冬季將臨，電力供應(yīng)引人注目，國家和百姓期盼殷殷。

電力是經(jīng)濟(jì)運(yùn)行動力。一方面，要保障民生和企業(yè)正常生產(chǎn)用電，發(fā)電企業(yè)要履行社會責(zé)任，在安全生產(chǎn)的前提下多出力出足力。另一方面，還要立足我國能源稟賦以煤為主的基本國情，推廣提高能效的成熟先進(jìn)技術(shù)，推動煤炭清潔高效利用，促進(jìn)綠色低碳發(fā)展。

大江東工作室最近走訪了一家“明星”發(fā)電廠——上海外高橋第三發(fā)電公司（以下簡稱外三電廠），為什么他們在國際同業(yè)中如此“吸睛”？面對國家重托，他們有怎樣的考量？

外三電廠外景。

每度電煤耗僅僅280克左右，節(jié)能水平世界領(lǐng)先

能源珍貴，節(jié)能為要——這方面，外三電廠有點(diǎn)“�！薄�

外三電廠地處長江口的東海之濱。行進(jìn)在楊高路，電廠的煙囪已然在望。然而，這家煤炭發(fā)電廠24小時排煙，廠區(qū)卻超級干凈，感受不到粉塵和異味，怎么做到的？

外三電廠發(fā)電機(jī)組有個很潮的名字：超超臨界機(jī)組。成立于2005年2月5日的外三電廠，建設(shè)了2臺100萬千瓦超超臨界國產(chǎn)引進(jìn)型燃煤發(fā)電機(jī)組，是我國首批百萬級國產(chǎn)引進(jìn)型燃煤發(fā)電機(jī)組之一。兩臺機(jī)組2008年3月和6月建成投產(chǎn)，有效緩解了上海市“十一五”期間的電力供需矛盾。

發(fā)電大樓里，兩臺機(jī)組露出半圓的機(jī)身，平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)著，有流線型的顏值，車間內(nèi)一塵不染。

別小看這兩臺機(jī)組，成績單可了不得，在節(jié)能減排、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等方面創(chuàng)造了諸多世界紀(jì)錄，引領(lǐng)中國百萬等級火電機(jī)組跨越式發(fā)展，在中國電力工業(yè)發(fā)展史上具有重要里程碑意義。

外三電廠循著“科技創(chuàng)新引領(lǐng)企業(yè)發(fā)展”的戰(zhàn)略路徑，圍繞節(jié)能減排有針對性地開展了20多項(xiàng)重大技術(shù)創(chuàng)新，取得60多項(xiàng)專利成果，其中23項(xiàng)成果為國際首創(chuàng)，一舉改寫中國電力工業(yè)長期對歐美日等發(fā)達(dá)國家亦步亦趨歷史，在世界火電領(lǐng)域樹起一道中國標(biāo)桿。

發(fā)一度電，消耗多少煤，是衡量電廠能耗的主要指標(biāo)。從前，世界上電廠煤耗最低的記錄是丹麥電廠，每度電煤耗286克（負(fù)荷率89％）。日本最好水平的電廠是嘰子電廠，每度電煤耗303 克（負(fù)荷率90％）。外三電廠投產(chǎn)后，不斷刷新世界紀(jì)錄：2008年，實(shí)際運(yùn)行煤耗為每度電287.44克；2009年282.16克；2010年279.39克；2015年277.33克。隨著環(huán)保要求趨嚴(yán)，電廠排放標(biāo)準(zhǔn)不斷提高，2020年，加上脫硫脫硝，每度電煤耗也才281.77克……切莫小看這幾克煤的節(jié)省，在業(yè)界，煤耗下降10克以上，技術(shù)就相差一代。至今，外三發(fā)電廠超超臨界機(jī)組已保持國內(nèi)外領(lǐng)先地位十年之久。

幾克煤的節(jié)省和計較，有什么意義呢？有專家依據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，中國現(xiàn)有亞臨界煤電機(jī)組發(fā)電量是2.8億千瓦，如果煤電機(jī)組都能達(dá)到外三電廠的煤耗水平，每年將為國家節(jié)省4900萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤！

