全球最大清洁能源体系下,中国为何仍深耕“锅炉”技术?

1天前
在陕西彬长电站,


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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