2015年，全國煤炭消費量39.65億噸，在能源結(jié)構(gòu)中占比達64%，煤炭占據(jù)著能源消費的主體地位。全國燃煤發(fā)電量38977億千瓦時，在總發(fā)電量中占比達68%，煤電仍是我國電力生產(chǎn)的主要形式。然而，長期以來煤炭總是會被打上“黑色”能源的印記，“高耗能、高排放”也是不少人對火電行業(yè)的固有印象。作為一家負責任的燃煤發(fā)電企業(yè)，如何在節(jié)能降耗上開拓新思路，探索新舉措、實現(xiàn)新突破？如何讓燃煤發(fā)電綠色低碳發(fā)展的夢想照進現(xiàn)實？外高橋二發(fā)電公司一直在思考，一直在探索，也一直在行動。
大膽謹慎挖潛
實現(xiàn)機組運行優(yōu)化突破
外二的兩臺機組是中國首次建設(shè)、運營百萬等級燃煤發(fā)電機組，建成時在國內(nèi)單機容量最大、技術(shù)水準最高，曾被譽為“中華第一機組”。但隨著電力工業(yè)的飛速發(fā)展，國內(nèi)超超臨界大機組陸續(xù)投產(chǎn)，而外二兩臺機組運行已十余年，在機組容量、效能上的領(lǐng)先優(yōu)勢不再。
發(fā)電行業(yè)開展節(jié)能降耗最常規(guī)、最普遍的做法是實施技術(shù)改造。近年來，公司先后實施了一系列節(jié)能技改項目，取得了一定的節(jié)能降耗成效，供電煤耗降到了投產(chǎn)以來較低水平。但隨機組長期低負荷運行、頻繁啟停，以及經(jīng)濟煤種摻燒、超凈排放投運，使指標控制難度不斷增大，節(jié)能改造空間越來越有限，深度節(jié)能降耗遇到瓶頸。
新形勢下，如何破解技術(shù)改造資金投入大、成效不明顯的難題？如何探索運行機組節(jié)能降耗新途徑、實現(xiàn)新突破？這是擺在外二面前一道重要的新課題。很快，從運行優(yōu)化入手尋求突破的工作思路確立，由公司和部門領(lǐng)導(dǎo)、生產(chǎn)專工、運行值長和技術(shù)人員等組成的攻堅團隊成立，一次既大膽又謹慎的節(jié)能挖潛探索開始了。公司團隊通過研究機組性能試驗數(shù)據(jù)，分析歷年來的實際運行情況，比對國內(nèi)同類型機組運行參數(shù)，最終在鍋爐燃燒配風優(yōu)化上找到了突破口，經(jīng)過多輪推敲制定出了三套針對不同目標的試驗方案。
大膽創(chuàng)新的思路背后，是更為艱苦謹慎的論證。配風優(yōu)化方案不是調(diào)整幾項技術(shù)參數(shù)這么簡單，涉及到整個鍋爐燃燒系統(tǒng)的運行，更關(guān)系到機組運行的安全、可靠和環(huán)保。與德國阿爾斯通的原設(shè)計比較，這次運行優(yōu)化探索幾乎是顛覆性的，是對常規(guī)節(jié)能方式的完全突破，開展的各項試驗全部在運行機組上進行，試驗過程要穿插在正常生產(chǎn)過程中完成，諸多未知的風險帶來的壓力可想而知。
外二團隊分負荷、分工況、分煤種開展各項試驗40余次、分析數(shù)據(jù)數(shù)千條，四易其稿編制出 《900MW機組鍋爐燃燒配風優(yōu)化方案》，實施了降熱一次風壓、降氧量、降大風箱差壓等一系列運行優(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)第三方進行的對比試驗顯示，在不實施設(shè)備技改、未投入大量資金的情況下，累計降低煤耗約1.8克/千瓦時，年節(jié)約標煤約1.4萬噸，節(jié)能收益超過約900萬元，減少溫室氣體排放3.92萬噸。2015年公司供電煤耗296.6克/千瓦時，在極其嚴峻的形勢下不升反降，創(chuàng)造歷史同期最低紀錄。取得良好節(jié)能成效的同時，環(huán)保減排效益更加突出，鍋爐出口NOX排放下降100mg/Nm3，降幅達25%以上，較通常采取的燃燒器低氮改造節(jié)省資金投入近2800萬元。2016年5月，上海市總工會授予鍋爐配風優(yōu)化方案“2015年度上海市職工先進操作法優(yōu)秀成果獎”。
開拓思路攻堅
實現(xiàn)環(huán)保經(jīng)濟運行突破
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)保指標大大優(yōu)于國家減排要求，達到燃氣輪機排放水平，順利通過綜合評估驗收。但正如業(yè)界普遍認識的那樣，超低排放改造對機組運行經(jīng)濟性影響巨大，隨之而來的是機組環(huán)保減排能耗大幅上升，增加供電煤耗約3克/千瓦時左右。眼看一克一克好不容易“摳”下來的煤耗，因為超低排放改造一下子飆升上去幾克，外二團隊的成員們心有不甘，憋著一股勁要再啃“硬骨頭”。
切入點就從觀念上的開拓創(chuàng)新開始。超低排放的主要運行參數(shù)和關(guān)鍵控制指標，國內(nèi)絕大多數(shù)電廠都參照技術(shù)引進時的標準運行著。然而，外二團隊經(jīng)過長期以來對超低排放系統(tǒng)運行的研究，認為在關(guān)鍵點上還有一定的優(yōu)化空間，核心舉措是實施超低排放系統(tǒng)降溫運行，而成功實施這項措施的關(guān)鍵則在于把控好煙氣酸露點。由于煙氣酸露點影響著鍋爐煙道內(nèi)的腐蝕問題，直接威脅機組運行的安全和穩(wěn)定，國內(nèi)燃煤發(fā)電企業(yè)普遍都將煙溫調(diào)整得較高，來降低超低排放系統(tǒng)煙道低溫腐蝕的風險，卻也因此增加了大量的環(huán)保減排能耗。
