提到煤電,你會想到什么?在很多人的固有認知里,煤電被貼上了“落后”的標簽。
這些年,新能源發(fā)展勢頭強勁,重塑著中國能源版圖,于是不少人默認:煤電終將退場。
但事實遠比想象更深刻。在魯西南平原上,一座剛投運的“超級電廠”,徹底改變了煤電的老面孔,打破了外界對煤電的刻板印象。
7月28日,大唐鄆城630℃國家電力示范項目2號機組正式投運,與先期投運的1號機組并肩矗立,成為全世界最先進的單軸百萬千瓦二次再熱煤電機組。大唐鄆城項目的全容量投產(chǎn),用一次跨時代的技術(shù)創(chuàng)新,重新定義了中國煤電的未來。
該項目是“十三五”期間唯一獲批的百萬千瓦級煤電示范項目,總投資近百億元,一舉刷新了四項世界紀錄。效率、溫度、壓力、煤耗,都是全球同類型機組最好水平。中國煤電技術(shù)從“跟跑”變成了“領(lǐng)跑”,實現(xiàn)歷史性跨越。
習近平總書記指出,傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)改造升級,也能發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力。大唐鄆城項目就是活生生的例子,它不只是一次技術(shù)突破,更是給傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級、加快發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力打了個樣。
突破
——37年沒破的紀錄,被一把中國造的“超級壺”燒穿了
燃煤發(fā)電的基本原理,百余年來未曾改變:煤粉在鍋爐中燃燒,把水燒成蒸汽,推動汽輪機旋轉(zhuǎn),帶動發(fā)電機發(fā)電。
煤電技術(shù)每進一步,實質(zhì)上是向“爐膛”要溫度、要壓力。溫度越高、壓力越大,發(fā)電效率就越高。
1989年,德國誕生了全球首臺600℃/620℃蒸汽參數(shù)百萬千瓦超超臨界機組,將再熱蒸汽溫度鎖定在620℃。此后37年里,全球煤電行業(yè)再沒往前邁一步。
阻礙行業(yè)升級的,是基礎(chǔ)材料。目前全球通用的P92耐熱鋼,只能極限承受628℃的金屬壁溫,這決定了再熱蒸汽溫度最高620℃,再高材料將無法承受。
我國高端煤電大口徑厚壁特種管材90%依賴進口,核心技術(shù)攥在別人手里,價格人家說了算。想升級高端煤電,處處受制于人。
大唐山東公司副總經(jīng)濟師兼大唐鄆城發(fā)電有限公司董事長于海義打了個比方:“就像燒一壺超高溫的水,沒有一把扛得住極限工況的‘壺’,一切都是空談。”
一句話,說透了行業(yè)困境,也道出了中國電力人骨子里的不甘。關(guān)鍵核心技術(shù)買不來、討不來,唯一的出路,就是自主創(chuàng)新、自我突破。
中國工程院院士劉正東帶領(lǐng)團隊,潛心研究,牽頭攻關(guān),成功研發(fā)出G115新一代馬氏體耐熱鋼。中國大唐聯(lián)動全產(chǎn)業(yè)鏈30多家單位協(xié)同攻堅,最終讓這款國產(chǎn)“超級鋼”實現(xiàn)工程化應(yīng)用,完成了從“實驗室”到“爐膛”的關(guān)鍵一躍。
一石激起千層浪。G115鋼一問世,P92鋼的長期壟斷格局即被打破。
G115鋼強在哪?同等工況下,它的高溫持久強度比P92鋼高50%,管道自重卻減輕了一半。這帶來一連串省時省錢的效果:焊接工時少了40%,設(shè)備荷載降了35%,廠房鋼結(jié)構(gòu)用鋼量省了1200噸。
用上G115鋼,機組再熱蒸汽溫度提升至631℃,主蒸汽壓力達到35.5兆帕,與現(xiàn)役最先進機組相比,分別高出11℃、4.5兆帕。
別小瞧這組數(shù)字,它標志著我國煤電高端特種鋼材從原材料到生產(chǎn)完全自主可控,國外技術(shù)壟斷到此徹底終結(jié)。
除了G115鋼之外,C630R汽輪機轉(zhuǎn)子、T91水冷壁、超長鈦合金末級葉片等一批國產(chǎn)裝備都應(yīng)用于項目上,全廠設(shè)備國產(chǎn)化率達98.89%。
新質(zhì)生產(chǎn)力,主要由技術(shù)革命性突破催生而成。從2007年G115鋼研發(fā)成功,到2026年大唐鄆城項目正式投運,二十載磨一劍,中國高端煤電完成了從材料突破到工程落地的完整閉環(huán)。
向綠
——發(fā)一度電只燒256.28克煤,全球最省,一年減碳54萬噸,相當于種下一片“看不見的森林”
風電“乘風而起”,光伏“向陽而生”,新能源正一步步成為供電主力軍。很多人會問:既然新能源發(fā)展得這樣好,為什么還要花十年工夫,建造頂級煤電機組?
