節(jié)能環(huán)保技術(shù)(裝備)在電力設(shè)備市場應(yīng)用情況

1 發(fā)電側(cè)設(shè)備
1．1 空冷設(shè)備
傳統(tǒng)火電廠是通過開放式大水塔來實現(xiàn)循環(huán)水的冷卻，需要不斷地給水；而空冷電站則不需建水塔，用空氣來冷卻低壓蒸汽使之凝結(jié)為水，水的損耗少。目前多數(shù)火力發(fā)電廠采用水冷卻方式?？绽浞绞降膬?yōu)點是節(jié)水，缺點是造價高、運行費用高。一個2×60萬千瓦機組的空冷設(shè)備造價約1．7億元，而水冷設(shè)備只需要1．2億元；煤耗高，每年會多消耗電力6 000萬度，大約對應(yīng)2 000萬元價值。但它也可節(jié)水約l 200～1 400萬噸。
空冷設(shè)備按傳熱元件分類可以分為板式和管式兩大類。板式空冷器只能用于小型電站。另外，還可分為間接空冷和直接空冷系統(tǒng)。目前世界上廣泛采用的電站空冷器有三種技術(shù)形式：海勒系統(tǒng)福哥型空冷器、GEA系統(tǒng)直冷式空冷器、哈蒙系統(tǒng)間冷式空冷器。電站空冷設(shè)備的部件主要包括：翅片管束、鋼結(jié)構(gòu)平臺、空冷風(fēng)機、減速器、變頻電機(變頻器和電機)等，除鋼結(jié)構(gòu)外，其它部件均有較大比重來自于國外進口，但哈空調(diào)(600202)等民族廠商已可以全部實現(xiàn)國產(chǎn)化。成本結(jié)構(gòu)中(以2×60萬千瓦機組為例)，翅片管束占65％左右，鋼結(jié)構(gòu)平臺占15％左右，空冷風(fēng)機、減速器(齒輪箱)、變頻電機(變頻器和電機)各占4％左右。主要原材料為鋁材、無縫鋼管、容器鋼板、銅材。
市場上的主要廠商有6家，中外各占一半，前三家是第一梯隊(市占率20％～25％，實力相近，含哈空調(diào))，后三家是第二梯隊(市占率5％左右，實力也相近)。目前，市場仍有新廠商在進入。據(jù)參考文章(《中國電站空冷主設(shè)備供應(yīng)商業(yè)績》)中的統(tǒng)計數(shù)據(jù)(作者不明)，到2008年6月3日止中國空冷電站已累計核準(zhǔn)約5 000萬千瓦。主設(shè)備(空冷島管束或空冷三角)累計投運或完成招標(biāo)8 000多萬千瓦，其中SPX、GEA、哈空調(diào)、龍源、IHW(含首航艾啟威冷卻技術(shù)北京有限公司)、江蘇雙良的累計市場份額分別約占39．0％、33．O％、15．6％、4．5％、3．5％、2．9％。僅就2007年而言，哈空調(diào)的市場占有率約為23％。
電站空冷市場近兩年增長速度快。2007年全國電站空冷設(shè)備市場銷售收入總額約為45億元，增長率約為25％～30％。裝機約1 700～1 900萬千瓦，營收總額增長率約為25％～30％。由于我國單機60萬千瓦機組比重大幅增加，再加上國產(chǎn)化提高，生產(chǎn)廠商數(shù)量增加、招標(biāo)競爭激烈，故2007年價格普遍比2004年、2005年便宜30％～40％。
2008年、2009年我們預(yù)計中國火電設(shè)備的年度投產(chǎn)裝機容量大約都在6 500～7 000萬千瓦左右(見表1)。相對于缺煤的沿海及南方，北方煤電基地建設(shè)提速，華北、東北、西北火電站新建比重可占50％～60%左右，其中按80％上空冷機組計算，則全國火電會有40％～50%上空冷。故假設(shè)2008年、2009年空冷比重分別大幅提高至35％～40％，則為2 275～2 800萬千瓦?？紤]到電站空冷設(shè)備市場競爭日趨激烈，單位造價一直有所下滑(由于國產(chǎn)化比重提高、大容量機組比重提高，2007年單位造價下滑了10％～15％左右)，預(yù)計全國電站空冷設(shè)備市場容量在2008年增速約為20％左右(其中，裝機容量上升25％～30％、平均單價下滑11％)。

1．2 大型循環(huán)硫化床鍋爐