外二團隊在學(xué)習(xí)、消化國內(nèi)外相關(guān)理論的基礎(chǔ)上，在實際運行中開展煙氣酸露點研究試驗，分析大量測試數(shù)據(jù)得出煙氣酸露點的結(jié)露溫度低于理論計算溫度。在反復(fù)試驗論證的基礎(chǔ)上大膽實施了煙冷器降溫運行的優(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。此外，外二團隊還通過打“組合拳”的方式進一步推動超低排放系統(tǒng)綜合優(yōu)化，先后實施了脫硫系統(tǒng)低能耗運行、電除塵系統(tǒng)綜合運行優(yōu)化等措施，形成一套既能保證超低排放系統(tǒng)正常運行，又具有較高經(jīng)濟性的運行調(diào)整策略。
9月1日起，《上海市燃煤電廠大氣污染物排放標準》執(zhí)行，規(guī)定只要負荷達到40%以上，無論機組處于啟停或者運行狀態(tài)，都必須滿足超低排放指標要求。針對機組負荷率持續(xù)走低、啟停越來越頻繁的情況，啟停過程的環(huán)保指標控制成了多數(shù)燃煤發(fā)電企業(yè)遇到的難題。如果通過設(shè)備改造來實現(xiàn)指標控制要求，那么資金投入將是幾千萬元數(shù)量級的。外二團隊則再次把眼光放在了啟停階段多舉措疊加綜合優(yōu)化運行上，在完全利用現(xiàn)有設(shè)備、不增加任何資金投入的情況下，機組啟停階段環(huán)保指標控制計優(yōu)于有關(guān)標準要求。目前，團隊在已取得成效的基礎(chǔ)上，又著眼于綜合利用，進一步開展“超低排放系統(tǒng)能源梯級利用”研究，已完成了方案設(shè)計。
通過多角度鍋爐能耗控制策略的運用，經(jīng)測算可降低供電煤耗2～4克/千瓦時，以煤耗降幅3.5克/千瓦時計算，節(jié)約標煤約2.6萬噸，獲得節(jié)能收益超過約1500萬元，減少溫室氣體排放約7.28萬噸，基本實現(xiàn)超低排放系統(tǒng)微能耗甚至于零能耗運行。一位常年致力于電力環(huán)保減排研究的知名學(xué)者在項目試驗現(xiàn)場說，“外二在超低排放系統(tǒng)優(yōu)化運行方面的水平，是目前為止我在國內(nèi)所見的經(jīng)濟性最高的！”。
敢為人先探索
實現(xiàn)碳排放交易突破
隨著新一輪電力市場體制改革的深入推進，“碳排放”主題也越來越受到廣泛的關(guān)注。10月27日，國務(wù)院印發(fā)《“十三五”控制溫室氣體排放工作方案》，2017年起將啟動運行全國碳排放交易市場，碳排放交易將在國內(nèi)各行業(yè)中全面開展。
作為國內(nèi)首批開展碳排放交易試點的發(fā)電企業(yè)，外二公司認真研究碳排放交易相關(guān)政策，積極關(guān)注碳交易市場信息，敢為人先、主動探索，早在三年前已經(jīng)創(chuàng)新開始了一系列碳排放交易和碳資產(chǎn)管理工作，圓滿完成上海市第一階段碳排放交易試點工作。
2013年11月26日上海碳排放交易開市當天，外二率先完成了上海市碳排放首單交易。2014年6月1日，外二在全國碳排放交易試點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”。2015年8月5日，外二先行先試簽訂“借碳協(xié)議”，開展上海碳市場首單借碳交易。外二近年來通過持續(xù)開展的節(jié)能技術(shù)改造和運行方式優(yōu)化，供電煤耗指標屢創(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)，在碳排放交易多項試點工作中率先實現(xiàn)突破，在全國碳排放交易領(lǐng)域產(chǎn)生了廣泛影響，樹立了外二品牌。
“十二五”以來，外二通過一系列節(jié)能技改項目和運行優(yōu)化措施的實施，累計降低供電煤耗超過8克/千瓦時。2015年，公司累計供電煤耗296.6克/千瓦時，創(chuàng)造投產(chǎn)以來歷史最低煤耗紀錄，較2015年全國600MW級以上超臨界機組平均煤耗（303.12克/千瓦時）低6.52克/千瓦時，較全國火電機組平均供電煤耗（315克/千瓦時）低18.4克/千瓦時，在全國同類型機組中供電煤耗處于領(lǐng)先水平。公司先后獲得了“全國節(jié)能減排工作先進電力企業(yè)”、“上海市“十一五”節(jié)能減排先進集體”、“上海市節(jié)能先進單位”等榮譽稱號。
“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，面向未來腳踏實地、一路向前，朝著效率最大化、能耗最低化、效益最優(yōu)化的更高目標進發(fā)。
