◆華 洪 / 文

遏制霧霾，中國(guó)在行動(dòng)
——從外三的創(chuàng)新實(shí)踐看大國(guó)的擔(dān)當(dāng)

◆華 洪 / 文

我們身處的這顆藍(lán)色星球，歷經(jīng)億萬(wàn)年時(shí)光的變遷，原本郁郁蔥蔥的植被在不斷消融。煤炭，也是我們這顆星球上不折不扣的造物奇跡，如何沖破極限，更聰慧地開(kāi)掘其中蘊(yùn)藏的能量？古老的難題，亟待尋求全新的破解之道。

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)各大城市霧霾現(xiàn)象日益嚴(yán)重。專家指出，如果不能及時(shí)加以遏制，上世紀(jì)五十年代的倫敦毒霧事件，就將在國(guó)內(nèi)重演！而控制霧霾的關(guān)鍵，在于煤炭。

然而，在我國(guó)已探明的一次能源中，煤炭占據(jù)了總量的近70%！因此，中國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展離不開(kāi)煤炭，是否能夠高效、清潔地使用煤炭，成為了我們能否保護(hù)環(huán)境、造福人民的關(guān)鍵所在！

作為社會(huì)發(fā)展基礎(chǔ)的電力行業(yè)，每年消耗的煤炭超過(guò)全國(guó)煤炭消耗總量的50%！也就是說(shuō)，電力行業(yè)能否高效和清潔地使用煤炭，將是實(shí)現(xiàn)減排目標(biāo)的關(guān)鍵。

2011年9月，號(hào)稱“史上最嚴(yán)的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)”——新版《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》出臺(tái)，其中對(duì)霧霾影響最大的氮氧化合物的限值，從原標(biāo)準(zhǔn)的450毫克/立方米一下子降到了100毫克/立方米。2014年10月，國(guó)家發(fā)改委下達(dá)的《煤電節(jié)能減排升級(jí)與改造行動(dòng)計(jì)劃》中又進(jìn)一步加大力度，明確規(guī)定，到2020年，新建燃煤機(jī)組大氣污染物排放濃度，氮氧化合物不超過(guò)50毫克/立方米，二氧化硫不超過(guò)35毫克/立方米、煙塵不超過(guò)10毫克/立方米！這已與燃燒天然氣的燃?xì)廨啓C(jī)排放標(biāo)準(zhǔn)相當(dāng)。新環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)剛一出臺(tái)，電力行業(yè)就一片嘩然！

然而，奇跡就這樣發(fā)生了，還在新環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)頒布的那年，外高橋第三發(fā)電廠不但創(chuàng)造了年平均運(yùn)行供電煤耗276克/千瓦時(shí)的世界新紀(jì)錄，并且其各項(xiàng)排放值也已遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于了新標(biāo)準(zhǔn)，而2015年，外高橋第三發(fā)電廠公布的排放數(shù)字——氮氧化合物17毫克/立方米、二氧化硫15毫克/立方米、煙塵小于1毫克/立方米！不但遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，而且已遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于2020年的新要求！專家所擔(dān)心的問(wèn)題并沒(méi)有發(fā)生。

傳統(tǒng)環(huán)保技術(shù)存在著一種困局，我們把它叫做“三高”，就是更高的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，會(huì)導(dǎo)致更高的投資、更高的能耗和更高的運(yùn)行費(fèi)用。這是一種悖論，因?yàn)槎嘞拿海旧砭蜁?huì)產(chǎn)生更多的污染物的排放。因此尋求傳統(tǒng)環(huán)保困局解決之道，破解悖論，就是外三追求的方向。

2008年，外三兩臺(tái)100萬(wàn)千瓦超超零界發(fā)電機(jī)組相繼建成。投產(chǎn)當(dāng)年，在負(fù)荷率僅74%的狀況下，實(shí)際運(yùn)行供電煤耗287.44克/千瓦時(shí)，達(dá)世界最先進(jìn)水平。然而，外三人說(shuō)了一句話，“我們不滿意！”

雖說(shuō)已是世界領(lǐng)先，但外三人發(fā)現(xiàn)，兩臺(tái)機(jī)組在提高效能、降低排放方面，依然有著很大的潛力可控，因此外三人還要向節(jié)能要效益！本著這樣的思路，一項(xiàng)項(xiàng)新技術(shù)、一個(gè)個(gè)新發(fā)明被相繼應(yīng)用到機(jī)組之上。

零能耗脫硫技術(shù)，利用煙水換熱器，將進(jìn)入脫硫裝置的熱量，重新回收到熱力系統(tǒng)中再發(fā)電，從而抵消了脫硫裝置的能耗，僅此一項(xiàng)，兩臺(tái)機(jī)組每年可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤3萬(wàn)噸，節(jié)約工業(yè)用水75.6萬(wàn)噸。

