吳崢嶸

上海外高橋第二發(fā)電有限責(zé)任公司

“十三五”期間，中國(guó)將“綠色發(fā)展”作為五大核心發(fā)展理念之一，“生態(tài)文明建設(shè)”被提升到國(guó)家戰(zhàn)略高度，“建設(shè)美麗中國(guó)”成為全國(guó)人民的共同愿景，社會(huì)各界對(duì)于節(jié)能減排的關(guān)注越來(lái)越高，期盼也越來(lái)越多。

2016年，全國(guó)能源消費(fèi)總量為39.65億t標(biāo)準(zhǔn)煤，煤炭在能源結(jié)構(gòu)中占比達(dá)62%，煤炭占據(jù)著能源消費(fèi)的主體地位。全國(guó)燃煤發(fā)電量44370.7億kWh，在總發(fā)電量中占比達(dá)72.2%，煤電仍是我國(guó)電力生產(chǎn)的主要形式。然而，長(zhǎng)期以來(lái)煤炭總是會(huì)被打上“黑色”能源的印記，“高耗能、高排放”也是不少人對(duì)火電行業(yè)的固有印象。作為一家負(fù)責(zé)任的燃煤發(fā)電企業(yè)，如何在節(jié)能降耗上開拓新思路，探索新舉措、實(shí)現(xiàn)新突破？如何讓燃煤發(fā)電綠色低碳發(fā)展的夢(mèng)想照進(jìn)現(xiàn)實(shí)？外高橋第二發(fā)電公司（以下簡(jiǎn)稱“外二”）自建廠以來(lái)不斷地進(jìn)行思考、探索與行動(dòng)。

1 大膽謹(jǐn)慎挖潛 實(shí)現(xiàn)機(jī)組運(yùn)行優(yōu)化突破

“外二”的兩臺(tái)900 MW機(jī)組是中國(guó)首次建設(shè)、運(yùn)營(yíng)百萬(wàn)等級(jí)燃煤發(fā)電機(jī)組，建成時(shí)在國(guó)內(nèi)單機(jī)容量最大、技術(shù)水準(zhǔn)最高，曾被譽(yù)為“中華第一機(jī)組”。但隨著電力工業(yè)的飛速發(fā)展，國(guó)內(nèi)超超臨界大機(jī)組的陸續(xù)投產(chǎn)， 而“外二”兩臺(tái)機(jī)組運(yùn)行已十余年，在機(jī)組容量、效能上的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)不再。

發(fā)電行業(yè)開展節(jié)能降耗最常規(guī)、最普遍的做法是實(shí)施技術(shù)改造。近年來(lái)，公司先后實(shí)施了一系列節(jié)能技改項(xiàng)目，取得了一定的節(jié)能降耗成效，供電煤耗降到了投產(chǎn)以來(lái)較低水平。但隨著“新常態(tài)”影響日益深入，機(jī)組長(zhǎng)期低負(fù)荷運(yùn)行、頻繁啟停，以及經(jīng)濟(jì)煤種摻燒、超凈排放投運(yùn)，使各項(xiàng)能耗指標(biāo)控制難度不斷增大，節(jié)能改造空間越來(lái)越有限，深度節(jié)能降耗遇到瓶頸。

新形勢(shì)下，如何破解技術(shù)改造資金投入大、成效不明顯的難題？如何探索運(yùn)行機(jī)組節(jié)能降耗新途徑、實(shí)現(xiàn)新突破？這是擺在“外二”面前一道重要的新課題。為此，“外二”確立了從運(yùn)行優(yōu)化入手尋求突破的工作思路，由公司和部門領(lǐng)導(dǎo)、生產(chǎn)專工、運(yùn)行值長(zhǎng)和技術(shù)人員等組成的攻堅(jiān)團(tuán)隊(duì)，開始了一次既大膽又謹(jǐn)慎的節(jié)能挖潛探索。公司團(tuán)隊(duì)通過(guò)研究機(jī)組的性能試驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析歷年來(lái)的實(shí)際運(yùn)行情況，比對(duì)國(guó)內(nèi)同類型機(jī)組運(yùn)行參數(shù)，最終在鍋爐燃燒配風(fēng)優(yōu)化上找到了突破口，經(jīng)過(guò)多輪推敲制定出了3套針對(duì)不同目標(biāo)的試驗(yàn)方案。

