遏制雾霾，中国在行动——从外三的创新实践看大国的担当

◆华 洪 / 文

遏制雾霾，中国在行动
——从外三的创新实践看大国的担当

◆华 洪 / 文

我们身处的这颗蓝色星球，历经亿万年时光的变迁，原本郁郁葱葱的植被在不断消融。煤炭，也是我们这颗星球上不折不扣的造物奇迹，如何冲破极限，更聪慧地开掘其中蕴藏的能量？古老的难题，亟待寻求全新的破解之道。

近年来，国内各大城市雾霾现象日益严重。专家指出，如果不能及时加以遏制，上世纪五十年代的伦敦毒雾事件，就将在国内重演！而控制雾霾的关键，在于煤炭。

然而，在我国已探明的一次能源中，煤炭占据了总量的近70%！因此，中国的经济发展离不开煤炭，是否能够高效、清洁地使用煤炭，成为了我们能否保护环境、造福人民的关键所在！

作为社会发展基础的电力行业，每年消耗的煤炭超过全国煤炭消耗总量的50%！也就是说，电力行业能否高效和清洁地使用煤炭，将是实现减排目标的关键。

2011年9月，号称“史上最严的环保标准”——新版《火电厂大气污染物排放标准》出台，其中对雾霾影响最大的氮氧化合物的限值，从原标准的450毫克/立方米一下子降到了100毫克/立方米。2014年10月，国家发改委下达的《煤电节能减排升级与改造行动计划》中又进一步加大力度，明确规定，到2020年，新建燃煤机组大气污染物排放浓度，氮氧化合物不超过50毫克/立方米，二氧化硫不超过35毫克/立方米、烟尘不超过10毫克/立方米！这已与燃烧天然气的燃气轮机排放标准相当。新环保标准刚一出台，电力行业就一片哗然！

然而，奇迹就这样发生了，还在新环保标准颁布的那年，外高桥第三发电厂不但创造了年平均运行供电煤耗276克/千瓦时的世界新纪录，并且其各项排放值也已远远优于了新标准，而2015年，外高桥第三发电厂公布的排放数字——氮氧化合物17毫克/立方米、二氧化硫15毫克/立方米、烟尘小于1毫克/立方米！不但远远优于现行国家标准，而且已远远优于2020年的新要求！专家所担心的问题并没有发生。

传统环保技术存在着一种困局，我们把它叫做“三高”，就是更高的环保标准，会导致更高的投资、更高的能耗和更高的运行费用。这是一种悖论，因为多消耗煤，它本身就会产生更多的污染物的排放。因此寻求传统环保困局解决之道，破解悖论，就是外三追求的方向。

2008年，外三两台100万千瓦超超零界发电机组相继建成。投产当年，在负荷率仅74%的状况下，实际运行供电煤耗287.44克/千瓦时，达世界最先进水平。然而，外三人说了一句话，“我们不满意！”

虽说已是世界领先，但外三人发现，两台机组在提高效能、降低排放方面，依然有着很大的潜力可控，因此外三人还要向节能要效益！本着这样的思路，一项项新技术、一个个新发明被相继应用到机组之上。

零能耗脱硫技术，利用烟水换热器，将进入脱硫装置的热量，重新回收到热力系统中再发电，从而抵消了脱硫装置的能耗，仅此一项，两台机组每年可节约标准煤3万吨，节约工业用水75.6万吨。

广义回热理论是热力循环理论研究的一个突破，该技术从传统的以锅炉给水为回热媒介的经典回热循环，拓展为以锅炉输入的水、风、煤等均作为回热媒介的广义回热循环。采用该技术，能提高机组效率在0.62%以上，还能显著改善锅炉的燃烧性能，促进环保等。同时，彻底根治了SCR运行时氨逃逸导致的空预器堵塞与腐蚀这一世界难题。

节能高效除尘技术，通过综合优化，在静电除尘器结构不变的前提下，烟速降低使其携带动量减小，滞留时间增加，有利于电除尘器内的烟尘沉降，同时使得电除尘比集尘面积相对增大，从而提高了电除尘效率。而后，采用高频电源技术对静电除尘器的电源装置进行改造，从而使电除尘出口烟尘浓度及高频电源总功耗显著降低。在此基础上，又研发了中温省煤器，将静电除尘器的入口烟温降至95 ℃水平，从而使最终烟尘排放值达到了1毫克/立方米的超低值。

在2009年至2011年的三年间，包括零能耗脱硫、全天候脱硝等十几项技术先后开发实施，外三煤耗在自身投产时的世界最好水平的基础上又连续三年大幅下降，达到276.02克/千瓦时，大幅刷新了自己保持的世界纪录，这相当于机组的综合技术水平在世界之巅再向前推进了整整一代！

集中式变频总电源技术，突破了传统变频技术及理念，解决了传统变频技术中成本高、可靠性差等问题，利用单独设置的调速汽轮机带动发电机提供变频厂用电，依据负荷变化调节此汽轮机转速，从而实现厂用电的变频，使大型泵与风机等辅助设备能变速运行，从而达到节能目的。两台机组分别于2013年6月和11月完成实施，厂用电率从3.5%降至2%以下。每年可节约2.3万吨标准煤，减排二氧化碳6.2万吨。

2011年以来，随着环保标准的日益提高、减排压力不断加大，环保成本也在不断提升，传统的环保技术开始陷入高投入、高能耗、高运行费用的困局，面对这样的局面，外三人又一次说“我们不满意”!