循環(huán)硫化床鍋爐是當(dāng)今世界最先進的一種環(huán)保鍋爐，采用循環(huán)硫化燃燒技術(shù)，使煤炭充分燃燒，鍋爐溫度提升快，能實現(xiàn)爐內(nèi)脫硫，有效杜絕致癌物質(zhì)二惡英的排放，灰、渣均可綜合利用，具有節(jié)能、污染小等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于大中型發(fā)電廠。
長期以來，循環(huán)硫化床鍋爐的燃燒和大型化技術(shù)，一直為歐美等發(fā)達國家的企業(yè)所壟斷。我國從上世紀(jì)80年代開始引進國外的循環(huán)硫化床鍋爐技術(shù)。1997年，太原鍋爐集團與清華大學(xué)合作，運用具有自主知識產(chǎn)權(quán)的“定態(tài)設(shè)計”理論，先后研制出35t／h、75t／h、130t／h、220t／h和440t／h循環(huán)硫化床電站鍋爐。與國外產(chǎn)品相比，太原鍋爐集團生產(chǎn)的循環(huán)硫化床鍋爐煤種適應(yīng)性廣，許多不可燃燒的物體比如煤矸石、中煤、次煤、泥煤等都能得到充分燃燒。
2007年5月13日，太原鍋爐集團研制成功具有自主知識產(chǎn)權(quán)的國內(nèi)最大的環(huán)保型鍋爐――l 000t／h循環(huán)硫化床鍋爐。l 000t／h循環(huán)硫化床鍋爐的研制成功，使太原鍋爐集團的綜合競爭力躍入我國鍋爐行業(yè)前四名之列，在國內(nèi)循環(huán)硫化床鍋爐市場居領(lǐng)先位置。
在大型循環(huán)流化床鍋爐領(lǐng)域，上市公司華光股份目前準(zhǔn)備在惠聯(lián)熱電二期工程建設(shè)一臺20萬或者30萬千瓦的大型循環(huán)流化床鍋爐，并積極和美國Foster Wheeler公司合作開發(fā)30萬千瓦級別的循環(huán)流化床鍋爐。公司在30萬千瓦循環(huán)流化床鍋爐級別的合作單位Foster Wheeler公司是全球唯一具有30萬千瓦循環(huán)流化床鍋爐運行業(yè)績的公司。20萬千瓦和30萬千瓦循環(huán)流化床鍋爐是未來15年我國重點發(fā)展的節(jié)能環(huán)保型燃煤鍋爐品種。
1．3 超臨界和超超臨界火電機組
超臨界機組是指主蒸汽壓力大于水的臨界壓力的機組，即壓力大于等于22．12MPa。習(xí)慣上又將主蒸汽壓力大于27MPa的機組(當(dāng)然要有與之相配的蒸汽溫度)統(tǒng)稱為高效超臨界機組或超超臨界機組。所以對于超臨界機組可以分為2個層次：一是常規(guī)超臨界參數(shù)機組，其主蒸汽壓力一般為24MPa左右，主蒸汽和再熱蒸汽溫度為540～560℃；二是高效超臨界機組，通常也稱為超超臨界機組或高參數(shù)超臨界機組，其主蒸汽壓力為25～35MPa及以上，主蒸汽和再熱蒸汽溫度為580℃及以上。對于常規(guī)超臨界機組的效率可比亞臨界機組約高2％，而對于高效超臨界機組，其效率可比常規(guī)超臨界機組再提高4％左右。在環(huán)保方面，超超臨界機組加裝鍋爐尾部煙氣脫硫、脫硝和高效除塵裝置，可滿足嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)。同時，由于超超臨界機組提高了效率，相應(yīng)地也節(jié)約了發(fā)電耗水量。
近10多年來，我國已投運了12．60GW常規(guī)超臨界機組，這些機組具有較高的技術(shù)性能投運后不僅在提高發(fā)電煤炭利用率和降低污染方面發(fā)揮了一定的作用，而且通過這些機組的成功運行基本掌握了超臨界機組電廠的設(shè)計、調(diào)試、運行、檢修技術(shù)。積累了豐富的應(yīng)用經(jīng)驗，為我國超臨界和超超臨界機組的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。
我國已投運的超臨界機組主要參數(shù)見表2。

