有一種“不挑食”的特殊鍋爐——

它既能“消化”大量堆積的煤矸石、煤泥等工業(yè)廢料，

又能高效清潔地轉(zhuǎn)化為電能。

近日，

由哈電集團提供三大主機設(shè)備的世界首臺660兆瓦高效超超臨界循環(huán)流化床鍋爐，

已安全運行一周年并通過權(quán)威鑒定評審。

其各項性能指標均達到或超過設(shè)計標準，

不僅填補了全球行業(yè)空白，

更標志著我國在清潔發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域取得重要突破。

這座領(lǐng)先全球的“鍋爐”，

緣何成為世界綠能新標桿？

吃“粗糧”，發(fā)“精電”

我國每年煤炭開采和洗選過程中，

會產(chǎn)生數(shù)億噸煤矸石、煤泥等低熱值“邊角料”。

這些廢料堆積占地且污染環(huán)境，

常規(guī)機組難以利用，陷入“食之無味，棄之可惜”的困境。

煤矸石

與傳統(tǒng)火電鍋爐依賴“細糧”（優(yōu)質(zhì)煤）不同，

循環(huán)流化床鍋爐堪稱“消化能力”強大的全能選手。

煤矸石、煤泥、油頁巖，

甚至生物質(zhì)和部分垃圾，

都能被它高效清潔地利用，

真正實現(xiàn)“變廢為寶”。

僅陜西彬長項目這一臺機組，

每年就能“消耗”百余萬噸這類低品質(zhì)燃料。

該項目實現(xiàn)了技術(shù)與制造100%國產(chǎn)化，

所有核心設(shè)備和控制系統(tǒng)均由中國企業(yè)自主研發(fā)生產(chǎn)，

技術(shù)參數(shù)全面超越國外同類產(chǎn)品。

世界首臺660兆瓦高效超超臨界循環(huán)流化床鍋爐，安裝于陜煤集團陜西彬長文家坡發(fā)電有限公司

“超超臨界”是何種技術(shù)水平？

“循環(huán)流化床”又是什么原理？

在火電領(lǐng)域，

“臨界”基于熱力學原理：

當水的溫度和壓力達到特定臨界值時，

液態(tài)水與氣態(tài)蒸汽的密度、黏度等物理性質(zhì)完全一致，

相變界面消失——

即水直接轉(zhuǎn)化為蒸汽，無明顯沸騰過程，

這一狀態(tài)被稱為“臨界狀態(tài)”。

水的臨界壓力為22.12MPa，臨界溫度374.15℃。

火電機組運行時，

設(shè)計壓力低于臨界壓力的為亞臨界機組，

超過則進入超臨界范疇。

“高效超超臨界”技術(shù)將水壓力提升至29兆帕以上、溫度加熱到600℃以上，

水與蒸汽界限模糊，大幅提高熱轉(zhuǎn)電效率。

國產(chǎn)首臺1000兆瓦超超臨界鍋爐，安裝于浙江玉環(huán)電廠

相比此前的“超臨界”技術(shù)，

這臺“高效超超臨界”機組的供電煤耗降至每度電290克以下。

數(shù)據(jù)背后是顯著的綠色效益：

每年單臺機組可節(jié)約標準煤6.6萬噸，

減少二氧化碳排放約16.5萬噸，

相當于約6萬輛家用燃油車一年的碳排放量，

或100萬棵楊樹一年的二氧化碳吸收量。

“循環(huán)流化床”技術(shù)則是將燃料破碎后，

通過氣流帶動燃料翻滾燃燒，

既保證燃燒充分，又可添加脫硫劑減少污染。

國產(chǎn)首臺300兆瓦循環(huán)流化床鍋爐，安裝于云南開遠電廠

為高效利用煤炭開采和洗選產(chǎn)生的大量低熱值燃料，

我國自上世紀八十年代起發(fā)展循環(huán)流化床技術(shù)。

該技術(shù)在燃用劣質(zhì)燃料方面優(yōu)勢獨特，

逐步實現(xiàn)從小容量到大容量機組的國產(chǎn)化與規(guī)?；瘧?yīng)用，

有效推動資源綜合利用和污染防治。

“十二五”至“十三五”期間，

結(jié)合國家戰(zhàn)略需求，

開發(fā)更高參數(shù)的循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)迫在眉睫。

“十四五”時期，

隨著我國能源綠色低碳轉(zhuǎn)型加速，