答案,藏在能源轉(zhuǎn)型的底層邏輯里,不能簡單的新舊替換,而是要多能互補、系統(tǒng)升級。
風光發(fā)電看天吃飯,隨機性大、波動性強,對電網(wǎng)要求高。大型煤電機組,恰好能給不穩(wěn)定的新能源“兜底”。像大唐鄆城項目,深度調(diào)峰能力可達20%,有效保障電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行。
得益于機組超高參數(shù),大唐鄆城項目兩臺機組發(fā)電熱效率首次突破50%大關(guān),達到50.05%,超過現(xiàn)役先進機組一個百分點。發(fā)一度電只用256.28克煤,全球最省。
數(shù)字背后,是實打?qū)嵉摹皽p碳賬”:兩臺機組滿負荷運行,相較于常規(guī)百萬千瓦機組,一年可省下標準煤20.8萬噸,減排二氧化碳54萬噸。省下來的能源轉(zhuǎn)化成電,夠25萬戶家庭用一整年。這相當于在魯西南平原上,種下了一片“看不見的森林”。
能效是怎么提上來的?靠的是多重創(chuàng)新技術(shù)疊加。雙機回熱系統(tǒng)、機爐深度耦合煙氣余熱利用系統(tǒng)等先進技術(shù)集成應(yīng)用,把廢熱“撿”回來再利用,一點也不浪費。
這場蛻變,對于綠色低碳轉(zhuǎn)型壓力大的地區(qū)而言,意義尤為深遠。
拿山東來說,這幾年大力發(fā)展新能源,全面淘汰落后小煤電機組,持續(xù)優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)。今年上半年,山東非化石能源裝機1.45億千瓦,占比55.8%。
但能源轉(zhuǎn)型不會一蹴而就,未來很長一段時間里,煤電依然是電力保供的“穩(wěn)定器”和“壓艙石”。
“大唐鄆城項目投運后,將有效補強魯西南電網(wǎng)電源支撐,精準平抑風光新能源出力波動、拓展消納空間,顯著提升冬夏用電高峰時段保供韌性。”國網(wǎng)山東省電力公司黨委書記、董事長林一凡說。
新質(zhì)生產(chǎn)力,本身就是綠色生產(chǎn)力。省能源局副局長劉學軍表示,大型清潔高效煤電機組,是煤電行業(yè)綠色轉(zhuǎn)型的核心支撐。“大唐鄆城項目成功落地,對全省持續(xù)優(yōu)化電源產(chǎn)業(yè)布局、構(gòu)建新型能源體系具有重要意義。”
革新
——聯(lián)合全產(chǎn)業(yè)鏈資源一起啃“硬骨頭”,“摸著石頭過河”,把技術(shù)難題變成一個個創(chuàng)新亮點
《考工記》有言:“天有時,地有氣,材有美,工有巧。”
如果說新材料的突破成就了“材有美”,那么全產(chǎn)業(yè)鏈一起攻關(guān)便詮釋了“工有巧”,更凸顯了中國制造的硬實力。
作為全球首創(chuàng)的超高參數(shù)煤電示范工程,大唐鄆城項目無成熟經(jīng)驗可借鑒,每一步都要“摸著石頭過河”。
2號機組建設(shè)初期,進口汽輪機高壓轉(zhuǎn)子性能不達標,導(dǎo)致工程幾近停擺。