廣義回?zé)崂碚撌菬崃ρh(huán)理論研究的一個(gè)突破，該技術(shù)從傳統(tǒng)的以鍋爐給水為回?zé)崦浇榈慕?jīng)典回?zé)嵫h(huán)，拓展為以鍋爐輸入的水、風(fēng)、煤等均作為回?zé)崦浇榈膹V義回?zé)嵫h(huán)。采用該技術(shù)，能提高機(jī)組效率在0.62%以上，還能顯著改善鍋爐的燃燒性能，促進(jìn)環(huán)保等。同時(shí)，徹底根治了SCR運(yùn)行時(shí)氨逃逸導(dǎo)致的空預(yù)器堵塞與腐蝕這一世界難題。

節(jié)能高效除塵技術(shù)，通過(guò)綜合優(yōu)化，在靜電除塵器結(jié)構(gòu)不變的前提下，煙速降低使其攜帶動(dòng)量減小，滯留時(shí)間增加，有利于電除塵器內(nèi)的煙塵沉降，同時(shí)使得電除塵比集塵面積相對(duì)增大，從而提高了電除塵效率。而后，采用高頻電源技術(shù)對(duì)靜電除塵器的電源裝置進(jìn)行改造，從而使電除塵出口煙塵濃度及高頻電源總功耗顯著降低。在此基礎(chǔ)上，又研發(fā)了中溫省煤器，將靜電除塵器的入口煙溫降至95 ℃水平，從而使最終煙塵排放值達(dá)到了1毫克/立方米的超低值。

在2009年至2011年的三年間，包括零能耗脫硫、全天候脫硝等十幾項(xiàng)技術(shù)先后開(kāi)發(fā)實(shí)施，外三煤耗在自身投產(chǎn)時(shí)的世界最好水平的基礎(chǔ)上又連續(xù)三年大幅下降，達(dá)到276.02克/千瓦時(shí)，大幅刷新了自己保持的世界紀(jì)錄，這相當(dāng)于機(jī)組的綜合技術(shù)水平在世界之巔再向前推進(jìn)了整整一代！

集中式變頻總電源技術(shù)，突破了傳統(tǒng)變頻技術(shù)及理念，解決了傳統(tǒng)變頻技術(shù)中成本高、可靠性差等問(wèn)題，利用單獨(dú)設(shè)置的調(diào)速汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)提供變頻廠用電，依據(jù)負(fù)荷變化調(diào)節(jié)此汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速，從而實(shí)現(xiàn)廠用電的變頻，使大型泵與風(fēng)機(jī)等輔助設(shè)備能變速運(yùn)行，從而達(dá)到節(jié)能目的。兩臺(tái)機(jī)組分別于2013年6月和11月完成實(shí)施，廠用電率從3.5%降至2%以下。每年可節(jié)約2.3萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤，減排二氧化碳6.2萬(wàn)噸。

2011年以來(lái)，隨著環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的日益提高、減排壓力不斷加大，環(huán)保成本也在不斷提升，傳統(tǒng)的環(huán)保技術(shù)開(kāi)始陷入高投入、高能耗、高運(yùn)行費(fèi)用的困局，面對(duì)這樣的局面，外三人又一次說(shuō)“我們不滿意”!

外三人開(kāi)始努力探索創(chuàng)新的節(jié)能環(huán)保技術(shù)，向創(chuàng)新要效率、向創(chuàng)新要減排、向創(chuàng)新要效益，最終達(dá)到社會(huì)效益和企業(yè)效益的和諧統(tǒng)一！

節(jié)能型全天候脫硝技術(shù)，利用高壓缸原有的“補(bǔ)汽口”，反其道而用之，增加一個(gè)抽汽可調(diào)式的給水加熱器，在負(fù)荷降低時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)門，控制該加熱器的工作壓力和給水溫度，減緩了低負(fù)荷時(shí)省煤器排煙溫度的下降，從而徹底解決了低負(fù)荷下脫硝裝置不能工作的問(wèn)題。經(jīng)由此技術(shù)，外三一臺(tái)機(jī)組全年的氮氧化物減排量就超過(guò)了上海同類兩臺(tái)機(jī)組。與此同時(shí)，每年還能節(jié)約煤炭超過(guò)1萬(wàn)噸。此外催化劑延壽技術(shù)，解決了SCR催化劑表面的凝結(jié)硫酸露等一系列問(wèn)題，大大降低了催化劑的壽命損耗。

外三早已在2015年就完成了機(jī)組超凈排放的改造，但在2016年1月29日上海市環(huán)保局頒布了燃煤電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)后，再次走上創(chuàng)新之路。該標(biāo)準(zhǔn)明確指出要在2016年9月1日前燃煤發(fā)電鍋爐應(yīng)采取煙溫控制及其他有效措施消除石膏雨、有色煙雨等現(xiàn)象。

