探索节能降耗新思路 实现低碳发展新突破

近日，《巴黎协定》正式生效，中国承诺2030年单位GDP碳排放削减六成，全球应对气候变化进入了新的历史阶段，“低碳发展”一时间成为世界各国聚焦和热议的话题。“十三五”期间，中国将“绿色发展”作为五大核心发展理念之一，“生态文明建设”被提升到国家战略高度，“建设美丽中国”成为全国人民的共同愿景，社会各界对于节能减排的关注越来越高，期盼也越来越多。

2015年，全国煤炭消费量39.65亿吨，在能源结构中占比达64%，煤炭占据着能源消费的主体地位。全国燃煤发电量38977亿千瓦时，在总发电量中占比达68%，煤电仍是我国电力生产的主要形式。然而，长期以来煤炭总是会被打上“黑色”能源的印记，“高耗能、高排放”也是不少人对火电行业的固有印象。作为一家负责任的燃煤发电企业，如何在节能降耗上开拓新思路，探索新举措、实现新突破？如何让燃煤发电绿色低碳发展的梦想照进现实？外高桥二发电公司一直在思考，一直在探索，也一直在行动。

大胆谨慎挖潜，实现机组运行优化突破

外二的两台机组是中国首次建设、运营百万等级燃煤发电机组，建成时在国内单机容量最大、技术水准最高，曾被誉为“中华第一机组”。但随着电力工业的飞速发展，国内超超临界大机组陆续投产，而外二两台机组运行已十余年，在机组容量、效能上的领先优势不再。
发电行业开展节能降耗最常规、最普遍的做法是实施技术改造。近年来，公司先后实施了一系列节能技改项目，取得了一定的节能降耗成效，供电煤耗降到了投产以来较低水平。但随机组长期低负荷运行、频繁启停，以及经济煤种掺烧、超净排放投运，使指标控制难度不断增大，节能改造空间越来越有限，深度节能降耗遇到瓶颈。

新形势下，如何破解技术改造资金投入大、成效不明显的难题？如何探索运行机组节能降耗新途径、实现新突破？这是摆在外二面前一道重要的新课题。很快，从运行优化入手寻求突破的工作思路确立，由公司和部门领导、生产专工、运行值长和技术人员等组成的攻坚团队成立，一次既大胆又谨慎的节能挖潜探索开始了。公司团队通过研究机组性能试验数据，分析历年来的实际运行情况，比对国内同类型机组运行参数，最终在锅炉燃烧配风优化上找到了突破口，经过多轮推敲制定出了三套针对不同目标的试验方案。

大胆创新的思路背后，是更为艰苦谨慎的论证。配风优化方案不是调整几项技术参数这么简单，涉及到整个锅炉燃烧系统的运行，更关系到机组运行的安全、可靠和环保。与德国阿尔斯通的原设计比较，这次运行优化探索几乎是颠覆性的，是对常规节能方式的完全突破，开展的各项试验全部在运行机组上进行，试验过程要穿插在正常生产过程中完成，诸多未知的风险带来的压力可想而知。
外二团队分负荷、分工况、分煤种开展各项试验40余次、分析数据数千条，四易其稿编制出《900MW机组锅炉燃烧配风优化方案》，实施了降热一次风压、降氧量、降大风箱差压等一系列运行优化措施，形成了一套具有广泛适应性的锅炉燃烧优化策略。

据第三方进行的对比试验显示，在不实施设备技改、未投入大量资金的情况下，累计降低煤耗约1.8克/千瓦时，年节约标煤约1.4万吨，节能收益超过约900万元，减少温室气体排放3.92万吨。2015年公司供电煤耗296.6克/千瓦时，在极其严峻的形势下不升反降，创造历史同期最低纪录。取得良好节能成效的同时，环保减排效益更加突出，锅炉出口NOX排放下降100mg/Nm3，降幅达25%以上，较通常采取的燃烧器低氮改造节省资金投入近2800万元。2016年5月，上海市总工会授予锅炉配风优化方案“2015年度上海市职工先进操作法优秀成果奖”。

开拓思路攻坚，实现环保经济运行突破

2016年，外二在申能股份系统首家整体完成超低排放改造，环保指标大大优于国家减排要求，达到燃气轮机排放水平，顺利通过综合评估验收。但正如业界普遍认识的那样，超低排放改造对机组运行经济性影响巨大，随之而来的是机组环保减排能耗大幅上升，增加供电煤耗约3克/千瓦时左右。眼看一克一克好不容易“抠”下来的煤耗，因为超低排放改造一下子飙升上去几克，外二团队的成员们心有不甘，憋着一股劲要再啃“硬骨头”。

