近日，由國(guó)家能源集團(tuán)主導(dǎo)的“高效靈活二次再熱發(fā)電關(guān)鍵技術(shù)和裝備及產(chǎn)業(yè)化”項(xiàng)目通過中國(guó)電機(jī)工程學(xué)會(huì)組織的成果鑒定。鑒定委員會(huì)專家認(rèn)為，該項(xiàng)目突破了二次再熱機(jī)組高參數(shù)、大容量高效靈活發(fā)電技術(shù)難題，形成660—1000兆瓦等級(jí)全譜系成套技術(shù)與裝備，實(shí)現(xiàn)了二次再熱發(fā)電技術(shù)從無到有、從有到優(yōu)、從優(yōu)到強(qiáng)的跨越式發(fā)展，夯實(shí)了我國(guó)在世界煤電領(lǐng)域的領(lǐng)先地位，具有顯著的經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益和推廣應(yīng)用前景，整體技術(shù)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。

科普小課堂

二次再熱技術(shù)

火力發(fā)電“節(jié)能小能手”

我國(guó)火力發(fā)電技術(shù)的發(fā)展歷程經(jīng)歷了從常規(guī)發(fā)電到一次再熱、再到二次再熱技術(shù)的演進(jìn)，這一過程體現(xiàn)了效率提升、節(jié)能減排和技術(shù)創(chuàng)新的不斷突破。

常規(guī)發(fā)電-火力發(fā)電廠發(fā)電流程

鍋爐給水在鍋爐中吸收熱量變成蒸汽，蒸汽經(jīng)過熱器變?yōu)檫^熱蒸汽后進(jìn)入汽輪機(jī)的高、中和低壓缸做功，將熱能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，帶動(dòng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使與汽輪機(jī)同軸的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)電，最終將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能。

一次再熱-小改進(jìn)，大提升

為提高蒸汽做功的能力，在過熱器后設(shè)置再熱器，將汽輪機(jī)高壓缸做功后的過熱蒸汽返回再熱器進(jìn)行再次加熱，進(jìn)入汽輪機(jī)中壓缸繼續(xù)做功發(fā)電。

二次再熱-火力發(fā)電的 “進(jìn)階版”

在一次再熱基礎(chǔ)上，在汽輪機(jī)的高壓缸前增加超高壓缸，過熱蒸汽首先進(jìn)入超高壓缸，做功后進(jìn)入再熱器進(jìn)行加熱，進(jìn)入汽輪機(jī)高壓缸；高壓缸做功后的蒸汽再次進(jìn)入再熱器加熱，隨后進(jìn)入汽輪機(jī)中壓缸繼續(xù)做功發(fā)電。

二次再熱技術(shù)的超能力：節(jié)能又低碳

相比傳統(tǒng)的無再熱和一次再熱發(fā)電技術(shù)，二次再熱可以提高工質(zhì)的平均吸熱溫度，使機(jī)組獲得更高的熱效率，實(shí)現(xiàn)煤電的節(jié)能低碳。  

發(fā)展先進(jìn)燃煤發(fā)電技術(shù)是煤炭清潔高效利用的重要方式之一。二次再熱機(jī)組通過重構(gòu)熱力系統(tǒng)可有效提升整體發(fā)電效率，對(duì)于保障我國(guó)能源安全、構(gòu)建新型電力系統(tǒng)、助力“雙碳”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)等均具有重要作用。

在四項(xiàng)國(guó)家項(xiàng)目支撐下，項(xiàng)目組歷經(jīng)十余年，通過聯(lián)合攻關(guān)、自主研發(fā)，攻克二次再熱發(fā)電技術(shù)高參數(shù)、大容量發(fā)展關(guān)鍵技術(shù)，解決了國(guó)外二次再熱機(jī)組普遍存在容量小、參數(shù)低、調(diào)節(jié)靈活性差等問題，研制了鍋爐、汽輪機(jī)等重大裝備以及國(guó)產(chǎn)化成套自動(dòng)控制系統(tǒng)，建成了世界首臺(tái)百萬千瓦超超臨界二次再熱機(jī)組、世界首臺(tái)高效靈活660兆瓦二次再熱機(jī)組，機(jī)組性能指標(biāo)連續(xù)刷新燃煤發(fā)電行業(yè)多項(xiàng)紀(jì)錄。

