中冶南方EPC總承包的馬來(lái)西亞馬中關(guān)丹產(chǎn)業(yè)園350萬(wàn)噸鋼鐵項目2×80MW自備電廠(chǎng)工程。
本報通訊員 南方
冶金行業(yè)是碳排放大戶(hù)，減碳能否成功，關(guān)乎我國碳達峰、碳中和目標能否實(shí)現。中冶南方積極響應國家節能減排號召，不斷推進(jìn)二次能源高效利用技術(shù)、熱余能利用技術(shù)、熱電聯(lián)產(chǎn)及可再生能源技術(shù)、煤氣高效發(fā)電技術(shù)等低碳技術(shù)的開(kāi)發(fā)和應用，已成為冶金環(huán)保熱電領(lǐng)域的有代表性的領(lǐng)軍者。
引領(lǐng)變革· 技術(shù)硬核實(shí)力
據統計，2020年中國粗鋼產(chǎn)量已超過(guò)10億噸，占全球粗鋼產(chǎn)量的56%，碳排放量占全國碳排放總量的15%?；谀壳皣鴥纫苯鹦袠I(yè)的發(fā)展，國家陸續出臺政策化解冶金行業(yè)的過(guò)剩產(chǎn)能以及淘汰落后產(chǎn)能，嚴控冶金行業(yè)新增產(chǎn)能。
在鋼鐵產(chǎn)能過(guò)剩和“雙碳”政策的影響下，冶金行業(yè)正面臨著(zhù)結構調整和轉型升級，為促進(jìn)冶金行業(yè)供給側結構性改革，實(shí)現能源消耗和污染物排放全面穩定達標，各大冶金企業(yè)都在積極開(kāi)展節能減碳工作。
中冶南方都市環(huán)保公司積極響應國家節能減排政策號召，專(zhuān)注于一系列低碳技術(shù)的開(kāi)發(fā)、推廣、落地，并擁有電力行業(yè)（火力發(fā)電(含核電站常規島)）設計專(zhuān)業(yè)甲級設計資質(zhì)。
20年來(lái)，該公司先后建設各類(lèi)余熱發(fā)電機組共計232臺套，總裝機容量13948MW，其中煤氣發(fā)電機組191臺套，總裝機容量超過(guò)13000MW，是冶金環(huán)保熱電領(lǐng)域的領(lǐng)軍企業(yè)。近年，他們更是推出以超高壓/亞臨界/超臨界、中間一次再熱發(fā)電技術(shù)為代表的煤氣高效發(fā)電技術(shù)，在提高企業(yè)效益的同時(shí)具有顯著(zhù)的節能減排效應，獲得用戶(hù)的廣泛好評。
行業(yè)領(lǐng)軍· 煤氣發(fā)電技術(shù)
煤氣發(fā)電技術(shù)有煤氣鍋爐高效發(fā)電技術(shù)和燃氣蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電（CCPP）兩種，其中煤氣鍋爐高效發(fā)電技術(shù)具有燃料適應性好、負荷調節范圍大、操作維護方便的特點(diǎn)，同時(shí)可靠性和可用率高、建設期短、投資低、維護費用??；而燃氣蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電則具有發(fā)電效率高的特點(diǎn)。
2000年～2010年，中冶南方采用中溫中壓技術(shù)(第一代)和高溫高壓技術(shù)(第二代)，先后在各鋼廠(chǎng)建設高中壓等級單循環(huán)發(fā)電機組近百套，以及燃氣蒸汽聯(lián)合循環(huán)機組10多套；在中溫中壓發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，他們建設了湘鋼25MW中壓煤氣發(fā)電機組；在高溫高壓技術(shù)領(lǐng)域，他們建設了江蘇沙鋼4×50MW、南鋼3×50MW等高壓煤氣發(fā)電機組。