切入点就从观念上的开拓创新开始。超低排放的主要运行参数和关键控制指标，国内绝大多数电厂都参照技术引进时的标准运行着。然而，外二团队经过长期以来对超低排放系统运行的研究，认为在关键点上还有一定的优化空间，核心举措是实施超低排放系统降温运行，而成功实施这项措施的关键则在于把控好烟气酸露点。由于烟气酸露点影响着锅炉烟道内的腐蚀问题，直接威胁机组运行的安全和稳定，国内燃煤发电企业普遍都将烟温调整得较高，来降低超低排放系统烟道低温腐蚀的风险，却也因此增加了大量的环保减排能耗。

外二团队在学习、消化国内外相关理论的基础上，在实际运行中开展烟气酸露点研究试验，分析大量测试数据得出烟气酸露点的结露温度低于理论计算温度。在反复试验论证的基础上大胆实施了烟冷器降温运行的优化措施，找出合理的烟温控制范围，最低限度减少环保系统能耗损失，再次将突破常规的节能思路变为现实。此外，外二团队还通过打“组合拳”的方式进一步推动超低排放系统综合优化，先后实施了脱硫系统低能耗运行、电除尘系统综合运行优化等措施，形成一套既能保证超低排放系统正常运行，又具有较高经济性的运行调整策略。

9月1日起，《上海市燃煤电厂大气污染物排放标准》执行，规定只要负荷达到40%以上，无论机组处于启停或者运行状态，都必须满足超低排放指标要求。针对机组负荷率持续走低、启停越来越频繁的情况，启停过程的环保指标控制成了多数燃煤发电企业遇到的难题。如果通过设备改造来实现指标控制要求，那么资金投入将是几千万元数量级的。外二团队则再次把眼光放在了启停阶段多举措叠加综合优化运行上，在完全利用现有设备、不增加任何资金投入的情况下，机组启停阶段环保指标控制计优于有关标准要求。目前，团队在已取得成效的基础上，又着眼于综合利用，进一步开展“超低排放系统能源梯级利用”研究，已完成了方案设计。

通过多角度锅炉能耗控制策略的运用，经测算可降低供电煤耗2～4克/千瓦时，以煤耗降幅3.5克/千瓦时计算，节约标煤约2.6万吨，获得节能收益超过约1500万元，减少温室气体排放约7.28万吨，基本实现超低排放系统微能耗甚至于零能耗运行。一位常年致力于电力环保减排研究的知名学者在项目试验现场说，“外二在超低排放系统优化运行方面的水平，是目前为止我在国内所见的经济性最高的！”。

敢为人先探索，实现碳排放交易突破

随着新一轮电力市场体制改革的深入推进，“碳排放”主题也越来越受到广泛的关注。10月27日，国务院印发《“十三五”控制温室气体排放工作方案》，2017年起将启动运行全国碳排放交易市场，碳排放交易将在国内各行业中全面开展。

作为国内首批开展碳排放交易试点的发电企业，外二公司认真研究碳排放交易相关政策，积极关注碳交易市场信息，敢为人先、主动探索，早在三年前已经创新开始了一系列碳排放交易和碳资产管理工作，圆满完成上海市第一阶段碳排放交易试点工作。

2013年11月26日上海碳排放交易开市当天，外二率先完成了上海市碳排放首单交易。2014年6月1日，外二在全国碳排放交易试点省市中首家履行碳配额清缴义务，并在之后连续三年成为上海首家履行清缴义务企业，被授予“首家履约奖”。2015年8月5日，外二先行先试签订“借碳协议”，开展上海碳市场首单借碳交易。外二近年来通过持续开展的节能技术改造和运行方式优化，供电煤耗指标屡创新低，碳排放控制成效突出，成为上海唯一一家连续三年均有配额盈余的发电企业，在碳排放交易多项试点工作中率先实现突破，在全国碳排放交易领域产生了广泛影响，树立了外二品牌。

“十二五”以来，外二通过一系列节能技改项目和运行优化措施的实施，累计降低供电煤耗超过8克/千瓦时。2015年，公司累计供电煤耗296.6克/千瓦时，创造投产以来历史最低煤耗纪录，较2015年全国600MW级以上超临界机组平均煤耗（303.12克/千瓦时）低6.52克/千瓦时，较全国火电机组平均供电煤耗（315克/千瓦时）低18.4克/千瓦时，在全国同类型机组中供电煤耗处于领先水平。公司先后获得了“全国节能减排工作先进电力企业”、“上海市“十一五”节能减排先进集体”、“上海市节能先进单位”等荣誉称号。

“十三五”绿色发展的新要求为煤电节能降耗提出了新课题，在节能降耗的道路上外二人又将重新踏上征程，面向未来脚踏实地、一路向前，朝着效率最大化、能耗最低化、效益最优化的更高目标进发。