随着《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014~2020年)》的颁布实施，火电设备高参数、高效率、低排放“两高一低”的趋势愈加明显。东方电气、上海电气、哈尔滨电气等龙头企业在百万千瓦超超临界和二次再热机组设备方面，形成了批量化制造能力，在老旧机组的改造方面游刃有余。
近日，神皖安庆电厂二期扩建工程3号、4号100万千瓦超超临界机组和我国首台66万千瓦超超临界二次再热发电机组———华能安源电厂新建1号机组的相继投运，将我国火电机组的设计、制造、安装和调试水平抬上了一个新台阶。两个项目的机组参数、热效率、污染物排放均达到国际先进水平。
“今后高效超超临界机组与二次再热机组将成为燃煤发电的主流，能够进一步提高火电厂热效率、降低供电煤耗，达到更低的排放标准，提高电厂的经济效益。”上海电气电站集团副总裁吴焕琪如是说，事实上，无论是传统的在役30万千瓦机组、60万千瓦机组，还是新建的100万千瓦超超临界机组和二次再热机组，归根结底都是要通过不断研发和技术创新，提高机组技术水平和电厂热效率，既满足降低煤耗的诉求，又能够实现“超净”或更低的排放标准。
二次再热机组“破冰”
二次再热发电技术是《国家能源技术 “十二五”规划》重点攻关技术，对引领发电技术进步，提升我国电力制造业水平具有推动作用，代表了当前世界领先发电技术，具有高效率、低能耗、低排放等优势。
据测算，二次再热机组热效率比常规一次再热机组约高2%，减排二氧化碳约3.6%。
华能安源电厂新建1号机组采用了哈尔滨电气集团研制开发的国内首台66万千瓦超超临界二次再热锅炉，东方电气集团提供了汽轮机和发电机。试运行期间，主、辅设备和系统运行稳定，机组平均负荷率达100.35%，热效率达44.37%，厂用电率为3.92%，发电煤耗为277.16克/千瓦时。
之前我国没有在运行的二次再热机组，缺少针对二次再热机组的设计、制造、调试和运行方面的技术储备。哈尔滨锅炉厂有限责任公司在安源电厂二次再热超超临界锅炉的研发和项目执行中，经历了对关键技术和方案确定的反复论证和专题评审，创新应用烟气再循环和调节挡板实现两套再热系统蒸汽温度的有效匹配，解决了三级超600摄氏度高温受热面的技术难题。
针对华能安源电厂一期项目规划的两台66万千万超超临界二次再热凝汽式燃煤发电机组，东方电气集团率先在国内采用了31兆帕/600摄氏度/620摄氏度/620摄氏度世界最高蒸汽参数，通过改进热力循环、优化汽机配汽和缸体结构、通流优化等项技术，实现了在更高技术上的产业升级。
“目前很多新建百万千瓦机组更多会考虑二次再热，因为二次再热机组的热效率比一次再热机组有大幅度提升。上海电气承接的世界头两台100万千瓦二次再热机组———国电泰州电厂二期两台100万千瓦机组计划于今年投运。该项目中，上海电气提供了锅炉、汽轮机、发电机成套设备。”吴焕琪说。
老旧机组转向“高大上”
“2014年9月发布的《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014~2020年)》，拉开了我国在役火电机组升级改造的大幕。
火电机组改造市场将迎来爆发期。”东方汽轮机有限公司(简称“东汽”)总经理张文峰如是说，目前来看，20万千瓦机组基本面临淘汰或电改热的命运，30万千瓦机组已有一半左右完成了改造，未来火电机组的改造市场将集中在60万千瓦这一等级。
今年年初，绥中电厂一期工程两台80 万千瓦机组综合升级改造项目投运。在汽轮机通流改造方面，哈尔滨汽轮机厂有限责任公司应用了10余项自主研发新技术，采用先进成熟的三维气动设计理论进行汽轮机通流部分的设计，汽轮机由原来的单轴5缸冲动式改造为反动式，高中压通流各增加6个压力级，采用自行设计制造的当今最大的调节级叶片，改造后汽轮机效率提升3.2个百分点。
去年6月，东汽与内蒙古上都发电有限责任公司签订3号汽轮机通流改造工程项目合同，标志着东汽正式开启了60万千瓦级机组通流改造的序幕。该机组采用先进的进、排汽缸优化技术、汽封优化技术和配汽曲线优化等技术，经过通流优化后，高、中、低压缸效率与原设计相比有明显提高，机组经济性和安全性都得到提高，预计降低热耗320千焦/千瓦时，降低煤耗12克/千瓦时，达到节能、减排、降耗的优化目的。
“目前上海电气采用先进通流整体优化技术对30万千瓦、60万千瓦机组进行改造，效果非常明显。应该说，未来60万千瓦等级及以下机组的改造将朝着更高的综合升级改造的方向发展。”吴焕琪说。
