2019年最后一天，貴州威赫超超臨界循環(huán)流化床燃用高硫無煙煤發(fā)電示范項(xiàng)目（以下簡(jiǎn)稱“威赫電廠”）啟動(dòng)儀式在赫章縣財(cái)神鎮(zhèn)拉蘇社區(qū)馬蹄塘低調(diào)舉行。
消息顯示，威赫電廠從2016年底開始籌建。2019年1月31日，國(guó)家能源局印發(fā)《關(guān)于同意將貴州威赫超超臨界循環(huán)硫化床燃用高硫無煙煤發(fā)電項(xiàng)目列為國(guó)家電力示范項(xiàng)目的復(fù)函》，威赫電廠正式獲批國(guó)家電力示范項(xiàng)目立項(xiàng)。同年8月，貴州省發(fā)展改革委核準(zhǔn)批復(fù)威赫電廠1號(hào)機(jī)組項(xiàng)目；12月，第二臺(tái)機(jī)組獲準(zhǔn)批復(fù)。至此，威赫電廠兩臺(tái)（2×660MW）機(jī)組全部獲批建設(shè)，項(xiàng)目總投資約56億元。
破世界難題
貴州作為全國(guó)煤炭大省，探明煤炭?jī)?chǔ)量約718億噸，居全國(guó)第5位，已探明儲(chǔ)量中高硫無煙煤占504.28億噸。
事實(shí)上，貴州作為全國(guó)重要的能源基地，燃煤電廠的規(guī)劃建設(shè)一直是貴州能源發(fā)展的重要支撐點(diǎn)，受煤炭資源儲(chǔ)存條件和煤質(zhì)特點(diǎn)限制，貴州煤電機(jī)組的節(jié)能減排水平總體上還落后全國(guó)。
2016年6月，貴州省發(fā)改委、能源局委托國(guó)內(nèi)多家科研單位編制了《貴州省煤電機(jī)組高效清潔發(fā)展方向研究報(bào)告》，并組織專家、學(xué)者召開研討會(huì)，探索煤電高效清潔主要技術(shù)路線。由中國(guó)工程院院士、工程熱物理學(xué)家、能源環(huán)境工程專家、浙江大學(xué)能源工程學(xué)院教授岑可法，中國(guó)工程院院士、清華大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師、清潔煤技術(shù)專家岳光溪，浙江大學(xué)機(jī)械與能源學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師程樂鳴，中國(guó)電力規(guī)劃設(shè)計(jì)總院高工楊祖華，中國(guó)國(guó)際工程咨詢公司伍丁蘋、王潤(rùn)清等組成的專家組認(rèn)為，貴州省煤電機(jī)組高效清潔發(fā)展的關(guān)鍵是解決高硫無煙煤發(fā)電的高效清潔利用，循環(huán)流化床鍋爐在二氧化硫和氮氧化物的控制方面更具有優(yōu)勢(shì)，考慮目前超超臨界參數(shù)鍋爐現(xiàn)狀，超超臨界循環(huán)流化床鍋爐是優(yōu)先選擇。
專家建議，針對(duì)貴州高硫無煙煤“W”鍋爐機(jī)組的設(shè)計(jì)供電煤耗指標(biāo)約291克/千瓦時(shí)現(xiàn)狀，而循環(huán)流化床鍋爐機(jī)組采用超超臨界參數(shù)，設(shè)計(jì)供電煤耗可達(dá)285克/千瓦時(shí)，應(yīng)盡快針對(duì)高硫無煙煤開展超超臨界循環(huán)流化床鍋爐示范項(xiàng)目，為西南片區(qū)高硫無煙煤高效清潔利用尋求現(xiàn)實(shí)途徑，并為國(guó)家科技創(chuàng)新和大型關(guān)鍵發(fā)電裝備的發(fā)展提供示范。
據(jù)了解，威赫電廠由貴陽(yáng)能源集團(tuán)聯(lián)合東方電氣集團(tuán)、西南電力設(shè)計(jì)院共同開展攻關(guān)和研發(fā)，采用高效超超臨界循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)，同步實(shí)施能效提升及煙氣污染物協(xié)同脫除，建設(shè)世界單機(jī)容量最大、參數(shù)最高、機(jī)組整體性能世界領(lǐng)先的循環(huán)流化床國(guó)家級(jí)示范機(jī)組，具備完全的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，有效解決高硫無煙煤高效、清潔利用的世界級(jí)難題。
