“外三”创造节能减排世界纪录

冯伟忠和他的团队创造的“高低位分轴布置的汽轮发电机组”。 本报记者 张海峰 摄

■本报记者 陈玺撼 本报实习生 方舟

本月中旬，国际能源署清洁煤中心的火电年会将落户申城。
其实，开会只是个形式，国内外火电专家不远千里齐聚上海，一个重要因素，是想看看上海申能公司旗下外高桥第三发电有限责任公司（以下简称“外三”）两台“世界标杆”发电机组——年均供电煤耗为276克/千瓦时，再见见“传说”中的掌门人冯伟忠，以及冯伟忠的最新发明——“高低位分轴布置的汽轮发电机组”。
“五大三粗”的发电机组，如此诱人？原来，在现有材料、技术和设备条件下，用了这项“高低位分轴布置”的新发明，新建超超临界燃煤发电机组的供电效率可达48.9%，设计供电煤耗约251克/千瓦时。而欧洲公认的前“世界之最”——丹麦NORDJYLLAND电厂3号机组的实际供电煤耗是286.08克/千瓦时，号称日本供电效率最高的勿来电厂25万千瓦整体煤气化联合循环机组，目前满负荷下供电煤耗292.5克/千瓦时。要知道，差了10克/千瓦时，在煤电行业就等于落后了整整一代。
如此惊世，冯伟忠也就不“假谦虚”了：“客气地说，我们目前的水平，是欧洲的明天，亚洲的后天。不客气么，如果高低位分轴布置的汽轮发电机组得以建成，则可甩开国外同行20年以上！”

“脑筋急转弯”造奇迹

目前，随着节能减排压力的不断加大，火电行业将目光转向了“二次再热”技术。所谓再热，即汽缸的排汽通过管道回到锅炉，再次加热后送回汽轮机再发电。两次再热就是再增加一次这样的来回。如此多次循环，可以进一步提升供电效率。
不难想象，蒸汽循环流动，需要体积和数量庞大的管道来支撑，然而这一特性，却成了阻碍700摄氏度等级超超临界发电技术发展的“死穴”。因为能够长期耐受700摄氏度高温蒸汽运行的镍基金属材料价格昂贵，几根管子的造价就可以占到整个电厂投资的1/4。以此建造一个700摄氏度机组的成本，在外三几乎可以造两个600摄氏度机组。
冯伟忠给记者算了笔账，若建设两台100万千瓦的700摄氏度机组，至少多投60多亿元，按其可以降低20克/千瓦时的煤耗测算，年均节省燃煤是1亿多元，“将近60年才能收回成本，谁肯干？”
因此10多年来，几乎所有火电大国都只能望“700摄氏度”兴叹，在高温高压材料研制上止步不前。欧盟原计划2011年启动的德国50万千瓦700摄氏度示范项目近期也宣告流产。
中国独辟蹊径：为何不能用现成的“600摄氏度”，创造“700摄氏度”的效果呢？“老外不大容易‘脑筋急转弯’。”冯伟忠这样比喻自己发明“高低位分轴布置的汽轮发电机组”的过程，“在别人眼里，发电机组是不可分割的整体，我却硬要把高、中、低压缸模块拆散并错落布置。”
在国外同行眼里，“密斯特冯”是“疯”了。
站在外三展示厅内，设计一目了然：汽轮发电机组的高温高压缸和第一中压缸被直接搬到了80米高处，紧挨着锅炉的蒸汽出口，蒸汽在高压缸中做功后，得以就近返回锅炉进行二次加热，来回两次后，再经由管道送至常规位置的低压轴系继续发电。 下转2版 （上接第1版）这一招，可以将原先用于运输蒸汽的管道从5条减为1条，跳过了高价管道的世界性难题。没了大量复杂的管道铺设，厂房也显得干净整洁。当然，与管道相随的阻力和散热损失也大幅下降，机组效率随之提升。冯伟忠接下来要做的，就是说服制造商西门子把汽轮机拆开来造，并让锅炉制造商阿尔斯通允许这种“疯狂的行为”——解决汽缸和锅炉“短兵相接”后的热膨胀和热应力难题。不过，这些问题都已有了妥善的解决方案。

发电厂也“玩”服务业

不过，对于外三屡屡缔造的奇迹，也有不屑者：“火电玩来玩去，不就是省个煤么？”
冯伟忠和他的团队还真搞出了点其他名堂——把外三的火电技术打包成“样板房”，向市场上搞“创新技术服务输出”。去年9月和今年1月，外三分别与中国华润电力控股有限公司和中国神华集团合作，负责对方既有燃煤机组的技术改造、新建机组的节能优化等项目。今天又将与大唐集团签署了合作协议。这三家合作伙伴的燃煤发电装机容量，合计逾2亿千瓦，约占全国总量的1/6。
冯伟忠认为，这样的技术推广前景无限，有望在未来形成一个成熟产业。目前，我国每年燃煤发电量在4万亿千瓦时左右，如果全国电厂采用外三技术，每年能少烧1亿多吨标煤，取得的经济效益将是天文数字。此外，火电煤耗的不断下降使得电价控制在相当稳定的区间内； 还能有效减少空气中PM2.5的生成。
“坚定不移走市场化道路，以充分发挥市场在资源配置中的决定性作用，来更好保障能源安全和能源供应。”这是市领导近期视察外三时提出的期许。
最快今年底明年初，装有“高低位分轴布置的汽轮发电机组”的135万千瓦二次再热双轴机组，有望在外三扩建的场地上开展示范性项目建设。该机组一旦建成投运，将成为全球火电节能降耗的“样板房”，外三的“技术服务业”也将更上一层楼。

(来源:解放日报)