表1 國內部分投產及在建超臨界機組情況表
超超臨界鍋爐技術于上個世紀90年代初在歐洲問世,是國際上最為先進的燃煤發電技術,具有煤耗低、環保性能好、技術含量高的特點。超超臨界機組的發電效率比我國近期主要采用的亞臨界機組高出10%,比超臨界機組高出6~8%。1998年,最早投入運行的超超臨界機組安裝在丹麥的Nordjyllands發電廠,由丹麥BWE公司設計生產,發電效率創造了新的世界記錄,達到47%。
我國于2002年把開發超超臨界鍋爐列為國家863重大項目攻關計劃,2003年原國家經貿委和科技部都把超超臨界鍋爐列入國家重大技術裝備研制計劃。
我國當前在建電廠項目中主要采用亞臨界機組和超臨界機組,亞臨界機組以國產為主,超臨界機組主要依靠進口,已經投入運行的超臨界機組有10余臺。
與超超臨界機組有關的主要運行數據:我國目前運行的發電廠,平均發電效率在35%以下,單電煤耗為380克標準煤以上;我國設計生產的亞臨界機組的發電效率在38%左右,單電煤耗約350克標準煤;我國引進的超臨界機組的發電效率在41%左右,單電煤耗約310克標準煤;以三菱、日立為代表的日本超超臨界機組發電效率在48%左右,單電煤耗約265克標準煤。如果采用超超臨界技術發電,和我國現在運行的機組效率相比,每度電至少可以節煤50克,按現在的裝機容量,每年可節煤兩億噸。
2004年11月23日凌晨1時17分,由中國東方電氣集團公司東方鍋爐為華能沁北電廠提供的國產首臺60萬千瓦超臨界鍋爐順利通過168小時試運行并投入商業運行。該項目成功填補60萬千瓦超臨界鍋爐國產化空白。東方電氣由此躋身為全球大容量電站鍋爐品種最齊全的鍋爐制造商。
為抓住國家電力快速發展的機遇,東方電氣把列為國家重大技術裝備國產化攻關計劃的60萬千瓦超臨界機組鍋爐作為開發重點。從2002年5月15日與沁北電廠正式簽訂供貨合同后,東方電氣僅用23個月就完成國外大公司要用27個月才能完成的研制任務,比合同期提前4個月零8天,創造出國內外研制同類產品最短周期的新紀錄。
華能沁北電廠一期工程是我國首臺600MW國產化超臨界燃煤機組依托項目,建設規模為120萬千瓦,安裝2臺600MW國產化超臨界參數燃煤發電機組。機組主設備國產化方案按照引進技術、聯合設計、合作生產的方式,鍋爐采用了東方鍋爐(集團)股份有限公司引進日本巴布科克—日立公司技術制造的DG1900/25.4—Ⅱ1型鍋爐,汽輪發電機采用哈爾濱汽輪機廠引進日本三菱公司技術制造的CLN600—24.2/566/566型汽輪發電機。
國產首臺60萬千瓦超臨界示范機組鍋爐的研制成功和投入運行,用事實證明60萬千瓦超臨界鍋爐、100萬千瓦超超臨界機組鍋爐硬件制造100%國產化完全可以實現。這一國產化重大技術裝備的研制成功,將大大降低60萬千瓦超臨界機組鍋爐的采購成本,為全國范圍內普及高效率、低煤耗、低污染排放的60萬千瓦超臨界機組創造了條件。據測算,如果今后全國60萬千瓦及以上超臨界機組能占到發電設備的50%以上,每年就可節省煤炭幾億噸。這將對我國電力工業的發展產生深遠影響。