由于傳統單循環(huán)發(fā)電技術(shù)能量利用效率較低，50MW的高溫高壓機組熱效率僅在31%～32%之間。2011年后，該公司推出第三代技術(shù)——高溫超高壓、中間一次再熱煤氣發(fā)電技術(shù)，將主蒸汽壓力從9.8MPa提高至13.7MPa，并在原有蒸汽單循環(huán)的基礎上增加中間再熱，機組發(fā)電熱效率高達37%，是當時(shí)行業(yè)內發(fā)電效率最高的煤氣發(fā)電技術(shù)。在同樣的富余煤氣條件下，高溫超高壓、中間一次再熱機組比高溫高壓機組提升約20%發(fā)電量，具有明顯的經(jīng)濟效益和節能減排優(yōu)勢。
為實(shí)現能源利用的最大化，進(jìn)一步提高效率，該公司于2017年成功研發(fā)出第四代煤氣發(fā)電技術(shù)——亞臨界煤氣發(fā)電技術(shù)，將全廠(chǎng)熱效率提高在40.5%以上。亞臨界煤氣發(fā)電技術(shù)的燃料適應性好，可100%燃用各種低熱值煤氣，煤氣品種及流量配比限制適應性廣，負荷調節范圍大，是“煤氣零排放”調度的最佳保證手段。
2019年1月，中冶南方承建的遷安九江100MW亞臨界煤氣發(fā)電工程順利投產(chǎn)，為國內亞臨界煤氣發(fā)電市場(chǎng)革命打響了第一槍?zhuān)髞喤R界發(fā)電機組如雨后春筍般涌現。至2019年底，中冶南方承建的鑌鑫80MW、九江焦化100MW、盛隆100MW、中眾泰德110MW、南鋼120MW等近10臺亞臨界煤氣發(fā)電機組相繼成功投入運營(yíng)。
截至目前，中冶南方已承接了54臺套亞臨界煤氣發(fā)電機組訂單，其中投產(chǎn)的有25臺。經(jīng)專(zhuān)家組鑒定，其首創(chuàng )的小型亞臨界煤氣發(fā)電技術(shù)達到國際領(lǐng)先水平。
中冶南方都市環(huán)保公司是冶金行業(yè)最早研究燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)的單位之一，如今其采用國際先進(jìn)的Thermoflow、GTpro熱平衡分析軟件，動(dòng)態(tài)模擬燃機變工況運行，優(yōu)化熱力系統，確保燃機運行高效經(jīng)濟；同時(shí)，自主開(kāi)發(fā)的煤氣凈化、燃機余熱鍋爐SCR脫硝技術(shù)，保障燃機穩定可靠運行與環(huán)保排放。
自該公司成立以來(lái)，建設投產(chǎn)12套聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組，具有豐富的聯(lián)合循環(huán)工程設計與總承包建設經(jīng)驗。其中，武鋼2×150MW燃氣蒸汽聯(lián)合循環(huán)電站，為GE公司首個(gè)燃高爐煤氣燃機應用項目，榮獲全國冶金行業(yè)優(yōu)秀設計獎一等獎；銅陵新亞星焦爐煤氣燃氣蒸汽聯(lián)合循環(huán)電站，發(fā)電效率高達45%，同時(shí)設置了行業(yè)首創(chuàng )的余熱鍋爐SCR脫硝系統，并榮獲全國冶金行業(yè)優(yōu)秀設計獎一等獎。
勇于創(chuàng )新· 余熱利用發(fā)電技術(shù)
鋼鐵工業(yè)的余熱類(lèi)型主要有顯熱（燒結礦、干熄焦、高爐紅渣等）、煙氣（燒結煙氣、轉底爐煙氣、焦爐煙氣等）和蒸汽（轉爐、電爐、加熱爐汽化冷卻用蒸汽等）三種，一般回收煙氣和蒸汽進(jìn)行余熱發(fā)電。
燒結機煙氣余熱發(fā)電，中冶南方采用分級取風(fēng)和多級產(chǎn)汽技術(shù)，保證取風(fēng)量動(dòng)態(tài)可調的同時(shí)實(shí)現蒸汽能量的梯級高效利用，噸礦發(fā)電指標可達25千瓦時(shí)/噸，相繼應用于南京鋼鐵360m2燒結機余熱發(fā)電和日照鋼鐵公司2×360m2燒結機環(huán)冷機余熱蒸汽發(fā)電等項目。
熱回收焦爐余熱發(fā)電技術(shù)，由于煙氣來(lái)源于焦爐，煙氣溫度較高，但是鍋爐容量小，數量多，常規發(fā)電技術(shù)機組小、效率低。該公司成功開(kāi)發(fā)小型再熱機組母管制運行技術(shù)，實(shí)現多臺小型余熱鍋爐共用1臺高效再熱汽輪機，從而大幅提高機組效率，并在越南和發(fā)6×60MW熱回收焦爐煙氣余熱利用電廠(chǎng)項目中成功應用。
