國際大都市中的世界火電企業(yè)標(biāo)桿

———外高橋第三發(fā)電有限責(zé)任公司生態(tài)文明建設(shè)情況調(diào)查

PM2.5、二氧化碳排放等是困擾火電廠走向“生態(tài)”的絆腳石，上海外高橋第三發(fā)電有限責(zé)任公司以創(chuàng)造了世界火電機(jī)組最低的供電煤耗的霸氣，再次將脫硝、煙塵排放等世界火電難題一掃而光。 ———題記
6月6日，上海外高橋第三發(fā)電有限責(zé)任公司(以下簡稱“外三電廠”)廠區(qū)內(nèi)，高高聳立的煙囪悠閑地吐著白色蒸汽。小橋、流水，滿目綠色與發(fā)電設(shè)備相得益彰，是人們對外三電廠的第一印象。實(shí)時(shí)監(jiān)測顯示，當(dāng)日16時(shí)，在運(yùn)的8號機(jī)組二氧化硫排放濃度為41.2毫克/立方米，氮氧化物排放濃度為22.6毫克/立方米，煙塵排放濃度為12毫克/立方米。

外三電廠曾創(chuàng)造了世界上火電機(jī)組最低的供電煤耗，并保持至今。當(dāng)二氧化碳排放比2005年下降40%~45%的莊嚴(yán)承諾即將實(shí)現(xiàn)，當(dāng)霧霾已成為令人頭痛的話題，外三電廠再次以科技創(chuàng)新向世界展現(xiàn)了這座位于國際大都市電廠的生態(tài)奇跡。

脫硝可不換催化劑 減排不等于高投入

從2012年被稱為“史上最嚴(yán)”的《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》開始實(shí)施，叫苦聲一直充斥業(yè)內(nèi)?？赏馊姀S一點(diǎn)也不發(fā)愁。

該廠總經(jīng)理馮偉忠創(chuàng)造了節(jié)能型全天候脫硝技術(shù)等一系列技術(shù)改造方法，將難題一一攻克。世界首創(chuàng)的“彈性回?zé)峒夹g(shù)”就是重點(diǎn)針對“機(jī)組低負(fù)荷時(shí)該裝置必須退出運(yùn)行”這一世界性難題。

“低負(fù)荷催化劑無法工作的最根本原因在于煙氣溫度低于允許工作值，因此我們的解決思路就是設(shè)法保證進(jìn)入催化劑的煙氣溫度在允許范圍內(nèi)?！瘪T偉忠說。

“通過彈性回?zé)峒夹g(shù)，低負(fù)荷下省煤器入口水溫得以提高，使其出口煙溫相應(yīng)上升，可確保SCR在全負(fù)荷范圍內(nèi)處于催化劑的高效區(qū)運(yùn)行。”馮偉忠介紹說。2011年，外三電廠脫硝系統(tǒng)全年投運(yùn)率達(dá)98.54%，2012年，脫硝系統(tǒng)全年投運(yùn)率達(dá)98.89%，真正實(shí)現(xiàn)了全天候脫硝。

通常而言，更高的環(huán)保要求就意味著更高的能耗，造成減排和節(jié)能的相互矛盾，如國外解決SCR低負(fù)荷運(yùn)行問題的解決方法是加裝省煤器旁路煙道，在低負(fù)荷時(shí)將部分煙氣短路以提高SCR入口煙溫，但這會(huì)導(dǎo)致鍋爐效率的降低。而外三電廠彈性回?zé)峒夹g(shù)卻是節(jié)能的。該系統(tǒng)使低負(fù)荷下汽輪機(jī)抽汽量增加，提高了熱力系統(tǒng)的循環(huán)效率。德國西門子公司曾專門對其做過計(jì)算，在50%負(fù)荷工況下，可降低汽輪機(jī)熱耗57千焦/千瓦時(shí)，相當(dāng)于降低煤耗2.18克/千瓦時(shí)。除此以外，該技術(shù)還能解決鍋爐的低負(fù)荷水動(dòng)力問題，低負(fù)荷穩(wěn)燃問題以及干燥出力問題等。

