超临界锅炉技术的发展给予我们很多思考的空间,尤其是蒸汽参数达到极致水平后如何再提升它的经济性、安全性以及产品的品牌效应,亟须应对。
1)大中小机组锅炉的发展应顺市场经济发展的需要
如前所述,虽然机组发展的更大容量(1 200~1 300 MW)的技术路线降低了单位千瓦投资的费用,但客观上在自然灾害、电网事故以及高度发达的制导技术下,增大了电网机组安全性的风险。
在主流电网系统中,大机组为电网骨干发挥了大机组高效、高利用率的作用,但欠灵活。随着计算机的普遍使用,机组的性能调节趋同。就调峰的灵活性来说,规模相同的1 000 MW电厂,用两台500 MW机组的调节性能比一台1 000 MW机好,多台机组并列,可以获得较佳的调峰经济性。
大力发展区域智能分布能源,以此作为都市经济中心用电的补充,利用中小电厂灵活的应变调峰能力构建智能分布能源体系,充分发挥中小电厂的互补功能。
建议在电力供给侧改革的大环境下,电站规模的发展不宜提倡“上大压小”,而应顺电力市场需求,充分发展区域中小容量规模的分布能源电站。
2)超超临界机组发展的思考(www.xing528.com)
我国电力市场对超超临界机组需求旺盛,推动了国际市场耐热合金钢材料的价格上涨,Super304或HR3C单价曾一度上涨到每吨30万元人民币以上。随着制造规模和能力的提高,目前Super304每吨的价格为12万元人民币左右,HR3C每吨的价格为15万元人民币左右。
对于燃煤火电厂,蒸汽温度从600℃提升到700℃,是对材料技术的巨大挑战。燃煤电站对材料性能要求主要包括持久蠕变性能、抗蒸汽腐蚀性能、焊接性、冷-热加工性能。此外,更要考虑材料的经济性问题。
在700℃超超临界技术开发计划中,耐热材料的研发占据至关重要的地位,耐热材料成为先进燃煤电站建设最主要的制约因素,至今国内外技术都不太成熟,材料耐腐蚀性、抗氧性等特征都需要进一步研究。从国际范围讲,目前还没有已确认满足电站设计要求的成熟材料。况且,700℃高温材料的价格是600℃的10倍以上,经济因素也是欧洲“AD700”示范工程暂缓的重要原因。
在我国材料还不能基本自给的情况下,不能盲目大量建设1 000 MW级及以上机组,尤其是经济转型期间,发展需求电量远低于装机供应量。当1 000 MW超超临界机组运行负荷低至60%额定负荷时,机组热耗率将高于600 MW超临界机组额定工况热耗率;当1 000 MW超超临界机组运行负荷低至40%额定负荷时,机组热耗率将高于亚临界300 MW机组额定工况热耗率。而我国已投运的1 000 MW超超临界机组经常在50%~60%负荷下运行,将失去选择超超临界参数经济价值的意义。
综上所述,超临界机组的技术已经进入高级层次,工质参数再提高主要受关键部件、高压高温材料的限制,而且更受机组利用率和国产化率的掣肘,宜在现在的蒸汽参数等级上为解决瓶颈下苦功,切忌为先进而先进,脱离经济上的平衡点。
为了强调能源的安全性、经济性,适应经济转型期对电能的需求,不宜再强调火电机组“上大压小”的一刀切倾向;再则,在逐步实现能源市场属性的大趋势下,要加快其他清洁能源技术的发展,避免传统火电产能过剩给制造业带来的损失。
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