大膽創(chuàng)新的思路背后，是更為艱苦謹(jǐn)慎的論證。配風(fēng)優(yōu)化方案不是調(diào)整幾項(xiàng)技術(shù)參數(shù)這么簡(jiǎn)單，涉及到整個(gè)鍋爐燃燒系統(tǒng)的運(yùn)行，更關(guān)系到機(jī)組運(yùn)行的安全、可靠和環(huán)保。與德國(guó)阿爾斯通的原設(shè)計(jì)比較，這次運(yùn)行優(yōu)化探索幾乎是顛覆性的，是對(duì)常規(guī)節(jié)能方式的完全突破，開展的各項(xiàng)試驗(yàn)全部在運(yùn)行機(jī)組上進(jìn)行，試驗(yàn)過(guò)程要穿插在正常生產(chǎn)過(guò)程中完成，會(huì)帶來(lái)諸多未知的風(fēng)險(xiǎn)。

為此，“外二”團(tuán)隊(duì)分負(fù)荷、分工況、分煤種開展40余次各項(xiàng)試驗(yàn)、分析數(shù)據(jù)數(shù)千條， 四易其稿編制出《900 MW機(jī)組鍋爐燃燒配風(fēng)優(yōu)化方案》，實(shí)施了降熱一次風(fēng)壓、降氧量、降大風(fēng)箱差壓等一系列運(yùn)行優(yōu)化措施，形成了一套具有廣泛適應(yīng)性的鍋爐燃燒優(yōu)化策略。

據(jù)第三方進(jìn)行的對(duì)比試驗(yàn)顯示，在不實(shí)施設(shè)備技改、未投入大量資金的情況下，累計(jì)降低煤耗約1.8 g/kWh，年節(jié)約標(biāo)煤約1.4萬(wàn)t，節(jié)能收益超過(guò)約900萬(wàn)元，減少溫室氣體排放3.92萬(wàn)t。2015年公司供電煤耗296.6 t/kWh，在創(chuàng)造歷史同期最低紀(jì)錄取得良好節(jié)能成效的同時(shí)，環(huán)保減排效益尤為突出，鍋爐出口NOx排放下降100 mg/Nm3，降幅達(dá)25%以上。2016年5月，上海市總工會(huì)授予鍋爐配風(fēng)優(yōu)化方案“2015年度上海市職工先進(jìn)操作法優(yōu)秀成果獎(jiǎng)”。

2 開拓思路 攻堅(jiān)實(shí)現(xiàn)環(huán)保經(jīng)濟(jì)運(yùn)行突破

2016年，“外二”在申能股份系統(tǒng)首家整體完成超低排放改造，環(huán)保指標(biāo)大大優(yōu)于國(guó)家減排要求，達(dá)到燃?xì)廨啓C(jī)排放水平，順利通過(guò)綜合評(píng)估驗(yàn)收。但正如業(yè)界普遍認(rèn)識(shí)的那樣，超低排放改造對(duì)機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性影響巨大，隨之而來(lái)的是機(jī)組環(huán)保減排能耗大幅上升，增加供電煤耗約3g/kWh左右。眼看一克一克好不容易“摳”下來(lái)的煤耗，因?yàn)槌团欧鸥脑煲幌伦语j升上去幾克，“外二”團(tuán)隊(duì)的成員們心有不甘，憋著一股勁要再啃“硬骨頭”。