巧的是,就在這時候,中國二重聯(lián)合鋼鐵研究總院研發(fā)的C630R高壓轉(zhuǎn)子成功了,性能全面超越進口設(shè)備。項目團隊沒有猶豫,果斷上馬國產(chǎn)裝備。關(guān)鍵堵點,就此打通。
設(shè)備搞定了,施工挑戰(zhàn)接踵而至。G115鋼材質(zhì)特殊,焊接特別講究,機組相關(guān)焊縫超過2300處,每一道焊縫,都是一次考驗。
“我們聯(lián)合全產(chǎn)業(yè)鏈資源,集中力量改進鍛造工藝,邊培訓、邊摸索、邊施工,硬是把難題一個個啃下來了。”大唐鄆城項目工程設(shè)備部副主任姜海峰說。
項目團隊還革新了傳統(tǒng)煤電機組建設(shè)方式,采取“分區(qū)管理、分層施工、永臨結(jié)合、樣板先行”的辦法,讓工程建設(shè)告別粗放、走向精細化。
建設(shè)中,國產(chǎn)智慧工地平臺幫了大忙,通過三維建模提前模擬施工,事先排除了62處隱患,省下建設(shè)成本400萬元。項目還打造了一體化智能平臺,讓建設(shè)和運營數(shù)據(jù)打通,電廠還沒投產(chǎn),數(shù)據(jù)就已經(jīng)“跑”起來了。
“超級工程”的成功,離不開政府和企業(yè)雙向奔赴。菏澤市與各參建單位密切協(xié)作、持續(xù)奮戰(zhàn),推動項目順利建成投產(chǎn)。項目配套道路的征地、施工、驗收,僅用45天就全部完成。鄆城縣以鏈式思維推動電廠固廢“吃干榨凈”,打通循環(huán)經(jīng)濟鏈條,讓一座電廠激活一方經(jīng)濟。
據(jù)悉,大唐鄆城項目投運后,預(yù)計年發(fā)電量約70億千瓦時,可實現(xiàn)營收近30億元,為菏澤發(fā)展持續(xù)注入新動能。
“下一步,大唐鄆城項目將持續(xù)發(fā)揮示范引領(lǐng)作用,充分釋放技術(shù)創(chuàng)新、綠色轉(zhuǎn)型、安全保供三重效能,持續(xù)助力能源綠色低碳轉(zhuǎn)型。”于海義說。
二十年深耕材料,打破國外壟斷;十年精工建造,造出全球頂尖機組。中國電力人以日復(fù)一日的堅守,證明了一件事:新質(zhì)生產(chǎn)力從來不是抽象的概念,而是把別人眼中的“不可能”,一點一點“焐”成了現(xiàn)實。
傳統(tǒng)能源從未“老”去,新式“爐膛”正燃起青春之火,照亮中國能源轉(zhuǎn)型的壯闊前路。這場煤電的“中國式逆襲”,不僅是一次科技創(chuàng)新的勝利,更彰顯了一個國家在轉(zhuǎn)型路上不棄根本、又敢為人先的底氣與雄心。
(大眾新聞記者 李子路 劉宸 王兆鋒)
■記者手記
爐膛新火,照見能源轉(zhuǎn)型之路
走進大唐鄆城630℃國家電力示范項目現(xiàn)場,一次次實地采訪,徹底刷新了我對煤電的認知。
此前,我和很多人一樣,認為煤電粗放落后。但親眼見證“大國工程”落地,目睹智能綠色的生產(chǎn)場景,傾聽建設(shè)者的攻堅歷程,那些刻板印象一點點瓦解,只剩由衷的震撼與敬畏。
當前齊魯大地新能源蓬勃起勢,能源結(jié)構(gòu)綠色迭代持續(xù)提速,上半年山東非化石能源裝機占比達55.8%。此次采訪讓我深刻認識到,山東能源轉(zhuǎn)型走的不是非此即彼的路線,而是新舊兼容、提質(zhì)增效的系統(tǒng)性迭代。
