創新技術助力煤電行業實現節能降碳新突破

中國經濟導報、中國發展網記者  白雪

在能源轉型的浪潮中，煤電行業正面臨前所未有的挑戰與機遇。為提高鍋爐煙氣余熱利用率，減少空預器堵塞問題，國家節能中心聯合山東省電力行業協會近日在山東省濟南市召開鍋爐煙氣余熱利用及空預器防堵技術交流會，共同探討鍋爐煙氣余熱利用及空預器防堵的技術與措施。同時，一項能夠提高鍋爐煙氣余熱利用率并減少空預器堵塞問題的創新技術，即空預器堵塞治理與煙氣余熱深度回收新技術在本次交流會上亮相。

鍋爐煙氣余熱利用及空預器防堵技術交流會現場。國家節能中心/供圖

隨著可再生能源的不斷發展，煤電在新型能源體系和新型電力系統構建過程中的壓艙石作用更加凸顯，煤電作為基礎保障性和系統調節性電源的功能定位更加明確，因此必須要不斷提高煤電能效水平?？疹A器堵塞治理與煙氣余熱深度回收新技術能顯著提高煙氣余熱利用率、降低發電煤耗，同時還能減少空預器堵塞問題，對提高煤電能效水平具有重要作用。

加快推動煤電行業節能降碳改造

煤炭是最主要的碳排放源，同時也是現階段我國的主體能源。近年來，煤炭消費占我國一次能源消費比重不斷下降，2023年降至55.3%，但煤炭消費總量仍在增加，2023年約為31.6億噸標準煤，同比增長5.6%。在電力生產領域，全社會近六成發電量仍然是煤電。可以預見，在未來一段時間內，煤炭消費需求仍將保持剛性增長，在能源保供領域繼續發揮“壓艙石”和“穩定器”的作用。國家節能中心主任閆勇哲表示：“巨大的煤炭消費與煤電存量，要求必須加強煤炭清潔高效利用，加快推動煤電行業節能降碳改造，不斷提高煤炭利用效率。”

鍋爐是最重要的用能設備之一，同時也是最重要的用煤設備，我國的鍋爐用煤量約占煤炭消費總量的2/3。目前，我國共有鍋爐約32萬臺，年消耗能源約20億噸標準煤，碳排放量約占全國碳排放總量的40%，是我國能耗量最大、碳排放量最多的耗能設備。近年來，我國通過大力實施煤電結構優化和轉型升級，積極推進燃煤工業鍋爐節能環保綜合提升，鍋爐生產制造技術和節能環保運行水平顯著提高。閆勇哲坦言：“但總體來看，部分鍋爐的能效水平依然較低，尤其是煙氣余熱利用仍有提升空間，節能減污降碳潛力仍然較大。”

事實上，我國一直高度重視鍋爐能效提升。2023年11月，國家發展改革委等部門印發《鍋爐綠色低碳高質量發展行動方案》，提出要加快新建鍋爐綠色低碳轉型，開展存量鍋爐更新改造，到2025年，工業鍋爐、電站鍋爐平均運行熱效率較2021年分別提高5個百分點、0.5個百分點。今年3月，國務院印發《推動大規模設備更新和消費品以舊換新行動方案》，提出在全國范圍內實施設備更新和消費品以舊換新，設備更新行動將重點聚焦工業、農業、建筑等7個領域，其中就包含鍋爐更新改造。今年5月，國務院印發《2024—2025年節能降碳行動方案》，明確提出要推動煤電低碳化改造和建設，推進煤電節能降碳改造、靈活性改造、供熱改造“三改聯動”。

技術創新實現節能降碳

相關政策的落實都需要先進鍋爐節能降碳技術與措施的有力支撐。空預器堵塞治理與煙氣余熱深度回收新技術便是政策落實有力探索的其中之一。閆勇哲介紹：“目前，該技術已經在電力行業得到應用，根據第三方檢測機構和典型用戶反饋，采用這項技術進行改造后，鍋爐效率明顯提高，節能降碳效果顯著，機組運行穩定性、安全性和經濟性大幅提升。”

據了解，該技術由重慶大學首先提出，重慶鑫順盛達科技有限公司與重慶大學合作，在三維內外肋片管強化換熱技術基礎上，分別研發了三維內外肋片管煙氣暖風器節能防堵技術和三維內外肋片管空氣預熱器節能防堵技術。

在國家能源集團科學技術研究院國家重點實驗室首席專家邢德山看來：“該技術最大的亮點是防堵和節能兼具。”

據介紹，該技術不僅能夠節約能源、節約用水、節省占地、節約金屬材料，還能夠增長設備的使用壽命、增加產品產量、減少原料消耗、降低產品成本。

技術實施效果如何，用戶的應用效果反饋尤為重要。

重慶旗能電鋁有限公司自備電廠項目是第一個采用三維內外肋片管煙氣暖風器進行技術改造的項目，從改造前的機組狀態、改造目的、設計思路和改造后多年的運行情況看，該技術在解決回轉式空預器節能防堵方面實現了重大突破。該項目在改造后，鍋爐排煙溫度從150 ℃降低至120 ℃，進入鍋爐的熱風從290-310 ℃提高至330 ℃以上，所回收的煙氣余熱全部用于加熱進入鍋爐的熱風，鍋爐效率提高1%～1.5%，節能效果非常顯著。

這是三維內外肋片管高效換熱技術應用的一個典型案例。國家電投集團貴州金元黔西電廠在國內燃煤機組中首家采用“三維肋片管煙氣暖風器+回轉式空預器+干燒系統”的技術路線，在回轉式空氣預熱器正下方設置管式換熱器作為暖風器使用，同時也是首家采用三維肋片管作為管式換熱器進行換熱的燃煤機組。國家電投集團貴州金元黔西電廠首席專家張躍表示：“項目實施后，解決了困擾多年的空預器硫酸氫銨堵塞情況，空預器差壓接近設計值，大幅提高一二次風溫、降低排煙溫度，大幅提高機組經濟性。”

張躍介紹，以改造后運行時間最長3號機組為例，至今已運行31個月，按全年發電量15億千瓦時計算，單臺機組同比改造前減少碳排放約33.178萬噸，共計節約電能903.567萬千瓦時.

創新技術進入山東市場

積極推進技術產品的應用，對于充分釋放先進技術在節能降碳方面的潛力至關重要。

山東省作為全國煤電容量最大的省份，對新技術的推廣應用充滿期待。山東省電力科學技術協會常委、山東省電力行業協會執行會長徐震認為，新技術在山東省發展的市場潛力巨大。

山東是我國重要的工業基地和北方地區經濟發展的戰略支點，近年來，山東省積極推動新舊動能轉換，大力開展節能降碳工作，圍繞實現碳達峰碳中和，堅持降碳、減污、擴綠、增長協同推進，努力建設綠色低碳高質量發展先行區。從目前考核情況來看，山東省節能降碳目標完成情況非常好，是節能降碳的“尖子生”，為我國綠色低碳轉型以及節能降碳工作作出了積極貢獻。

在本次交流會上，信發集團荏平信源發電公司與重慶鑫順盛達科技有限公司攜手簽署了《復合式空預器防堵與節能技術改造協議》，這一合作標志著創新技術登陸山東市場，為該地區的綠色發展注入了新動力。

新技術的推廣應用，預示著煤電行業能效的顯著提升，并將為實現綠色低碳發展目標提供堅實的支撐，助力山東省乃至全國在能源轉型的道路上邁出堅實步伐。