切入點(diǎn)就從觀念的開拓創(chuàng)新開始。超低排放的主要運(yùn)行參數(shù)和關(guān)鍵控制指標(biāo)，國(guó)內(nèi)絕大多數(shù)電廠都參照技術(shù)引進(jìn)時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行。然而，“外二”團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期來(lái)對(duì)超低排放系統(tǒng)運(yùn)行的研究，認(rèn)為在關(guān)鍵點(diǎn)上還有一定的優(yōu)化空間，核心舉措是實(shí)施超低排放系統(tǒng)降溫運(yùn)行，實(shí)施這項(xiàng)措施關(guān)鍵在于把控好煙氣酸露點(diǎn)。由于煙氣酸露點(diǎn)影響著鍋爐煙道內(nèi)的腐蝕問(wèn)題，直接威脅機(jī)組運(yùn)行的安全和穩(wěn)定，國(guó)內(nèi)燃煤發(fā)電企業(yè)普遍都將煙溫調(diào)整得較高，以降低超低排放系統(tǒng)煙道低溫腐蝕的風(fēng)險(xiǎn)，卻也因此增加了大量的環(huán)保減排能耗。

“外二”團(tuán)隊(duì)在學(xué)習(xí)、消化國(guó)內(nèi)外相關(guān)理論的基礎(chǔ)上，在實(shí)際運(yùn)行中開展煙氣酸露點(diǎn)研究試驗(yàn)，分析大量測(cè)試數(shù)據(jù)得出煙氣酸露點(diǎn)的結(jié)露溫度低于理論計(jì)算溫度。在反復(fù)試驗(yàn)論證基礎(chǔ)上大膽實(shí)施了煙冷器降溫運(yùn)行的優(yōu)化措施，找出合理的煙溫控制范圍，最低限度減少環(huán)保系統(tǒng)能耗損失，再次將突破常規(guī)的節(jié)能思路變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。此外，“外二”團(tuán)隊(duì)還通過(guò)打“組合拳”的方式進(jìn)一步推動(dòng)超低排放系統(tǒng)綜合優(yōu)化，先后實(shí)施了脫硫系統(tǒng)低能耗運(yùn)行、電除塵系統(tǒng)綜合運(yùn)行優(yōu)化等措施，形成一套既能保證超凈排放系統(tǒng)正常運(yùn)行，又具有較高經(jīng)濟(jì)性的運(yùn)行調(diào)整策略。

2016年9月1日《上海市燃煤電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》頒發(fā)執(zhí)行，規(guī)定只要負(fù)荷達(dá)到40%以上，無(wú)論機(jī)組處于啟?；蛘哌\(yùn)行狀態(tài)，都必須滿足超低排放指標(biāo)要求。針對(duì)“新常態(tài)”下機(jī)組負(fù)荷率持續(xù)走低、啟停越來(lái)越頻繁的情況，啟停過(guò)程的環(huán)保指標(biāo)控制成了多數(shù)燃煤發(fā)電企業(yè)遇到的難題。如果通過(guò)設(shè)備改造以實(shí)現(xiàn)指標(biāo)控制要求，則資金投入將是幾千萬(wàn)元數(shù)量級(jí)的?！巴舛眻F(tuán)隊(duì)再次把眼光放在了啟停階段多舉措疊加綜合優(yōu)化運(yùn)行上，在完全利用現(xiàn)有設(shè)備、不增加任何資金投入情況下，機(jī)組啟停階段環(huán)保指標(biāo)控制計(jì)優(yōu)于有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。目前，團(tuán)隊(duì)在已取得成效基礎(chǔ)上，又著眼于綜合利用，進(jìn)一步開展“超低排放系統(tǒng)能源梯級(jí)利用”研究，完成了方案設(shè)計(jì)。

通過(guò)多角度鍋爐能耗控制策略的運(yùn)用，使得超凈排放系統(tǒng)的能耗大幅度降低。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2017年公司年度平均供電煤耗為297.52 g/kWh，已低于2014年超凈排放系統(tǒng)改造前的機(jī)組煤耗水平。也就是說(shuō)，由于超凈排放系統(tǒng)投用而上升的近3 g/kWh的煤耗，通過(guò)“外二”對(duì)運(yùn)行方式的不斷優(yōu)化，已基本抵消。以此測(cè)算，全年節(jié)約標(biāo)煤約2.6萬(wàn)t，獲得節(jié)能收益超過(guò)約1 500萬(wàn)元，減少溫室氣體排放約7.28萬(wàn)t。一位常年致力于電力環(huán)保減排研究的知名學(xué)者在項(xiàng)目試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)說(shuō)，““外二”在超低排放系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行方面的水平，是目前為止我在國(guó)內(nèi)所見的經(jīng)濟(jì)性最高的！”

