火电灵活性改造呼唤技术标准

“灵活性改造提升调峰能力这是火电发展的必由之路。”在近日由中国火力发电产业技术创新战略联盟、国家火力发电工程技术研究中心主办的“全国火电机组灵活性改造技术交流研讨会”上，国家火力发电工程技术研究中心常务副主任顾煜炯向中电传媒记者分析道。

在顾煜炯看来，在深入推进火电灵活性改造的新阶段，科学梳理火电灵活性改造的技术路线，制定广大发电企业能够普遍参照的规范和标准，是当前迫切需要的重点课题。

记者注意到，“全面推动火电机组灵活性改造”已被列为《电力发展“十三五”规划》的重点内容。规划尤其强调，充分借鉴国外火电灵活性相关经验，实施煤电机组调峰能力提升工程，加快推动热电机组储热改造和纯凝机组灵活性改造试点示范及推广应用。

多种技术路线显现

“开发‘智能锅炉’技术平台，将复杂的炉内过程变成可实时观测、定量预报、闭环优化调控的过程。”华北电力大学热辐射与燃烧监控大数据研究中心主任周怀春在会上表示。在周怀春看来，灵活性运行对锅炉入炉燃料及燃烧技术提出更高要求。如果风、煤、水随负荷变化的控制规律，还可以随着机组运行时间的推移在线更新，即实现对锅炉燃烧及机组运行优化控制规律的滚动优化。

“一年多来，我们在没有对机组设备进行大改造的情况下，仅通过优化控制完成了多个企业的深度调峰改造。”东南大学能源与环境学院教授吕剑虹在会上讲道。据吕剑虹介绍，华能大连、丹东的6台35万亚临界机组和华能营口2台60万超超临界机组，均通过优化控制实现了深度调峰，35万机组和60万机组的最低负荷分别达到25%和15%额定出力。三个电厂在今年1~3月深调的直接收益达21421.4万元。

资料显示，吕剑虹介绍的优化控制系统已在国内250多台火电机组（其中百万机组35台）的核心控制中成功应用，其性能得到广大用户的一致好评。在江苏，已有70%以上的电厂采用了此优化控制技术。

“火电灵活性改造为系统性工程。通过对制粉系统、燃烧系统、水平烟道吹灰系统、受热面升级、尾部烟气旁路、WGGH改造，在保证锅炉安全可靠的前提下，可实现灵活性改造目标。”东方电气集团东方锅炉股份有限公司的朱骅在接受采访时谈道。

据了解，火电灵活性改造的技术一般包括五方面：一是纯凝机组低负荷运行、深度调峰。二是改善机组爬坡率，提高机组负荷响应速度。三是火电机组快速启停。四是热电联产机组热电解耦。五是锅炉燃料灵活可变。

在沈阳世杰电器有限公司副总经理苏明看来，火电灵活性改造涉及的内容比较多，“热电解耦”是当前的主要内容。该公司利用超大功率电热转换和超大容量热储能专利技术，实现“热电解耦”，为电网提供调峰服务。2016年以来，他们先后参与了东北电网四个电厂热电机组的灵活性改造，总投运功率118万千瓦，调峰效果显著。

“当前热电机组的余热利用率较低。为满足集中供热尖峰负荷，供热能力余量偏大。增加储热器后可提高余热利用率30%。”中益能储热技术集团有限公司董事长王智慧在接受采访时谈道，采用储热技术可对热电机组进行调峰。另外，“储热+”移动储能供热系统通过车载实现可移动式储能供热，将工业余热、废热高密度储存，在供热管网供应不到的区域，实现供暖和全年生活热水热能供应，开创了无管网供热模式。

在百吉瑞（天津）新能源有限公司总经理薛凌云看来，熔盐储能才是火电灵活性改造的最佳选择。据薛凌云介绍，来自太阳能热发电领域的熔盐储热技术如果应用于火电灵活性改造中，不仅能实现热电机组的热电解耦和供热期深度调峰，还可以使纯凝机组和供热机组在非供热期实现深度调峰，是真正可以达到火力发电全时段调峰的灵活性改造技术。

标准体系亟待建立

谈到灵活性改造中锅炉燃烧优化技术路线的选择，华北电力大学控制科学与工程学院教授黄孝彬在会上表示：“优化锅炉燃烧的概念不应该仅仅是优化炉内燃烧，而是应该从燃料的优化选择、锅炉及燃烧器等设备方面的优化设计及适应性改造、燃烧状态的精细运行控制几个方面进行综合优化。”

“自从2016年国家能源局发布火电灵活性试点项目以来，火电企业及相关各方做了多种探索，热电解耦方面也是百花齐放。运行之后的实际效果、效益、安全性如何，需要有关部门给出指导性意见，便于更多电厂推广应用合适的先进技术。”华北电力大学国家科技园电力行业高端专家智库特聘专家詹华忠向《中国电力报》记者表示。

记者了解到，“建立电力系统调节能力提升标准体系”是今年初国家发展改革委、国家能源局联合发布的《关于提升电力系统调节能力的指导意见》的重点内容。

该意见强调：“开展有关电力系统调节能力提升的标准制定和修编工作。对现有火电厂技术标准进行修编，‘三北’地区新建煤电达到相应灵活运行标准，新建热电机组实现‘热电解耦’技术要求。研究编制新型储能技术以及需求侧智能化管理的相关标准。借鉴国际电力系统灵活运行先进经验，促进电力系统调节能力提升技术标准的国际交流与合作。”

“供热机组加装储热装置，削弱电出力与用户热负荷之间的耦合关系；实现‘热电解耦’，在不影响机组效率的前提下，提高机组灵活性。”清华大学教授郝俊红谈道，热电机组以往受“以热定电”理念制约，调峰能力受限。下一步，在制定火电灵活性改造的相关技术标准时，要综合考虑“热电协同”原则。

“当前国内的储热装置发展无序，无标准，安全隐患多。比如，2017年11月29日，张家口一台质量不合格的储热锅炉就发生爆炸。”某科技公司负责人在上述会议上指出。据这位负责人介绍，很多储能供热装置质量无底线，用粘土砖或回料砖代替镁砖/铁砖，这样很容易粉化。有的用钢管代替全球通用的铜管材料，很容易泄露。有的还靠降低供热时间与热负荷，来欺骗客户可以低价供暖。

储热装置存在的乱象折射出我国储能技术的发展现状。“‘十三五’期间，初步建立储能技术标准体系，形成一批重点技术规范和标准。”去年年底发布的《关于促进储能技术与产业发展的指导意见》中指出。该意见还提出，未来10年内分两个阶段推进相关工作，第一阶段实现储能由研发示范向商业化初期过渡；第二阶段实现商业化初期向规模化发展转变。

“根据不同地区调节能力需求，科学制定各省火电灵活性提升工程实施方案。”这是国家相关部门对实施“火电灵活性提升工程”提出的明确要求。在“十三五”期间，将有2.2亿千瓦火电机组实施灵活性改造，一套科学的技术标准和实施细则对于指导和规范此项工作十分必要。