二评上海外三电厂节能减排技术及251工程质疑

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1、评：上海外三电厂“节能减排技术”及（连载归来）251工程”质疑2015-07-20能源观察文/朱小令（资深电力专家）编者按：在外三一评之后，一石激起千层浪，电力行业对电厂近零排放、外三技术高低等问题意见不一。外三电厂近期通过不同渠道回应质疑，以求为自己正名。能源观察创办人王秀强认为，能源行业内质疑的并不是近零排放的结果和导向，争论的落脚点是通过什么路径实现减排，经济性、环保性、普适性决定一项技术的优劣，决定一个项目的可复制性。如下为正文:前言：根据外三电厂向外界和各种会议报告及媒体的报道，笔者以理论为基础， 事实为依据，学习应用辩证唯物主义方法， 对相关质疑进行逻辑判断和综合分析， 将陆续阐述

2、自己 的观点。同时亦真诚地希望社会各界和业内同仁对阐述的观点进行指正。“二评”针对部分问题进行阐述，事实根据主要是来源于“参考文献”中所提供的材料。 客观事物是独立存在的东西， 要全面地认识它，需要经过多次反复，才能比较接近客观实际。 笔者应用在工作实际过程中，实践一理论一再实践一再理论，所取得的技术数据， 对所涉及的问题进行综合地对比分析，从而提出自己的观点。火力发电厂在完成能量转换过程中，主要涉及热能动力工程三个典型的热力过程理论， 即：有温差的传热；绝热节流；有摩阻的膨胀或压缩。故火电厂能量转换对应三个热力过程 的生产设备，主要有三种：热交换器；管道与阀门；汽轮机、水泵、风机等。这些设备

3、既相 互联系，又相互影响。设备单独的设计性能经组合起来之后，设计性能将发生变化，从而影响机组整体的性能。提高火电厂整体效率的主要途经就是以相关理论为基础，将相互联系与影响的这些设备在生 产实际中暴露出来的问题所产生的负面影响， 采取措施， 给予完善和尽可能地消除， 将其影 响降低到最小的程度。纵观外三电厂的“创新节能减排技术” 12 ，主要是涉及热能动力工程理论中，三个典 型的热力过程之一，即：有温差的传热。1. 单台 100% 容量汽动给水泵组配置是否科学火力发电企业属 “技术密集型” 产业的特点， 不同于其他产业，每台机组运行在庞大的 电网系统中，涉及到千家万户的安全。电力生产机组首要任务

4、是： 必须以安全、可靠的生产 为基础。参考文献 1 2 在“外三电厂机组节能减排的主要技术” 介绍“给水泵系统的优化节能” 的一节中，特别介绍： “通过对以往工程给水系统的配置、调试和运行情况的分析，参考美 国、德国的大型超(超)临界机组的给水系统设计和运行经验，外三电厂在中国首次采用 100%汽动给水泵，自配独立凝汽器，可单独启动，取消电动给水泵，取消给水泵出口调节 阀”。“外三电厂选用了德国阿尔斯通的给水泵小汽轮机，该小汽轮机的保证效率到达 86.7%”。文献还介绍： 此外研究并试验成功汽动给水泵低速启动及全程调速运行技术， 不仅大大 降低了锅炉启动时的能量损耗， 还提高了机组效率， 极大

5、地简化了系统控制策略， 也消除了 最小流量再循环阀的冲蚀泄露风险， 提高了设备运行安全性。 与其他同类机组相比， 该汽动 泵相当于使机组提升效率约 0.117%。1.1 值得思考的问题是：1) 采用单台 100%容量汽动给水泵组，尽管汽轮机是全进口德国阿尔斯通设备，具有 很高的可靠性。但是设计者是否考虑过，机组使用寿命 30年，若按年利用小时 5,500 小时， 平均负荷率 80%计，机组年运行小时数将达到 6,875 小时。若这台 100% 容量的给水泵小汽 轮机突然故障停机， 1,000MW 主机组会如何？2) 同理，若 100%给水泵突然故障， 1,000MW 主机组咋办？3) 同理，若

6、汽动给水泵组，任一设备或控制系统出现故障，导致给水泵组跳闸， 1,000MW 主机组咋办？ ,在此，例举一个公众都懂得的实例： 三峡大坝防汛功能， 设计标准为 100 年一遇的洪水， 是不是有了这一保证，大坝上游，大坝中、下游，就可以“一劳永逸” ，不用再每年劳民 伤财的搞防汛和防汛工程啦 , ！这种设计方案，是否考虑过，一旦在设计使用寿命 30 年中，即使遇到一次，将产生什么非常严重的事故与后果:其一，电网突然甩 1,000MW负荷，会不会瞬间冲击电网？其二，电网瞬间受到冲击，为保障电网安全，其他机组得快速反应，在机组快速反应的过程中，会出现什么意想不到的问题？其三，若这台机组是钢厂，化工厂