3 敢為人先 探索實(shí)現(xiàn)碳排放交易突破

隨著新一輪電力市場(chǎng)體制改革的深入推進(jìn)，“碳排放”主題也越來(lái)越受到廣泛的關(guān)注。2016年10月27日，國(guó)務(wù)院印發(fā)《“十三五”控制溫室氣體排放工作方案》，2017年起啟動(dòng)運(yùn)行全國(guó)碳排放交易市場(chǎng)，碳排放交易將在國(guó)內(nèi)各行業(yè)中全面開展。

作為國(guó)內(nèi)首批開展碳排放交易試點(diǎn)的發(fā)電企業(yè)，“外二”公司認(rèn)真研究碳排放交易相關(guān)政策，積極關(guān)注碳交易市場(chǎng)信息，敢為人先、主動(dòng)探索，早在幾年前就已經(jīng)創(chuàng)新開始了一系列碳排放交易和碳資產(chǎn)管理工作，目前已圓滿完成上海市兩個(gè)階段碳排放交易試點(diǎn)工作。

2013年11月26日上海碳排放交易開市當(dāng)天，“外二”率先完成了上海市碳排放首單交易。2014年6月1日，“外二”在全國(guó)碳排放交易試點(diǎn)省市中首家履行碳配額清繳義務(wù)，并在之后連續(xù)三年成為上海首家履行清繳義務(wù)企業(yè)，被授予“首家履約獎(jiǎng)”。2015年8月5日，“外二”先行先試簽訂“借碳協(xié)議”，開展上海碳市場(chǎng)首單借碳交易。2016年上海市“低碳日”活動(dòng)中，“外二”自愿注銷1萬(wàn)t碳排放配額，成為上海電力行業(yè)中唯一一家參與自愿注銷的試點(diǎn)企業(yè)，以實(shí)際行動(dòng)履行節(jié)能低碳的企業(yè)社會(huì)責(zé)任?！巴舛苯陙?lái)通過(guò)持續(xù)開展的節(jié)能技術(shù)改造和運(yùn)行方式優(yōu)化，供電煤耗指標(biāo)屢創(chuàng)新低，碳排放控制成效突出，成為上海唯一一家連續(xù)三年均有配額盈余的發(fā)電企業(yè)，在碳排放交易多項(xiàng)試點(diǎn)工作中率先實(shí)現(xiàn)突破，在全國(guó)碳排放交易領(lǐng)域產(chǎn)生了廣泛影響，樹立了“外二”品牌。

“十二五”以來(lái)，“外二”通過(guò)一系列節(jié)能技改項(xiàng)目和運(yùn)行優(yōu)化措施的實(shí)施，累計(jì)降低供電煤耗超過(guò)8 g/kWh。2016年，公司累計(jì)供電煤耗299.22g/kWh，較2015年全國(guó)600 MW級(jí)以上超臨界機(jī)組平均煤耗（303.9 g/kWh）低4.68 g/kWh。2017年，公司累計(jì)供電煤耗297.52 g/kWh，在全國(guó)同類型機(jī)組中供電煤耗處于領(lǐng)先水平。公司先后獲得了“全國(guó)節(jié)能減排工作先進(jìn)電力企業(yè)”、“上海市“十一五”節(jié)能減排先進(jìn)集體”、“上海市節(jié)能先進(jìn)單位”等榮譽(yù)稱號(hào)。

“十三五”綠色發(fā)展的新要求為煤電節(jié)能降耗提出了新課題，在節(jié)能降耗的道路上“外二人”又將重新踏上征程，面向未來(lái)腳踏實(shí)地、一路向前，朝著效率最大化、能耗最低化、效益最優(yōu)化的更高目標(biāo)進(jìn)發(fā)。