轉底爐煙氣余熱發(fā)電，由于煙氣溫度可達到1200℃，且腐蝕性和黏結性強，導致鍋爐煙道易堵、易腐和易漏。該公司采用自主核心技術(shù)，可以有效解決富鋅煙氣的腐蝕堵塞問(wèn)題，高效回收利用余熱。依托該技術(shù)建設的日鋼轉底爐煙氣處理工程，是國內唯一成功運行的轉底爐煙氣余熱發(fā)電項目。
低壓飽和蒸汽發(fā)電主要技術(shù)特點(diǎn)為穩壓、蓄能、去濕。該公司主要應用EPC、BOT、EMC模式，利用蓄熱裝置能將間斷蒸汽轉化為連續蒸汽，特別適用于轉爐、電爐等汽化冷卻裝置的蒸汽發(fā)電。其典型工程有大馬飽和汽項目、盛隆飽和汽項目和順樂(lè )量子電爐煙氣余熱發(fā)電項目等。
環(huán)保高效· 熱電聯(lián)產(chǎn)、可再生能源發(fā)電技術(shù)
熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)是在供電同時(shí)進(jìn)行供熱，其中工質(zhì)熱能來(lái)自汽機做功后的蒸汽。通過(guò)這種應用方式，可以實(shí)現能量的梯級利用，無(wú)冷源損失，節能、高效。
中冶南方具有豐富的熱電聯(lián)產(chǎn)、集中供熱站建設經(jīng)驗，技術(shù)全面，覆蓋各種爐型（煤粉爐、循環(huán)流化床爐、鼓泡床爐、旋風(fēng)爐、鏈條爐等）、各種機型（抽凝、抽背、濕冷、空冷等）、各種燃料（煤、煤矸石、重油等）。其承建的遷安九江汽拖供汽工程——中國首臺65MW煤粉摻燒高爐煤氣小型超高壓機組得到了業(yè)主一致好評，承建的印尼緯達貝的8×250MW火力發(fā)電工程——世界首套250MW超臨界高效發(fā)電機組成功并網(wǎng)發(fā)電。
天然氣分布式能源同樣是一種熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)。這是一種利用天然氣為燃料、通過(guò)冷熱電三聯(lián)供方式實(shí)現梯級利用能源的技術(shù)，其綜合能源利用效率可在80%以上，并在負荷中心就近實(shí)現能源供應的現代能源供應方式。這種技術(shù)具有能效高、清潔環(huán)保、安全性好、削峰填谷和經(jīng)濟效益好等優(yōu)點(diǎn)，已建成的南充嘉陵工業(yè)區能源站項目，包括3×15MW的燃氣輪機發(fā)電機組，配套3×25t/h余熱鍋爐以及2×25t/h燃氣鍋爐，高效清潔節能。
劍指未來(lái)· 煤氣發(fā)電行業(yè)最前沿技術(shù)
中冶南方以專(zhuān)業(yè)、嚴謹、負責的態(tài)度，不斷進(jìn)行科技創(chuàng )新，以市場(chǎng)領(lǐng)導者和技術(shù)引領(lǐng)者的姿態(tài)，在能源高效利用領(lǐng)域砥礪深耕、穩步發(fā)展。
從2018年至2021年，中冶南方在擴大亞臨界煤氣發(fā)電市場(chǎng)的同時(shí)，同樣在積極推動(dòng)高效超臨界技術(shù)的研發(fā)工作。其設計研發(fā)團隊打破傳統，敢想敢做，結合煤氣發(fā)電機組的設計經(jīng)驗、建設經(jīng)驗、運行經(jīng)驗，逐步摸索將高效超臨界技術(shù)應用于145MW等級的煤氣發(fā)電機組，對熱力系統、控制系統進(jìn)行優(yōu)化調整，將145MW等級煤氣發(fā)電的參數提升到大型燃煤電站水平，發(fā)電效率也進(jìn)一步提高在43%以上，以400000Nm3/h富余高爐煤氣量計算，高效超臨界技術(shù)的碳減排量可以達到97.4萬(wàn)噸/年。
《中國冶金報》（2021年10月26日 05版五版）