2015年8月，中國(guó)國(guó)際工程咨詢公司組織專家對(duì)東方電氣660MW等級(jí)超超臨界（605℃/603℃）循環(huán)流化床鍋爐方案設(shè)計(jì)進(jìn)行評(píng)審，認(rèn)為：鍋爐方案設(shè)計(jì)科學(xué)、合理。
為充分保證項(xiàng)目的先進(jìn)性，進(jìn)一步提升鍋爐參數(shù)，2017年4月，中國(guó)國(guó)際工程咨詢公司再次組織專家對(duì)東方電氣清潔高效超超臨界（605℃/623℃）循環(huán)流化床鍋爐方案進(jìn)行評(píng)審，評(píng)審組一致認(rèn)為：技術(shù)方案設(shè)計(jì)科學(xué)、合理，在解決我國(guó)、特別是西南地區(qū)的高硫無煙煤高效、清潔利用方面具有很好的示范作用及推廣應(yīng)用前景；2017年7月，由電力規(guī)劃設(shè)計(jì)總院在北京組織專家對(duì)威赫電廠項(xiàng)目實(shí)施方案進(jìn)行了審查，與會(huì)專家一致認(rèn)為：項(xiàng)目采用高效超超臨界CFB機(jī)組，示范作用顯著，具備工程建設(shè)的技術(shù)條件。
威赫電廠廠長(zhǎng)劉金丹介紹，無煙煤著火、燃盡困難，世界上廣泛采用的燃燒技術(shù)只有“W”火焰鍋爐和CFB（循環(huán)硫化床鍋爐機(jī)組）鍋爐，已投運(yùn)的最高參數(shù)為超臨界，尚無在建和投運(yùn)燃用無煙煤的超超臨界機(jī)組。由于受到現(xiàn)有材料、技術(shù)限制，“W”火焰鍋爐無法達(dá)到超超臨界參數(shù)。威赫電廠以燃用貴州無煙煤為研究對(duì)象，結(jié)合高硫的特性展開研發(fā)，重點(diǎn)研究無煙煤燃燒特性和高硫引起的高溫腐蝕問題及防治技術(shù)，因此，威赫電廠超超臨界循環(huán)硫化床鍋爐技術(shù)的示范成果，突破了無煙煤+高硫煤清潔高效利用的世界級(jí)難題，對(duì)推進(jìn)無煙煤+高硫煤燃燒利用向更高參數(shù)、更大容量、更加清潔方向發(fā)展，具有重要意義。
節(jié)能環(huán)保示范
“單機(jī)容量最大、參數(shù)最高，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)世界領(lǐng)先。”劉金丹表示，威赫電廠以循環(huán)流化床鍋爐作為核心研制對(duì)象，燃用高硫無煙煤，通過對(duì)鍋爐的創(chuàng)新性研發(fā)，提升參數(shù)至世界最先進(jìn)的高效超超臨界參數(shù)（壓力29.4MPa，溫度605℃/623℃），供電煤耗小于280g/kw·h；通過采用全廠污染物協(xié)同脫除等各項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用，將實(shí)現(xiàn)貴州省首個(gè)燃用高硫無煙煤，SO2排放≤35mg/Nm3，NOx原始排放濃度≤50mg/Nm3，粉塵濃度≤5mg/Nm3，整體排放優(yōu)于燃機(jī)排放標(biāo)準(zhǔn)的高效超超臨界參數(shù)清潔煤電機(jī)組。
劉金丹說，循環(huán)流化床鍋爐第一優(yōu)勢(shì)是爐內(nèi)可以脫硫，尾部的煙氣SO2濃度就可以大幅降低，爐內(nèi)脫硫效率可達(dá)到95%甚至更高一點(diǎn)的水平。“如果入爐煤的硫份達(dá)到4%，濕法脫硫裝置處理的壓力就會(huì)很大。對(duì)于循環(huán)流化床鍋爐而言，即使入爐煤硫份更高，爐內(nèi)脫硫后的尾部煙氣的二氧化硫濃度僅相當(dāng)于傳統(tǒng)鍋爐百分之幾的水平，爐后再采用濕法脫硫就能保證SO2排放濃度低于35毫克，而且會(huì)大幅減輕鍋爐尾部的腐蝕。”