外三人开始努力探索创新的节能环保技术，向创新要效率、向创新要减排、向创新要效益，最终达到社会效益和企业效益的和谐统一！

节能型全天候脱硝技术，利用高压缸原有的“补汽口”，反其道而用之，增加一个抽汽可调式的给水加热器，在负荷降低时，通过调节门，控制该加热器的工作压力和给水温度，减缓了低负荷时省煤器排烟温度的下降，从而彻底解决了低负荷下脱硝装置不能工作的问题。经由此技术，外三一台机组全年的氮氧化物减排量就超过了上海同类两台机组。与此同时，每年还能节约煤炭超过1万吨。此外催化剂延寿技术，解决了SCR催化剂表面的凝结硫酸露等一系列问题，大大降低了催化剂的寿命损耗。

外三早已在2015年就完成了机组超净排放的改造，但在2016年1月29日上海市环保局颁布了燃煤电厂大气污染物排放标准后，再次走上创新之路。该标准明确指出要在2016年9月1日前燃煤发电锅炉应采取烟温控制及其他有效措施消除石膏雨、有色烟雨等现象。

于是，外三采用独创的石膏雨防治技术，基于广义回热拓展技术的烟气加热法，用来消除烟囱内液滴的生成，杜绝较大液滴在烟囱内生成的可能性。项目实施后，“石膏雨”现象不见了，烟囱出口的液滴落地现象被消除，从而巧妙的达到了仅用极少的能耗完成石膏雨综合治理的预期效果。

外三又自主创新了“冷凝法除湿减排干烟”技术，较传统的“MGGH加热法”技术，减少耗能约1克/千瓦时，该方法还可有效地收集烟尘、SO3等多种污染物，降低了烟气中的各种污染物的排放浓度，同时能够回收烟气中大量的冷凝水并回用，实现更好的环保效益和社会效应。

此外，中温省煤器技术、低低温除尘技术等一系列技术的相继应用，使得2015年外三机组在排放进一步降低和负荷率仅为72.12%的情况下，实现运行煤耗277.33克/千瓦时。根据机组现有的运行煤耗推算至额定工况，机组的净效率已达46.5%，与尚在研发中的下一代700摄氏度高效超临界机组效率相当。而下一代机组，预计至少要十年后才可能投入运营！

外三的创新，真正让耗能减排，变成了节能减排，成功突破了传统环保技术的困局！一次次对自己的“不满意”，带来了一次次的创新；一次次的创新，促成了企业的转型，外三人用自己的实际行动实践了“创新驱动，转型发展”的国家战略。

但是，面对这样的成绩，外三人的回答依然是“我们不满意”，目前，外三人研发的新一代采用“高低位布置”的超超临界机组即将在安徽实施，一系列节能型低成本、凝聚着外三人智慧的“超低排放”技术，将应用在这一机组之上，对促进火电和行业发展、推进燃煤发电技术进步起到良好的示范作用。这一具有革命性意义的机组一旦建成，必将成为世界电力史上新的里程碑。

国际能源署下属清洁能源中心把外三称为“世界上最清洁的电厂”，被国际电力界权威杂志，美国《电力杂志》评为世界“顶级燃煤电厂”。

诚然，中国煤炭储量比重过大的能源结构，给环保与发展提出了挑战，但外三用事实证明，使用煤炭我们依然能够做到清洁与高效！外三人会不断探索，为走出一条符合中国国情的能源发展之路继续努力。目前，已经和华润、神华、大唐、华电集团都签订了合作协议，2014年2015年完成了华润铜山电厂 6号机组节能减排项目的改造工作，成效十分显著，其实际供电煤耗较改造前降低了10克/千瓦时以上，远超7.5克/千瓦时的合同保证值。

煤炭，它毕竟还是一种不可持续能源，用一吨少一吨。但是，目前我们人类还不能离开煤炭这种重要资源。外三的任务，就是不断研究新的技术，不断提高效率，降低排放，包括降低二氧化碳的排放。同时，我们要为后人多留一些煤炭资源。让子孙后代有更多的时间寻找可替代、可持续的能源资源，为人类的可持续发展做出应有的贡献。

每一次技术进步，都饱含着对环境和资源的敬意；每一次微小突破，都可能预示着颠覆性的革新；每一个燃烧的刹那，都指向无尽的永恒。

这，就是外三对未来的承诺，也代表着一个大国的担当！

（作者单位：上海外高桥第三发电有限责任公司）