該項(xiàng)目成果已推廣應(yīng)用至國(guó)內(nèi)88%的現(xiàn)役及在建二次再熱機(jī)組。

江蘇公司泰州電廠3、4號(hào)百萬千瓦二次再熱燃煤發(fā)電機(jī)組采用5大類16項(xiàng)專項(xiàng)集成技術(shù)，發(fā)電效率47.82%，發(fā)電煤耗256.8克/千瓦時(shí)，比國(guó)內(nèi)當(dāng)時(shí)最先進(jìn)的一次再熱機(jī)組低6.3克/千瓦時(shí)，項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)供電煤耗、發(fā)電效率、環(huán)保指標(biāo)等三個(gè)指標(biāo)世界第一，創(chuàng)下國(guó)內(nèi)同期同類型機(jī)組建設(shè)最好水平。獲中國(guó)電力科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)，國(guó)家優(yōu)質(zhì)工程金質(zhì)獎(jiǎng)等獎(jiǎng)項(xiàng)，并入選國(guó)家“十二五”創(chuàng)新科技成就展。

江蘇公司宿遷電廠首創(chuàng)660MW等級(jí)二次再熱鍋爐塔式布置、首創(chuàng)采用補(bǔ)汽閥、給水、凝結(jié)水綜合調(diào)頻技術(shù)、首創(chuàng)“汽電雙驅(qū)”高效供熱策略，形成了40余項(xiàng)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的可復(fù)制、可推廣的前沿發(fā)電技術(shù)和裝備制造技術(shù)，各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)創(chuàng)造了當(dāng)前國(guó)內(nèi)外660兆瓦二次再熱等級(jí)機(jī)組最高水平。項(xiàng)目獲得“第十九屆中國(guó)土木工程詹天佑獎(jiǎng)”、中國(guó)電力優(yōu)質(zhì)工程獎(jiǎng)等榮譽(yù)，其中，煤炭高效清潔利用技術(shù)曾獲科技部點(diǎn)名表揚(yáng)。

江蘇公司常州電廠二期2x1000MW清潔高效燃煤發(fā)電項(xiàng)目，是國(guó)內(nèi)在建最優(yōu)調(diào)峰機(jī)組，項(xiàng)目在“寬負(fù)荷靈活性、寬負(fù)荷煤耗、CCUS規(guī)模與技術(shù)、智能發(fā)電、高效協(xié)同環(huán)保、工程示范成果”等六個(gè)方面實(shí)現(xiàn)領(lǐng)先，開展12項(xiàng)集成技術(shù)創(chuàng)新，預(yù)計(jì)將實(shí)現(xiàn)THA工況純凝發(fā)電煤耗248.13克/千瓦時(shí)，20%負(fù)荷煤耗下降20克/千瓦時(shí)以上，寬負(fù)荷煤耗指標(biāo)領(lǐng)先國(guó)內(nèi)外同類機(jī)組。 作為國(guó)家級(jí)規(guī)劃能源支撐項(xiàng)目，建成后有效彌補(bǔ)江蘇電力缺口，支撐“北電南送”“西電東送”安全穩(wěn)定運(yùn)行。

“高效靈活二次再熱發(fā)電成套技術(shù)和裝備及產(chǎn)業(yè)化”項(xiàng)目獲得授權(quán)專利180余項(xiàng)，發(fā)布標(biāo)準(zhǔn)近30項(xiàng)，出版專著9本，先后獲得省部級(jí)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)一等獎(jiǎng)和各類工程、設(shè)計(jì)類等獎(jiǎng)項(xiàng)50余項(xiàng)。該成果實(shí)現(xiàn)了關(guān)鍵技術(shù)與系統(tǒng)的有機(jī)結(jié)合，研發(fā)的全譜系二次再熱發(fā)電技術(shù)適應(yīng)當(dāng)前我國(guó)新型電力系統(tǒng)建設(shè)需求，是我國(guó)能源領(lǐng)域科技自主創(chuàng)新的典范，對(duì)推進(jìn)新一代煤電轉(zhuǎn)型升級(jí)發(fā)展、夯實(shí)煤電兜底保障及支撐調(diào)節(jié)作用具有重要價(jià)值。