外三電廠發(fā)電機(jī)組車間，一塵不染。

平均排放指標(biāo)保持世界“最低”成績，顛覆“耗能減排”的被動環(huán)保觀念

衡量電廠環(huán)保水平的另一個指標(biāo)是排放指標(biāo)，外三電廠的表現(xiàn)也很出挑。

外三電廠始準(zhǔn)瞄準(zhǔn)對標(biāo)的是國際最高水平。而世界發(fā)達(dá)國家煤電排放指標(biāo)大體如下：氮氧化物每標(biāo)準(zhǔn)立方米含的毫克量，美國、日本、歐盟、澳大利亞的最好水平分別是：135、200、200、435，中國煤電廠的平均排放是100毫克，而外三電廠是10.55毫克，不到美國的1/10。二氧化氮每標(biāo)準(zhǔn)立方米含的毫克量，發(fā)達(dá)國家最好的是日本為172毫克，中國是50毫克。外三電廠是多少——6.39毫克！

煙塵的每標(biāo)準(zhǔn)立方米含的毫克量中國與美國都是20毫克，日本是40毫克，而外三電廠只有0.67毫克！

難怪走在外三電廠，絲毫沒有粉塵的感覺。

耀眼的“最低”成績，是堅持技術(shù)創(chuàng)新“爭”來的。更將重點(diǎn)轉(zhuǎn)向環(huán)保，持續(xù)探索破解傳統(tǒng)煤電環(huán)保技術(shù)的“高投資、高能耗、高成本”的“三高”之困。

外三電廠在機(jī)組投產(chǎn)后，先后實(shí)施了廣義回?zé)峒夹g(shù)、節(jié)能快速啟動技術(shù)、空預(yù)器柔性密封技術(shù)等創(chuàng)新技術(shù)，自主研發(fā)并實(shí)施了包括“零能耗脫硫技術(shù)”，“節(jié)能型全天候脫硝技術(shù)”、“低氧燃燒及低NOx高效燃燒技術(shù)”、“電除塵器系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù)”等，極大提升了機(jī)組效率和環(huán)保性能，社會效益和企業(yè)效益實(shí)現(xiàn)和諧統(tǒng)一。

“節(jié)能減排”已成國際關(guān)注焦點(diǎn)，但“減排”與“節(jié)能”往往如魚與熊掌難以兼得——二氧化硫等污染氣體的減排，要付出相當(dāng)?shù)哪芎�。發(fā)電廠傳統(tǒng)的脫硫系統(tǒng)，就是典型的“耗能減排”，耗電量達(dá)發(fā)電量的1％甚至更多。

為大幅降低脫硫系統(tǒng)能耗，外三電廠研究出“零能耗”脫硫系列技術(shù)，使脫硫系統(tǒng)的節(jié)能量與耗能量達(dá)到平衡甚至結(jié)余。這成為脫硫要求和標(biāo)準(zhǔn)提高了，煤耗卻并未提高的“外三秘訣”。

外三電廠總經(jīng)理施敏解釋：基本思路是，煙氣脫硫之前將其中熱能通過一種特殊裝置加以回收，送回?zé)崃ο到y(tǒng)再發(fā)電，以彌補(bǔ)脫硫系統(tǒng)的電耗，再輔以相應(yīng)的節(jié)電技術(shù)，最終使脫硫系統(tǒng)的節(jié)能量與耗能量達(dá)到平衡甚至結(jié)余，實(shí)現(xiàn)“零能耗”脫硫，顛覆了“耗能減排”的被動環(huán)保觀念。

電除塵高頻電源技術(shù)，也是外三電廠一大發(fā)明。用高頻電源供給電場，電流脈沖寬度在5-20μs，可以提高煙塵的荷電效率和粉塵遷移速度，從而提升除塵效率。2010年上半年，外三對兩臺鍋爐的四個電場除塵器進(jìn)行了節(jié)能增效改造，將原先的工頻電源改造為高頻電源，這是國內(nèi)百萬級機(jī)組首次采用該技術(shù)。該項(xiàng)目改造周期僅需15天，并且大部分施工可以在機(jī)組運(yùn)行期間實(shí)施。改造后，高頻電源運(yùn)行穩(wěn)定、可靠，除塵效率大幅提升。同時，電除塵器的高壓電源總功耗由改造前的871kW降低到改造后的266kW，節(jié)能69.5%。

以下為各國環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)與外三實(shí)際對比：

火力發(fā)電廠，節(jié)能就是最大的減排，外三電廠技術(shù)復(fù)制推廣價值巨大

外三電廠展廳有許多獎狀與證書，包括從國際上獲頒的。而他們更看重的是，先走一步的經(jīng)驗(yàn)，開始在我國一些電廠復(fù)制與推廣。這對中國能源的高效利用和“雙碳”戰(zhàn)略都將有重要意義。