7、等企业自备厂电站，正在进行工艺流程的设备、产品,，突然遭遇自备电站机组甩负荷，会发生什么严重后果？！其四，难道外三电厂企业责任人不为此感到丝毫的担心与后怕？”1.2关于参考文献1 2所介绍的优点：1） 外三电厂自称：在中国首次采用100%汽动给水泵。据笔者实践过的现场，并非首次。其他类型分别于 1987.07.01、1988.12.16、1997.05.21、1997.11.21 投产的 4X 300MW 机组，就是100%汽动给水泵组，但所不同的是，设计配置一台备用50%电动给水泵组。2）原设计配置备用有 20%50% （容量不等）电动给水泵组，机组启动不再用电动给水泵；新机组设计，不设置电

8、动给水泵组，仅配置2X 50%汽动给水泵组，早已在实践中被广泛应用。3）既然要与其他同型机组同比，边界条件应该基本相同，相同事物而条件不同，必然存在差异，绝对不可以将这种差异自称为创新技术，并且加以大肆渲染。“汽动泵相当于使机组提升效率约0.117% ”。100%容量小汽轮机靠进口，投资多少？别人首先考虑的是机组安全性，可靠性，严格按照国标大中型火力发电厂设计规范（以下简称：“大火规”），是用国产2X 50%容量小汽轮机，或者再增加备用电动给水泵组。而外三电厂，不仅采用单台100%小汽轮机，而且小汽轮机自配独立凝汽器。既降低了小汽轮机排汽压力，减少了主汽轮机凝汽器热负荷。又相当于增加了主汽轮机

9、凝汽器冷却面积，从而提高了主汽轮机凝汽器真空。而别人是2X 50%小汽轮机排汽至主汽轮机凝汽器。二者的目的、投资等不同，是不能放在同一条起跑线上相对比。外三电厂2X 1,000MW 机组与基本相同电厂 2X 1,000MW 机组，基本情况相对比较， 其技术经济性，结果见表1。表1外三电厂扩建工程与基本相同电厂扩建工程基本情况相对比较ABCDEF序号名称单位外三电厂A电厂B电厂1工程属性三期扩建三期扩建三期扩建2核准台x单机容量MW2X 10002 X 10002 X 10003首台开工日期年月日2005.072005.032009.084单台投产日期年月日2008.03.262008.12.2

10、02011.06.235三大主机制造厂机电炉上、上、上上、上、东上、上、哈6汽轮机进汽参数Mpa/ C / C26.25/600/60026.25/600/60026.25/600/6007低压缸设计排汽平均压 力kpa4.734.94.98冷却方式开式开式开式9凝汽器冷却面积2 m?480004900010启动旁路型式与容量I/n%/%100%/65%30%/50% X 240%/50%11汽动给水泵组容量x台%100% X 150% X 2+30%（电）50% X 212给水泵汽轮机制造厂德国阿尔斯通杭汽杭汽13给水泵汽轮机排汽方式独立凝汽器至主机凝汽器至主机凝汽器14机组化学补水来源二期

11、供给二期扩建三期扩建15额定参数设计热耗kJ/kW.h7320.07328.07326.016热力性能考核试验工况THATHATHA17两台机组热力性能考核 试验平均热耗kJ/kW.h7298.37326.67340.418两台机组热力性能考核 试验平均发电煤耗g/kW.h264.8265.9266.319两台机组项目工程造价亿元806866.52备注：发电煤耗计算，均设锅炉效率为0.945。4）外三电厂的给水泵是不是也特殊，是不是也可以没有给水泵最小流量阀，也能保证给水泵在任何流量下运行是安全性、可靠性？5）外三电厂学美国、德国，全国电厂学外三。废除国标“大火规”，全国火力发电企业都学习外三

12、电厂，上报项目这样做事， 职能部门依据什么标准， 是批准同意呢？还是不批准 同意呢？节能减排技术创新，不能以牺牲“他人”和“大局”利益为代价。理论与实践表明：外 三电厂“给水泵配置优化”技术，根据我国国情，在业内根本就不可取。2. “机组再热系统压降优化”技术尽可能的减少介质流动过程中的压力损失，是传统热能动力工程理论中的典型热力过程之一，即：绝热节流。在通过技术经济性分析比较之后，尽可能地减小介质流动过程的压力 损失，是设计者提高机组效率的重要途径之一。7%及以下，低参考文献2 “机组再热系统压降优化”，机组效率提高 0.125%。笔者根据实践，并查 阅了不同电力设计院按照“大火规”设计的部