風電、光伏受天氣制約,出力波動大、穩(wěn)定性不足,難以獨立保障電網(wǎng)平穩(wěn)運行。而以大唐鄆城項目為代表的新一代清潔高效煤電,精準補齊新能源短板,為新能源大規(guī)模并網(wǎng)消納兜底,成為新型電力系統(tǒng)的“穩(wěn)定器”與“壓艙石”,守住區(qū)域能源安全底線。
該項目的最大價值之一,是打破了全球煤電多年的技術(shù)桎梏,改寫了行業(yè)數(shù)十年的技術(shù)格局。全球煤電機組蒸汽溫度曾37年止步620℃,高端耐熱核心材料與關(guān)鍵設(shè)備技術(shù)長期被海外壟斷,牢牢鎖住全球行業(yè)技術(shù)上限。為突破技術(shù)壁壘、打破產(chǎn)業(yè)封鎖,中國一眾科研人、電力人,以歲月為刃、以匠心為基,深耕二十載潛心淬煉,歷經(jīng)無數(shù)次試驗與迭代,成功研發(fā)出G115新一代馬氏體耐熱鋼,為國內(nèi)煤電技術(shù)突破打通關(guān)鍵關(guān)口。
11℃的參數(shù)躍升,成就了中國煤電的歷史性跨越。依托國產(chǎn)“超級鋼”,自主研發(fā)汽輪機轉(zhuǎn)子、超長鈦合金葉片等核心裝備,項目設(shè)備國產(chǎn)化率達98.89%,實現(xiàn)核心技術(shù)自主可控。爐膛煥新、舊業(yè)新生,煤電固有的“高碳”標簽被硬核數(shù)據(jù)徹底改寫。項目發(fā)電熱效率突破50%,度電煤耗低至256.28克,熱能利用效率極致優(yōu)化,每年可節(jié)煤20.8萬噸、減排二氧化碳54萬噸。從技術(shù)攻關(guān)到工程落地,中國煤電徹底擺脫跟隨模仿,完成從“跟跑”到“領(lǐng)跑”的蛻變,歷程可謂艱辛。新質(zhì)生產(chǎn)力,從來不是空洞的概念,而是無數(shù)人深耕不輟、全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同攻堅,硬生生拼出來的中國底氣。
能源轉(zhuǎn)型是循序漸進的系統(tǒng)工程,不是簡單的新舊替換。山東不摒棄傳統(tǒng)、不固守舊態(tài),讓新能源擴容增效、傳統(tǒng)能源提質(zhì)升級,新舊互補共生,織就了安全、綠色、高效的現(xiàn)代化能源網(wǎng)絡(luò)。
沒有落后的產(chǎn)業(yè),只有停滯的創(chuàng)新。大唐鄆城項目無先例可循,靠自主創(chuàng)新破解多項技術(shù)難題,實現(xiàn)電力保供、節(jié)能降碳的同時,還賦能地方經(jīng)濟發(fā)展,彰顯了傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型潛力。
爐膛新火,照見能源轉(zhuǎn)型之路。在山東綠色低碳高質(zhì)量發(fā)展布局中,這座“超級電廠”是能源轉(zhuǎn)型的標桿項目。它告訴我們:傳統(tǒng)能源從未落幕,堅守創(chuàng)新初心、深耕轉(zhuǎn)型之路,亦可破繭成蝶。這場煤電的“中國式逆襲”,將點亮中國能源升級的未來之路。
(大眾新聞記者 李子路)