中國的電能資源稟賦以煤電為主。截至今年10月底，全國發(fā)電裝機(jī)容量約23億千瓦，發(fā)電量6.7176萬億千瓦時，其中，火電裝機(jī) 12.8億千瓦，火電機(jī)組占總?cè)萘康?5.7%，全年發(fā)電量5.1743萬億度，占總量的77%，平均供電煤耗為304.9克/千瓦時。2020年，中國大陸消費(fèi)煤炭49.8億噸，其中用于火力發(fā)電21.7億噸�；鹆Πl(fā)電，是中國最大的煤炭消費(fèi)方。在清華大學(xué)副校長，院士倪維斗看來，火力發(fā)電廠節(jié)能，就是最大的減排。

外三發(fā)電系統(tǒng)裝備。

全球氣候變暖，資源和環(huán)境挑戰(zhàn)嚴(yán)峻�！笆�二五”規(guī)劃以來，我國明確提出，必須堅持節(jié)能減排優(yōu)先的原則，加快對高耗能、高耗材、高排放、低效能產(chǎn)業(yè)的技術(shù)改造。國家發(fā)展改革委、國家能源局也發(fā)出了《關(guān)于開展全國煤電機(jī)組改造升級的通知》。

外三電廠的創(chuàng)新技術(shù)，不僅為今后的大容量高參數(shù)汽輪發(fā)電機(jī)組的建設(shè)起到示范作用，也可廣泛應(yīng)用于各種容量和參數(shù)的新建機(jī)組和老機(jī)組的技術(shù)改造，具有巨大的推廣潛力。

國家使命，就是企業(yè)擔(dān)當(dāng)。2010年，外三電廠設(shè)立了技術(shù)推廣應(yīng)用公司，外三電廠的技術(shù)在一些電廠得到推廣與應(yīng)用，取得良好效果：

華潤銅山電力有限公司2×1000MW超超臨界燃煤機(jī)組應(yīng)用本項(xiàng)目研究的部分技術(shù)后，根據(jù)第三方性能試驗(yàn)結(jié)果：80%負(fù)荷考核工況下，#5、#6機(jī)組的供電煤耗每度電分別下降14.6克和14.2克煤。按兩臺機(jī)組年發(fā)電量120億度電，平均煤耗下降10克，年可節(jié)約標(biāo)煤約17.3萬噸。

在徐州華潤電廠#3機(jī)組上，實(shí)施世界首例“高溫亞臨界綜合升級改造”。該項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)了亞臨界機(jī)組效率水平跨代升級至超超臨界機(jī)組水平，煤耗降低10%以上，每度電降約36克煤；改造同步實(shí)現(xiàn)20%-100%深度調(diào)峰。

而華潤曹妃甸二期項(xiàng)目2臺1000MW按照外三“升級版”咨詢、改造后額定工況用煤僅275克，超過了外三電廠水平。

新建機(jī)組——淮北申皖發(fā)電有限公司2×660MW超超臨界燃煤機(jī)組，進(jìn)行了全系統(tǒng)優(yōu)化節(jié)能環(huán)保技術(shù)綜合應(yīng)用，根據(jù)第三方性能試驗(yàn)報告，額定考核工況下，機(jī)組供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗每度電僅273.22克，相較于同類型新建機(jī)組額定工況設(shè)計供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗參考值285克，降低了11.78克。按額定工況下平均運(yùn)行3000小時發(fā)電量39.6億度電考量，一年可節(jié)約標(biāo)煤約4.66萬噸。

施敏說，對于現(xiàn)役約2.8億kW存量中具備條件的亞臨界煤電機(jī)組，建議進(jìn)行高溫亞臨界綜合升級改造。以改造后煤耗下降35 g/kWh為計， 300MW機(jī)組投入改造費(fèi)用約3.5億元/臺，約6.5年收回投資，以此推算存量機(jī)組總計年節(jié)標(biāo)煤量4900萬噸，投入成本約3200-3500億�？上茸髟圏c(diǎn)評估后推廣。

目前，外三電廠在節(jié)能與環(huán)保上作的改進(jìn)，部分也推進(jìn)了我國設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)及環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的修訂。

（本文圖片除署名外由謝衛(wèi)群攝）

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