13、分600MW、1,000MW机组，投产后由不同电力试验研究院完成的热力性能考核试验结果，表明：机组再热系统压降均在于10%的设计值。由于受篇幅所限制，在此仅应用3个不同电厂、不同电力设计院设计的同类型1,000MW汽轮机，3个不同制造厂锅炉（再热系统压降与锅炉有关）。热力性能考核试验相同工况（TAH ）、再热系统压降值，与外三电厂实施“机组再热系统压降优化”技术后的再热系统压降值，进行相对比较，并给出对发电煤耗的影响值大、小，见表2。表21,000MW汽轮机组设计与实际再热系统压降ABCDEFGH序号项目单位设计外三电厂A电厂B电厂C电厂1首台投产日期年月日TC4F08.03.2611.06.

14、2312.12.2111.05.062首台试验日期年月日设计08.0511.0913.0311.093热力性能考核试验工况THATHATHATHATHA4锅炉制造厂上锅哈锅东锅上锅5再热系统压降%106.06.56.76.66相对外三再热系 统压降高出%0.00.50.70.67压降高出发电煤耗上升g/kW.h0.00.0100.0140.012备注：表1中，序号4,列号E、F、G、H的数据为两台机组 THA工况试验结果平均值。结果表明：外三电厂所指的“机组再热系统压降优化”，机组效率提高0.125%。是相对设计值10%而言的。实际上，完全按照“大火规”的设计，机组再热系统压降仍然可以达到外三

15、电厂的“机组再热系统压降优化” 技术水平。表2,对不同电力设计院按照 “大火规” 设计，与经过实施“机组再热系统压降优化技术”，相对与同样机组的比较，所产生降耗效果甚微，技术经济性分析不可行。3. 是不是每一项成果都可以这样运用数据说话“外三的国际认同如何造就？每一项成果都用数据说话”3。科学技术是一件非常严谨的事情，能证明事实的材料、数据不仅得有根有据，而且必须要翔实。外三电厂在不同的时间和地点，向外界和媒体发表和公布了许多数据。3.1存在的问题是什么1）这些数据来源是什么？2）这些数据获取的标准是什么？3）这些数据取自于什么状态 ？4）相互之间采用的是什么理论和逻辑关系?5）自相矛盾的数据

16、是如何出现的？6）所公布的数据有什么可以作为佐证？7） 这些数据是经过什么途径被业内所认可？”以下根据参考文献1 2提供的材料分析几个证明成果的证据和数据。3.2 一张照片证明了什么参考文献2，证实SPE综合治理系列技术，机组效率提高 0.419%。“外三公司汽轮机 在运行30个月后，所拍到的中压缸第一级叶片，叶片依然光亮如新（图1）。性能试验的比对表明，从机组的第一次启动至今，汽轮机的内效率丝毫未变”。金属材料高温腐蚀是物理过程，从材料性能角度，是研究在高温下尽可能避免和缓解腐蚀。从使用者角度研究，防止已生成的腐蚀脱落对设备的损伤。处于高温介质下工作的金属材料，高温腐蚀在所难免，主要由于材料

17、性能、与金属材料接触的介质和温度、使用的时间 长、短等，高温腐蚀程度有差别。某电厂相同机组，是在运行70个月后，解体中压主汽门，人钻入中压缸所拍摄到的中压缸第一级叶片照片（图 2），读者可以仔细对比两张照片的差异何在。首先，从摄影技术而言，二张照片均不能客观地和真实地反映或证明，所要证实的问题。其次，无论“ SPE综合治理系列技术”多么的完善，1 / H启动旁路之后，主蒸汽，再 热蒸汽管道、阀门、汽轮机内部金属高温腐蚀生成而脱落， 对汽轮机通流叶栅表面造成损害 在所难免，见图3、4。再次，外三电厂的1,000MW机组一年能启、停多少次？正常运行高温腐蚀生成而脱落， 会不会也对汽轮机通流叶栅表面

18、造成损害？机组效率提高0.419%的数据，又是如何得出的？图1外三电厂运行30个月的中压缸第一级静叶片图2与外三相同汽轮机，某电厂运行70个月后的中压缸第一级静叶片图3与外三相同汽轮机，某电厂运行80个月图4与外三相同汽轮机，某电厂运行 80个月后的中压缸第一级静叶片表面高温腐蚀后的中压缸第一级静叶片表面高温腐蚀3.3是什么创新高科技，使机组煤耗相对下降27.3g/kW h (10.33%)参考文献2中（见图5）展示的方框机组煤耗下降” 一行中（椭圆蓝色线内），方框内文字展示：机组额定工况实际煤耗262.49g/kW h （椭圆蓝色线内）；机组额定工况设计 煤耗291.59g/kW h （椭圆