關(guān)于脫硝，劉金丹介紹，傳統(tǒng)煤粉爐燃燒時(shí)對(duì)于低硫無煙煤或者高灰分的劣質(zhì)煤只能通過提高爐膛的燃燒溫度來解決煤種的不完全燃燒問題，這就導(dǎo)致了氮氧化物原始濃度較高。
“燃燒溫度越高，氮氧化物原始排放濃度就越大，對(duì)于采用常規(guī)的煤粉爐來說，降低氮氧化物原始濃度和降低灰含碳量提高鍋爐效率是一個(gè)極不匹配不可調(diào)和的矛盾。”劉金丹說，對(duì)于CFB鍋爐機(jī)組來說，通過采用比較低的燃燒溫度，讓沒有完全燃燒的煤種在爐內(nèi)以多次循環(huán)的方式燃燒，既解決了氮氧化物原始排放濃度高的問題，又解決了灰含碳量高鍋爐效率低的問題。貴州威赫超超臨界循環(huán)流化床機(jī)組設(shè)計(jì)氮氧化物原始濃度就小于50毫克，達(dá)到超低排放標(biāo)準(zhǔn)。爐膛出口采用直噴尿素溶液脫硝，排放濃度可以小于20毫克，并且在爐后預(yù)留了1層SCR脫硝裝置，理論上氮氧化物有進(jìn)一步降低的可能。
劉金丹進(jìn)一步介紹了威赫電廠的節(jié)能效果，威赫電廠采用了當(dāng)前先進(jìn)的節(jié)能技術(shù)，全廠的設(shè)計(jì)供電煤耗279.36克/千瓦時(shí)，同時(shí)威赫電廠采取了幾個(gè)方面的創(chuàng)新方式：一是取消了灰?guī)?、輸灰系統(tǒng)和輸灰空壓機(jī)；二是60萬千瓦級(jí)濕冷機(jī)組首創(chuàng)兩機(jī)共用一座冷卻塔；三是采用了兩爐一管的單管單套筒煙囪；四是鍋爐過、再熱器集箱低位布置大幅度節(jié)約了四大管道等。此外，CFB鍋爐機(jī)組經(jīng)過多年的發(fā)展，在工程造價(jià)、廠電率和能耗指標(biāo)方面已經(jīng)具備了同傳統(tǒng)煤粉爐相競(jìng)爭(zhēng)的條件。未來，循環(huán)流化床機(jī)組還可協(xié)同處理貴州省生活垃圾、生物質(zhì)和城市污泥。
助推脫貧攻堅(jiān)
2020年1月6日至7日，威赫電廠示范項(xiàng)目專家組在貴陽(yáng)舉行項(xiàng)目初步設(shè)計(jì)方案評(píng)審會(huì)，專家組專家圍繞機(jī)組如何實(shí)現(xiàn)低煤耗、低排放等問題，針對(duì)輔機(jī)系統(tǒng)的優(yōu)化、整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)置等展開討論。專家組專家認(rèn)為，該方案抓住了當(dāng)?shù)氐牡乩須夂蛱攸c(diǎn)，嚴(yán)格根據(jù)工程地質(zhì)條件，整體設(shè)計(jì)優(yōu)化，布局緊湊，占地面積有大幅度降低，項(xiàng)目投資比國(guó)內(nèi)同類型項(xiàng)目節(jié)省較多，許多方面實(shí)現(xiàn)國(guó)內(nèi)首創(chuàng)，是世界上循環(huán)流化床單機(jī)容量最大、參數(shù)等級(jí)最高、壓力和溫度最高的項(xiàng)目。
據(jù)了解，威赫電廠項(xiàng)目的實(shí)施，是落實(shí)畢節(jié)“開發(fā)扶貧、生態(tài)建設(shè)”試驗(yàn)區(qū)的重要舉措，既是國(guó)家級(jí)貧困縣赫章縣在2020年與全國(guó)同步實(shí)行小康的對(duì)口產(chǎn)業(yè)扶貧項(xiàng)目，也是助推貴州脫貧攻堅(jiān)的重大基礎(chǔ)能源建設(shè)項(xiàng)目。
威赫電廠的電煤供應(yīng)，也具備了較好優(yōu)勢(shì)。威赫電廠優(yōu)先采用煤電聯(lián)營(yíng)模式，在赫章縣的野馬川規(guī)劃了2×90萬噸的野馬川一、二礦，離威赫電廠不到20公里。此外在威寧縣疙瘩營(yíng)規(guī)劃了一個(gè)年產(chǎn)90萬噸的煤礦，兩個(gè)煤礦加起來可以解決威赫電廠60%左右的煤源。
目前，威赫電廠主廠區(qū)征地已經(jīng)完成，將很快進(jìn)入建設(shè)招標(biāo)程序，預(yù)計(jì)2022年下半年投產(chǎn)。
