全球最大清洁能源体系下,中国为何仍深耕“锅炉”技术?
有一种“不挑食”的特殊锅炉——
它既能“消化”大量堆积的煤矸石、煤泥等工业废料,
又能高效清洁地转化为电能。
近日,
由哈电集团提供三大主机设备的世界首台660兆瓦高效超超临界循环流化床锅炉,
已安全运行一周年并通过权威鉴定评审。
其各项性能指标均达到或超过设计标准,
不仅填补了全球行业空白,
更标志着我国在清洁发电技术领域取得重要突破。
这座领先全球的“锅炉”,
缘何成为世界绿能新标杆?
吃“粗粮”,发“精电”
我国每年煤炭开采和洗选过程中,
会产生数亿吨煤矸石、煤泥等低热值“边角料”。
这些废料堆积占地且污染环境,
常规机组难以利用,陷入“食之无味,弃之可惜”的困境。

煤矸石
与传统火电锅炉依赖“细粮”(优质煤)不同,
循环流化床锅炉堪称“消化能力”强大的全能选手。
煤矸石、煤泥、油页岩,
甚至生物质和部分垃圾,
都能被它高效清洁地利用,
真正实现“变废为宝”。
仅陕西彬长项目这一台机组,
每年就能“消耗”百余万吨这类低品质燃料。
该项目实现了技术与制造100%国产化,
所有核心设备和控制系统均由中国企业自主研发生产,
技术参数全面超越国外同类产品。

世界首台660兆瓦高效超超临界循环流化床锅炉,安装于陕煤集团陕西彬长文家坡发电有限公司
“超超临界”是何种技术水平?
“循环流化床”又是什么原理?
在火电领域,
“临界”基于热力学原理:
当水的温度和压力达到特定临界值时,
液态水与气态蒸汽的密度、黏度等物理性质完全一致,
相变界面消失——
即水直接转化为蒸汽,无明显沸腾过程,
这一状态被称为“临界状态”。
水的临界压力为22.12MPa,临界温度374.15℃。
火电机组运行时,
设计压力低于临界压力的为亚临界机组,
超过则进入超临界范畴。
“高效超超临界”技术将水压力提升至29兆帕以上、温度加热到600℃以上,
水与蒸汽界限模糊,大幅提高热转电效率。

国产首台1000兆瓦超超临界锅炉,安装于浙江玉环电厂
相比此前的“超临界”技术,
这台“高效超超临界”机组的供电煤耗降至每度电290克以下。
数据背后是显著的绿色效益:
每年单台机组可节约标准煤6.6万吨,
减少二氧化碳排放约16.5万吨,
相当于约6万辆家用燃油车一年的碳排放量,
或100万棵杨树一年的二氧化碳吸收量。
“循环流化床”技术则是将燃料破碎后,
通过气流带动燃料翻滚燃烧,
既保证燃烧充分,又可添加脱硫剂减少污染。

国产首台300兆瓦循环流化床锅炉,安装于云南开远电厂
为高效利用煤炭开采和洗选产生的大量低热值燃料,
我国自上世纪八十年代起发展循环流化床技术。
该技术在燃用劣质燃料方面优势独特,
逐步实现从小容量到大容量机组的国产化与规模化应用,
有效推动资源综合利用和污染防治。
“十二五”至“十三五”期间,
结合国家战略需求,
开发更高参数的循环流化床锅炉技术迫在眉睫。
“十四五”时期,
随着我国能源绿色低碳转型加速,
循环流化床技术作为清洁高效利用低热值燃料的重要途径,
得到进一步发展。
该机组主蒸汽温度达605℃,再热蒸汽温度达623℃,
将循环流化床发电技术提升至高效超超临界领域,
解决了火电机组频繁调峰易导致疲劳损坏的行业难题,
实现超高参数、超低排放和超低能耗。
火电作为“调节器”,这座“锅炉”如何发挥作用?
过去,公众对火电的认知常与低效率、高能耗挂钩。
但随着技术迭代,
我国已建成全球规模最大的清洁煤电供应体系。
随着风电、光伏等新能源装机快速增长,
火电的调峰价值日益凸显。
截至2024年底,
全国煤电装机达11.9亿千瓦,
其中超超临界大型煤电机组占比超60%。
什么是火电调峰?
在“双碳”目标下,
风电、光伏等新能源快速发展,但存在“看天吃饭”的不稳定性。
此时,火电需扮演电力系统“压舱石”和“调节器”的角色。

世界首个“双塔一机”风光热储一体化项目,安装于三峡恒基能脉(酒泉)新能源发电有限公司
传统火电机组在低负荷调峰时易“状态不佳”,
根源在于低负荷下锅炉蒸汽参数难以稳定。
而这台高效超超临界循环流化床锅炉能解决这一“老问题”:
它可在25%至100%的宽广负荷范围内,
保持主蒸汽温度稳定在额定高参数,
甚至在20%低负荷时实现干态运行。
这如同性能车无论高速行驶还是市区缓行,
都能保持最佳状态和最低油耗。
这一突破使其成为支撑电网、消纳风电光伏的可靠“稳定器”。
自2024年11月27日正式发电以来,
该机组已连续安全运行一年,年发电量达33亿度。
未来,火电将向“高参数+智能化+低碳化”深度融合发展。
依托大数据、数字孪生等技术构建的“四智电厂”,
可实现运行参数实时优化、故障精准诊断。
我国在清洁高效煤电技术领域的探索,
是中央企业合力开拓的自主创新之路:
2002年,国产首台自主技术100兆瓦循环流化床锅炉在国家电投分宜电厂投产;
2006年,国产首台300兆瓦亚临界循环流化床锅炉在大唐国际红河电厂投产;
2013年,世界首台600兆瓦超临界循环流化床锅炉在国能四川白马电厂投产;
2015年后,国内50余台自主知识产权的超临界循环流化床锅炉陆续商运,技术体系更成熟;
2024年,彬长项目开启循环流化床锅炉高效超超临界参数序幕;
2025年,全球首台700兆瓦超超临界循环流化床机组投入运行。
这条自主创新之路虽充满挑战,却步步坚实。
如今,我国已建立完全自主知识产权的高效清洁煤电技术体系,
牢牢掌握能源装备发展主动权。
中央企业将继续勇攀科技高峰,
为保障国家能源安全、推动绿色转型贡献更多中国智慧与力量。
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原标题:《中国已经建成全球最大的清洁能源供应体系,为什么还要研究“烧锅炉”?》
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