循環(huán)流化床技術(shù)作為清潔高效利用低熱值燃料的重要途徑，

得到進一步發(fā)展。

該機組主蒸汽溫度達605℃，再熱蒸汽溫度達623℃，

將循環(huán)流化床發(fā)電技術(shù)提升至高效超超臨界領(lǐng)域，

解決了火電機組頻繁調(diào)峰易導(dǎo)致疲勞損壞的行業(yè)難題，

實現(xiàn)超高參數(shù)、超低排放和超低能耗。

火電作為“調(diào)節(jié)器”，這座“鍋爐”如何發(fā)揮作用？

過去，公眾對火電的認知常與低效率、高能耗掛鉤。

但隨著技術(shù)迭代，

我國已建成全球規(guī)模最大的清潔煤電供應(yīng)體系。

隨著風電、光伏等新能源裝機快速增長，

火電的調(diào)峰價值日益凸顯。

截至2024年底，

全國煤電裝機達11.9億千瓦，

其中超超臨界大型煤電機組占比超60%。

什么是火電調(diào)峰？

在“雙碳”目標下，

風電、光伏等新能源快速發(fā)展，但存在“看天吃飯”的不穩(wěn)定性。

此時，火電需扮演電力系統(tǒng)“壓艙石”和“調(diào)節(jié)器”的角色。

世界首個“雙塔一機”風光熱儲一體化項目，安裝于三峽恒基能脈（酒泉）新能源發(fā)電有限公司

傳統(tǒng)火電機組在低負荷調(diào)峰時易“狀態(tài)不佳”，

根源在于低負荷下鍋爐蒸汽參數(shù)難以穩(wěn)定。

而這臺高效超超臨界循環(huán)流化床鍋爐能解決這一“老問題”：

它可在25%至100%的寬廣負荷范圍內(nèi)，

保持主蒸汽溫度穩(wěn)定在額定高參數(shù)，

甚至在20%低負荷時實現(xiàn)干態(tài)運行。

這如同性能車無論高速行駛還是市區(qū)緩行，

都能保持最佳狀態(tài)和最低油耗。

這一突破使其成為支撐電網(wǎng)、消納風電光伏的可靠“穩(wěn)定器”。

自2024年11月27日正式發(fā)電以來，

該機組已連續(xù)安全運行一年，年發(fā)電量達33億度。

未來，火電將向“高參數(shù)+智能化+低碳化”深度融合發(fā)展。

依托大數(shù)據(jù)、數(shù)字孿生等技術(shù)構(gòu)建的“四智電廠”，

可實現(xiàn)運行參數(shù)實時優(yōu)化、故障精準診斷。

我國在清潔高效煤電技術(shù)領(lǐng)域的探索，

是中央企業(yè)合力開拓的自主創(chuàng)新之路：

2002年，國產(chǎn)首臺自主技術(shù)100兆瓦循環(huán)流化床鍋爐在國家電投分宜電廠投產(chǎn)；

2006年，國產(chǎn)首臺300兆瓦亞臨界循環(huán)流化床鍋爐在大唐國際紅河電廠投產(chǎn)；

2013年，世界首臺600兆瓦超臨界循環(huán)流化床鍋爐在國能四川白馬電廠投產(chǎn)；

2015年后，國內(nèi)50余臺自主知識產(chǎn)權(quán)的超臨界循環(huán)流化床鍋爐陸續(xù)商運，技術(shù)體系更成熟；

2024年，彬長項目開啟循環(huán)流化床鍋爐高效超超臨界參數(shù)序幕；

2025年，全球首臺700兆瓦超超臨界循環(huán)流化床機組投入運行。

這條自主創(chuàng)新之路雖充滿挑戰(zhàn)，卻步步堅實。

如今，我國已建立完全自主知識產(chǎn)權(quán)的高效清潔煤電技術(shù)體系，

牢牢掌握能源裝備發(fā)展主動權(quán)。

中央企業(yè)將繼續(xù)勇攀科技高峰，

為保障國家能源安全、推動綠色轉(zhuǎn)型貢獻更多中國智慧與力量。

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原標題：《中國已經(jīng)建成全球最大的清潔能源供應(yīng)體系，為什么還要研究“燒鍋爐”？》

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