19、蓝色线内）值得思考的问题是:1）西门子超超临界1,000MW 汽轮机组，额定工况设计煤耗291.59g/kW h，为什么设计的如此之差？是汽轮机设计热耗率高，还是锅炉效率设计的太低？2）外三电厂又是用什么理论与综合优化及科技创新技术，能够使机组煤耗在额定工况下，从 291.59g/kW -h，下降为 262.49g/kW -h，相对下降 27.3g/kW -h （相对下降 10.33%） ?3）若是采用“管道优化技术”，把管道设计效率从 99%，提高到100%，机组煤耗也只 能下降3g/kW h左右。又是什么技术使得汽轮机热耗率下降600kJ/kW h，或者锅炉效率提升89个百分点？如果是汽轮

20、机性能和锅炉性能的提升结果，那么应该是制造厂的努力成果！3）这两个煤耗，是供电煤耗呢？还是发电煤耗呢？5）这两个煤耗数据的出自何处？3.4机组的年利用小时能达到11,070小时吗参考文献2中（见图6）展示“ DPF”画面，其中第2条阐述：根据性能试验结果，该 系统降低煤耗2.71克/千瓦时，折合年节标煤达到3万吨，脱硫吸收塔的水耗下降45吨/小时以上，其设备投资回收期 2年。值得质疑的是：1）若以标煤售价500元/t计。年节标煤3万吨，工程投资3,000万元，! ati*.議人VC H-Fi： Ml.眸逢IK#fina?*. aMfilumasKhhi -WT J號T*H飢曲叩H碑 1*誉刖*

21、14*卓t k 尸_ . LI 1严二匚！盟刁in 可1m flW r .悄JkL 刮隔扉冲 MT 豪 串跑.it HimfVALIIclirFr 4f图7见红色线条:图8见红色线条：零能耗脱硫及另外零能耗脱硫无引号，表示肯定吗?2种技术都采用引号“”，均表示否定吗?为了分析事物的实质，避免毫无意义的争执，在此特意声明一下：笔者今后公开发表的 相关此类文章打双引号“”之处，表示为文中“引用”或“特别提示”部分。文章打单引号之处，表示为“贬义”或“否定”部分。4 结束语“知识的问题是一个科学问题， 来不得半点的虚伪和骄傲， 决定地需要的倒是其反面 诚实和谦虚的态度” 6 。既然外三电厂是业内标杆

22、， 大家就要向标杆学习和看齐。 标杆的数据也得符合理论， 经 得起实践与时间的考验。然而，不能否认，外三电厂“节能减排创新技术”确实在业内存在 很大的分歧，从而直接影响外三电厂“节能减排创新技术”的推广应用。否则，将失去树立 标杆的现实意义。因为存在分歧， 就得用事实说话， 及时消除分歧， 以便统一思想， 切实落实 “节约资源、 保护环境”的基本国策和国家能源政策。现在网络、通讯非常发达，媒体信息传播速度之快,.，相关职能部门可以充分利用这些资源。笔者建议不妨作个“问卷调查” ，很简单，只要求回答一个字“是”或“否” 。推荐 题目如下（也可以由组织者重新编题） ：1）国家标准“大火规”要不要“

23、执行”或者“废除”？（）2）可不可以采用“给水泵配置优化”技术？（）3）能不能采用“降低厂用电火电机组集中式变频总电源技术”？（）4）“有”或者“无”必要推广“机组再热系统压降优化”技术，降再热压损？（）5）外三电厂“节能减排创新技术”模式业内能不能“复制”？（）等等。最终再“用事实说话” 。参考文献1 冯伟忠挑战现有煤电技术的效率极限R.北京:北京国际能源专家俱乐部,2015.05.14.2 冯伟忠.高效绿色煤电技术的发展之探索R.上海:上海外高桥第三发电厂有限责任公 司，上海申能能源科技有限公司 ,2015.06.3 徐蒙，李蕾一家上海火电厂如何获得世界认同R. 上海:解放日报 ,2015.07.03.4 东方网上海：外三的国际认同如何造就？每一项成果都用数据说话R，2015.07.035 中国电力科技网 .关于上海外高桥第三发电厂节能减排技术交流研讨会的通知.科技学201504 号（邮箱： dlkjw ）,2015.05.14.6 毛泽东 .实践论（论认识和实践的关系知与行的关系）M ，北京中共中央毛泽东 选集出版委员会 .1951.08.25.