同樣使用抽汽、加熱等原理進(jìn)行的技術(shù)改造，解決了空氣預(yù)熱器結(jié)露問題和催化劑需要頻繁更換的問題，提高了脫硝效率。例如催化劑延壽技術(shù)，解決了導(dǎo)致SCR催化劑活性下降的一系列問題，大大降低了催化劑的壽命損耗，創(chuàng)造了“有悖常理”的結(jié)果：使用了五年的催化劑，脫硝效率一直能穩(wěn)定于90%的水平。

2012年，該廠SCR的平均氮氧化物排放濃度為48.58毫克/立方米。今年1~5月，其平均排放值更降至27.25毫克/立方米，不但遠(yuǎn)低于100毫克 /立方米的國家最新標(biāo)準(zhǔn)，甚至遠(yuǎn)低于號稱“清潔發(fā)電方式”的燃?xì)廨啓C(jī)40~50毫克/立方米的排放水平。而這些改造投入，馮偉忠說，3年多即可收回。

上海市環(huán)保局為外三電廠的脫硝效率打出最高分?！耙寻惭b脫硝設(shè)施的8號機(jī)組，脫硝效率是全上海最高的?！痹摼挚偭靠刂铺幑ぷ魅藛T說。同時(shí)，外三電廠“全世界煤耗最低”、“高效率脫硫運(yùn)行”，正不斷為上海節(jié)能減排工作貢獻(xiàn)力量。

掃除霧霾陰影電除塵 改造抓牢“PM2.5”

當(dāng)人們越來越關(guān)注“霧霾”、“PM2.5”時(shí)，中國發(fā)電企業(yè)被視作“PM2.5”的罪魁禍?zhǔn)字?一，頭頂上的環(huán)?！熬o箍咒”越念越緊。新版環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，已將火電廠的煙塵排放濃度限額降至50毫克 /立方米。而包括上海在內(nèi)的嚴(yán)控地區(qū)，此限額更降至20毫克 /立方米。對于目前大部分已建成的火電廠來說，要滿足這一標(biāo)準(zhǔn)是困難的，它們都將面臨進(jìn)一步改造。

“生態(tài)電廠建設(shè)，‘外三’做得很到位，無論是他的內(nèi)部管理還是設(shè)備升級都很到位?！鄙虾Ｊ懈邧|鎮(zhèn)副鎮(zhèn)長徐衛(wèi)良對外三電廠的發(fā)展幾乎是了如指掌，因?yàn)橥馊姀S會(huì)不定期將企業(yè)發(fā)展動(dòng)態(tài)向政府乃至民眾進(jìn)行公布，接受社會(huì)監(jiān)督。從鎮(zhèn)政府每周環(huán)保監(jiān)測數(shù)據(jù)上看，“外三電廠在環(huán)保這塊一直做得很好”。

早在2010年，外三電廠就針對提高除塵效率開展了一系列的技術(shù)改造。2011年和2012年，其煙塵排放濃度創(chuàng)造了讓業(yè)界大跌眼鏡的數(shù)字：12和11毫克 /立方米。

外三電廠降低煙塵排放的核心原理，首先是大幅降低煙氣總量，通過研制新型空預(yù) 器密封、大幅提升機(jī)組效率和鍋爐低氧燃燒等一系列技術(shù)創(chuàng)新和改造，將煙氣總量降低了18%，從而大大降低了煙氣流速，使其對煙塵的攜帶能力顯著降低，提高了煙塵在電除塵器內(nèi)的沉降率，也降低了煙氣流出除塵器時(shí)對煙塵的兩次攜帶;此外，煙氣在靜電場內(nèi)的滯留時(shí)間也顯著延長，從而提升了靜電除塵效率。在此基礎(chǔ)上，將原工頻高壓電源改造為高頻電源，使除塵效率得以大幅提高，能耗卻顯著下降，僅除塵器電耗就下降69%，再次證明節(jié)能和環(huán)保完全可以和諧統(tǒng)一。

創(chuàng)新成就高效益 “中醫(yī)理論”破解難題

了解外三電廠的人知道，其每一項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新，都是經(jīng)過深入研究、嚴(yán)格論證、周密計(jì)算甚至計(jì)算機(jī)仿真模擬后才投入實(shí)踐的。

