“分散控制系统、现场总线技术、优化控制系统、机组自启停系统、数字化电厂等这些大型电厂自动化出现的问题是超超临界发电技术创新驱动的重点。”中国能源建设集团工程研究院副院长许继刚认为。
中电投河南电力公司技术研发中心首席专家尹金亮，针对我国100万千瓦机组参与电网深度调峰，低负荷时处于亚临界运行的实际情况，提出以现有100万千瓦超超临界机组为基础，研发100万千瓦高效宽负荷超超临界技术路线。据了解，这一国家科技计划高新技术领域2015年备选项目的目标是，当负荷效率与现有超超临界机组相当，在50%THA负荷下机组效率提高不低于3个百分点。
“我国是100万千瓦超超临界燃煤机组装机容量最大的国家，但设备性能未得到充分发挥。现役超超临界机组的进一步节能可以利用优化控制技术实现。”在魏毓璞看来，超超临界发电技术变革的时代即将到来。
