图为马素霞教授团队与寿阳热电技术骨干在示范工程现场。山西日报通讯员摄

讲述人

太原理工大学教授马素霞
　　

以前，循环流化床（CFB）发电机组就像一位慢性子“老黄牛”，电网调峰要求不高时，它慢点也无妨。可现在风光电厂越建越多，太阳一落山、风一停，电网就指着煤电赶紧顶上，说升就得升，这头“老黄牛”遇到了前所未有的难题。
　　

早在2015年，随着山西低热值煤电机组爆发式增长，电网调峰问题便已凸显。我们团队接下攻关任务。经过两年多研究，提出“CFB煤-PC煤复合燃烧”快速升负荷技术路线。2018年，在50MW小背压机组上开展试验，效果很好，相关研究成果发表在Fuel国际期刊上。
　　

在“双碳”目标下，新能源不断发展，调峰要求不断提高，大型CFB机组参与电网调峰已成必然。如何实现复合燃烧方式从小机组到大机组的技术跨越？我们持续开展科研攻关，去年3月终于啃下了这块“硬骨头”——研发了全球首套循环流化床复合燃烧快速调峰系统，经权威机构测试：30%到100%负荷范围内，平均升负荷速率达到3.71%Pe/min，最高升负荷速率4.8%Pe/min，升负荷过程中关键参数平稳不超调，低负荷运行时锅炉热效率还提高了2.5%左右，发电煤耗每小时降了近9克/度电。
　　

我们这套系统实现了3个创新：一是用煤粉的“快烧”补流化床的“慢烧”，实现秒级热量输出；二是创建了循环流化床CFB-PC煤复合燃烧工艺，实现两种不同燃料在一个炉膛里的协同组织和高效燃烧；三是开发了基于飞灰再循环的炉内传热方式迁移机制，实现炉内“温和传热”，避免锅炉设备由于温度急剧变化引发的寿命损伤。
　　

在寿阳热电有限责任公司350MW循环流化床机组上，这套系统成功投运，效果立竿见影。原来机组升负荷速率不足1.5%Pe/min的技术难题得以突破，“老黄牛”装上了“涡轮增压器”，其响应电网调度指令又快又稳。更重要的是，系统投资成本小、运行费用低、社会经济效益好——单台350MW调峰系统初投资只占机组初投资的0.2%，年减碳33万吨。由两位院士主持的技术成果鉴定会一致认为：该技术达到国际领先水平。这套系统还入选了省能源局第一批能源领域首台（套）重大技术装备。
　　

去年4月，国家能源局发布新一代煤电升级行动方案，要求示范机组升负荷速率达到4%以上。我们做到了，而且走在了前面。从山西到全国，让老机组跑出加速度，我们为全省转型发展、高质量发展贡献了自己的绵薄之力。