捧著12項(xiàng)世界首創(chuàng)、8項(xiàng)國內(nèi)首創(chuàng)榮譽(yù)的外三電廠，創(chuàng)新的觀念已牢牢扎根在 心底，而且，創(chuàng)新就要產(chǎn)生效益?！拔覀儚S的技術(shù)創(chuàng)新是研究一批、儲(chǔ)備一批、實(shí)施一批?！瘪T偉忠如是說。

5年來，外三電廠技術(shù)創(chuàng)新成效碩果累累，效益顯著，節(jié)能減排作用突出。

煤耗276.02克/千瓦時(shí)，與我國火電廠平均煤耗相比，相當(dāng)于年節(jié)約60多萬噸標(biāo)煤、節(jié)約資金約5億元，而且還相當(dāng)于所發(fā)電量的18%是“零能耗”和“零排放”。如“零能耗脫硫”技術(shù)，顛覆了“耗能減排”的被動(dòng)環(huán)保觀念。

一方面通過一系列的技術(shù)改造和運(yùn)行方式優(yōu)化，將脫硫系統(tǒng)的額定用電率降至0.75%以下。另一方面，將脫硫煙氣的余熱回收后再發(fā)電以補(bǔ)償脫硫系統(tǒng)的耗電，甚至能略有盈余。

該系列技術(shù)使兩臺機(jī)組每年可節(jié)約標(biāo)煤3萬多噸，節(jié)約工業(yè)用水75.6萬噸。再如，僅“廣義回?zé)峒夹g(shù)”一期，就節(jié)省標(biāo)煤2克/千瓦時(shí)，而“蒸汽加熱快速啟動(dòng)”技術(shù)，綜合啟動(dòng)費(fèi)用僅為傳統(tǒng)方式的1/6，并且大大延長了SCR的使 用壽命。

外界至今看外三電廠的生態(tài)之路都是個(gè)謎，而馮偉忠向記者揭示了這個(gè)謎底———中醫(yī)理論。

“西醫(yī)頭痛醫(yī)頭、腳痛醫(yī)腳。就比如說維持催化劑工作溫度，學(xué)鍋爐的只會(huì)搞個(gè)省煤器煙氣旁路，而學(xué)汽輪機(jī)根本就不會(huì)去想，而我們要就是將整個(gè)機(jī)組看做一個(gè)系統(tǒng)，整體來把脈，開出了頭痛醫(yī)腳的方子?！瘪T偉忠說。

2008年11月，全國政協(xié)副主席、科技部部長萬鋼專程赴外三電廠進(jìn)行視察，要求其將科技成果在行業(yè)中大力推廣;時(shí)任國家電監(jiān)會(huì)主席吳新雄也在2011年10月召開的電力行業(yè)節(jié)能減排監(jiān)管工作會(huì)議上的講話中表示，要認(rèn)真總結(jié)上海外高橋第三發(fā)電廠通過技術(shù)創(chuàng)新和節(jié)能優(yōu)化，降低供電煤耗的經(jīng)驗(yàn)，在更大范圍內(nèi)借鑒、推廣、提升，發(fā)揮更大的效益。 后記：外三電廠被業(yè)內(nèi)視為“怪咖”，原因在于其在世界最低煤耗的背后，一系列科技創(chuàng)新國內(nèi)外其他企業(yè)至今無法參透。而在生態(tài)問題日益突出的今天，外三電廠在減排上的探索和實(shí)踐同樣讓人刮目相看。

談到生態(tài)，每一個(gè)上海人都認(rèn)為這是一個(gè)國際大都市的應(yīng)有之義。馮偉忠認(rèn)為，煤炭是不可再生能源，也是最主要的大氣污染源。建設(shè)生態(tài)電廠，首先是要用更少的煤發(fā)更多的電，這本身就是最大的環(huán)保，同時(shí)也能為后人多留一些資源，為他們騰出更多的的時(shí)間去尋找更優(yōu)質(zhì)的可持續(xù)能源。其次，應(yīng)開發(fā)更高效和更節(jié)能的環(huán)保技術(shù)，為天更藍(lán)、水更清多作貢獻(xiàn)。

當(dāng)人們都在為生態(tài)中國一點(diǎn)一滴努力時(shí)，馮偉忠也有一個(gè)夢想，他要將外三電廠的節(jié)能減排經(jīng)驗(yàn)復(fù)制到行業(yè)內(nèi)，為火電企業(yè)戴上生態(tài)的美麗桂冠。