于是，外三采用獨(dú)創(chuàng)的石膏雨防治技術(shù)，基于廣義回?zé)嵬卣辜夹g(shù)的煙氣加熱法，用來(lái)消除煙囪內(nèi)液滴的生成，杜絕較大液滴在煙囪內(nèi)生成的可能性。項(xiàng)目實(shí)施后，“石膏雨”現(xiàn)象不見(jiàn)了，煙囪出口的液滴落地現(xiàn)象被消除，從而巧妙的達(dá)到了僅用極少的能耗完成石膏雨綜合治理的預(yù)期效果。

外三又自主創(chuàng)新了“冷凝法除濕減排干煙”技術(shù)，較傳統(tǒng)的“MGGH加熱法”技術(shù)，減少耗能約1克/千瓦時(shí)，該方法還可有效地收集煙塵、SO3等多種污染物，降低了煙氣中的各種污染物的排放濃度，同時(shí)能夠回收煙氣中大量的冷凝水并回用，實(shí)現(xiàn)更好的環(huán)保效益和社會(huì)效應(yīng)。

此外，中溫省煤器技術(shù)、低低溫除塵技術(shù)等一系列技術(shù)的相繼應(yīng)用，使得2015年外三機(jī)組在排放進(jìn)一步降低和負(fù)荷率僅為72.12%的情況下，實(shí)現(xiàn)運(yùn)行煤耗277.33克/千瓦時(shí)。根據(jù)機(jī)組現(xiàn)有的運(yùn)行煤耗推算至額定工況，機(jī)組的凈效率已達(dá)46.5%，與尚在研發(fā)中的下一代700攝氏度高效超臨界機(jī)組效率相當(dāng)。而下一代機(jī)組，預(yù)計(jì)至少要十年后才可能投入運(yùn)營(yíng)！

外三的創(chuàng)新，真正讓耗能減排，變成了節(jié)能減排，成功突破了傳統(tǒng)環(huán)保技術(shù)的困局！一次次對(duì)自己的“不滿意”，帶來(lái)了一次次的創(chuàng)新；一次次的創(chuàng)新，促成了企業(yè)的轉(zhuǎn)型，外三人用自己的實(shí)際行動(dòng)實(shí)踐了“創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)，轉(zhuǎn)型發(fā)展”的國(guó)家戰(zhàn)略。

但是，面對(duì)這樣的成績(jī)，外三人的回答依然是“我們不滿意”，目前，外三人研發(fā)的新一代采用“高低位布置”的超超臨界機(jī)組即將在安徽實(shí)施，一系列節(jié)能型低成本、凝聚著外三人智慧的“超低排放”技術(shù)，將應(yīng)用在這一機(jī)組之上，對(duì)促進(jìn)火電和行業(yè)發(fā)展、推進(jìn)燃煤發(fā)電技術(shù)進(jìn)步起到良好的示范作用。這一具有革命性意義的機(jī)組一旦建成，必將成為世界電力史上新的里程碑。

國(guó)際能源署下屬清潔能源中心把外三稱為“世界上最清潔的電廠”，被國(guó)際電力界權(quán)威雜志，美國(guó)《電力雜志》評(píng)為世界“頂級(jí)燃煤電廠”。

誠(chéng)然，中國(guó)煤炭?jī)?chǔ)量比重過(guò)大的能源結(jié)構(gòu)，給環(huán)保與發(fā)展提出了挑戰(zhàn)，但外三用事實(shí)證明，使用煤炭我們依然能夠做到清潔與高效！外三人會(huì)不斷探索，為走出一條符合中國(guó)國(guó)情的能源發(fā)展之路繼續(xù)努力。目前，已經(jīng)和華潤(rùn)、神華、大唐、華電集團(tuán)都簽訂了合作協(xié)議，2014年2015年完成了華潤(rùn)銅山電廠 6號(hào)機(jī)組節(jié)能減排項(xiàng)目的改造工作，成效十分顯著，其實(shí)際供電煤耗較改造前降低了10克/千瓦時(shí)以上，遠(yuǎn)超7.5克/千瓦時(shí)的合同保證值。

煤炭，它畢竟還是一種不可持續(xù)能源，用一噸少一噸。但是，目前我們?nèi)祟愡€不能離開(kāi)煤炭這種重要資源。外三的任務(wù)，就是不斷研究新的技術(shù)，不斷提高效率，降低排放，包括降低二氧化碳的排放。同時(shí)，我們要為后人多留一些煤炭資源。讓子孫后代有更多的時(shí)間尋找可替代、可持續(xù)的能源資源，為人類的可持續(xù)發(fā)展做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

每一次技術(shù)進(jìn)步，都飽含著對(duì)環(huán)境和資源的敬意；每一次微小突破，都可能預(yù)示著顛覆性的革新；每一個(gè)燃燒的剎那，都指向無(wú)盡的永恒。

這，就是外三對(duì)未來(lái)的承諾，也代表著一個(gè)大國(guó)的擔(dān)當(dāng)！

（作者單位：上海外高橋第三發(fā)電有限責(zé)任公司）