華能玉環(huán)電廠位于浙江省玉環(huán)縣，是為配合國家引進的超超臨界機組技術(shù)，為國內(nèi)制造企業(yè)牽頭，與國外合作，利用國外技術(shù)制造，逐步實現(xiàn)超超臨界機組國產(chǎn)化的依托工程。電廠規(guī)劃安裝4臺l 000MW級機組，一期工程建設(shè)2臺，2004年6月開工建設(shè)，于2007年和2008年投產(chǎn)。一期工程還將分別建設(shè)l座用于燃煤運輸?shù)?00kt級泊位專用碼頭和l座用于大件、燃油、石灰石運輸?shù)? 000t級綜合碼頭；二期工程連續(xù)建設(shè)，2008年和2009年各投產(chǎn)1臺。建成后，玉環(huán)電廠將是國內(nèi)效率最高、單機容量最大、最潔凈的火力發(fā)電廠。其蒸汽壓力26．25MPa，蒸汽溫度600℃；單機容量l 000MW；發(fā)電效率44．86%；汽輪機為引進德國西門子技術(shù)，由上海汽輪機有限公司成套供貨；汽輪機型式為超超臨界、一次再熱、變壓、八級回?zé)岢槠?、單軸、四缸四排汽(1146mm末級葉片)、雙背壓、凝汽式汽輪機；鍋爐為引進日本三菱技術(shù)，由哈爾濱鍋爐有限公司成套供貨；鍋爐型式為超超臨界、一次再熱、變壓、平衡通風(fēng)、露天布置、固態(tài)排渣、全鋼構(gòu)架、全懸吊結(jié)構(gòu)、垂直管圈II型直流鍋爐。
為支持華能玉環(huán)電廠超超臨界國產(chǎn)化示范工程的建設(shè)，原國家電力公司和中國華能集團公司共同主持承擔(dān)了國家“十五”863計劃“超超臨界燃煤發(fā)電技術(shù)研究”課題，并有電力、機械制造、設(shè)計、科研機構(gòu)及高等院校等20多家產(chǎn)學(xué)研單位的共同參與?！俺R界燃煤發(fā)電技術(shù)研究”課題主要以華能玉環(huán)電廠2×1 000MW超超臨界發(fā)電機組為依托，重點研究和開發(fā)具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的超超臨界發(fā)電機組的鍋爐、汽輪機、電廠系統(tǒng)以及與機組相適應(yīng)的煙氣凈化技術(shù)。并以此促進和提高我國發(fā)電設(shè)備的設(shè)計和制造水平，為電力工業(yè)提供清潔、高效的新一代大型發(fā)電機組。
1．4 煙氣脫硫設(shè)備
煙氣脫硫，即通過脫硫裝置使鍋爐煙氣的二氧化硫排放達到國家的排放標(biāo)準(zhǔn)。我國已有脫硫工藝十多種，其中以石灰石一石膏濕法和煙氣循環(huán)流化床法脫硫最為普遍，脫硫設(shè)備的國產(chǎn)化率已達到90%以上，擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的30萬千瓦級火電機組的煙氣脫硫技術(shù)。
我國二氧化硫排放量的90％來自燃煤，而火電行業(yè)二氧化硫排放量又占全國總排放量的50％以上，所以火電廠是我國酸雨控制的關(guān)鍵行業(yè)?！笆濉蹦┢冢覈黜椊?jīng)濟建設(shè)指標(biāo)都順利完成，惟獨環(huán)境指標(biāo)――二氧化硫的減排量沒有達到。由于煤炭消費量增加了72％，盡管“十五”期間單位GDP二氧化硫排放量降低了30．3％，但是2005年全國二氧化硫排放量還是比2000年增加27％。有專家認(rèn)為，高能耗導(dǎo)致的高增長模式很難一時改變，只能力爭在2008年控制住不增長，經(jīng)過2009年的鞏固，爭取到2010年達到減排20％的目標(biāo)。
根據(jù)中國電力企業(yè)聯(lián)合會對脫硫公司項目執(zhí)行情況的統(tǒng)計(見表3)，截至2007年底前，全國已簽訂的脫硫工程容量為4億千瓦，全國已投運的脫硫工程容量有2．7億千瓦，全國未交付脫硫合同容量有1．3億千瓦，按照150元／千瓦的造價，這部分已簽但未交付的市場容量有195億元。