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东南亚最大燃煤电厂的“生存经”

作者:李佩聪  来源:能源杂志  发布时间:2018-9-14 16:20:41

中国储能网讯:满足了马来西亚半岛22%电力需求的最高效燃煤发电厂,在可再生能源愈发具有竞争力的今天依旧不可替代。

有着“海上十字路口”之称的马六甲海峡是全球最重要也是最为繁忙的国际水道之一,在这附近马来半岛霹雳州西海岸一座人工岛的码头上,每个月会接纳16到17艘船,平均每艘船上装载着18000公吨的煤,提供给这座岛上最大的燃煤发电厂——曼绒电厂。

码头卸煤,煤从码头运到煤仓,放进磨煤机里粉碎成粉末,填进锅炉里燃烧。通过燃烧,加热蒸汽,再将蒸汽引进蒸汽轮机里,轮机再推动发电机发电……曼绒电厂保持着这样的日常运转,保障了365天不间断的电力供应。

在全球都在谈论能源转型的今天,燃煤电厂面临着减排的生存压力。在彭博新能源财经最新的新能源长期展望中,重点提到未来“煤电是最大的输家”。事实上,对于众多发展中国家,包括中国在内,煤炭目前依然是最重要的燃料,短期内地位不可撼动。而长远来讲要如何生存发展,是每个燃煤电厂都在思考的问题。

“从传统能源发电逐渐转型到可再生的清洁能源是一种趋势,马来西亚也是这样。我们非常支持绿色能源项目,但可再生能源要成功,要向用户提供大量稳定的电力,还需要很多年才能实现。”曼绒电厂董事总经理Datuk Shamsul Ahmad向记者表示,“我们在世界其他地区看到了转型的趋势,尤其是在欧洲、美国和大多数西方国家。但东南亚地区思考问题的方式并不是这样,所以我们看待煤炭的态度更加实际。”

《能源》记者在对东南亚曼绒电厂的实地探访中,看到了煤炭对于一国电力稳定供应的重要性,这一点与我国别无二致。与此同时,对依赖煤炭的国家而言,技术——是在能源转型上共通的答案。

曼绒经验

马来西亚有常规火力发电、水力发电及非水力新能源发电三种发电方式,截至2016年,马来西亚电力总装机容量为34201.5MW,其中常规火力发电装机容量占到了81.6%。根据BMI的统计及预测,未来燃气发电在马来西亚火力发电结构中的比重将会下降,而燃煤发电量的占比将由39.6%提高至2021年的44.0%。

燃煤发电至今仍具有其他能源无可比拟的优势——经济、稳定。

“发展中国家需要稳定、可靠的能源供应,而且最重要的是价格便宜,其中最具竞争力的能源就是煤炭。我们必须接受这个事实,所以现在能够看到东南亚地区建设了许多火电厂。”Datuk Shamsul Ahmad表示。

转型和变革难以在一朝一夕完成,马来西亚目前可再生能源的发电成本比煤炭及天然气要高,火电厂仍然是最便宜、最有竞争力的发电模式。曼绒电厂能够产出非常便宜的电力,价格是马来西亚最低的。

“至于实际电价,马来西亚政府正在最大努力地降低价格,可以保证的是一定比欧洲的电价便宜。”据Datuk Shamsul Ahmad介绍,在马来西亚电力市场仍然属于国家垄断的行业,电力价格由政府管理并制定,不同地区电价有所不同。曼绒电厂的运营商为马来西亚国家电力公司(TNB),正是电力运行方面的事业单位之一。

驱车驶近电厂,曼绒电厂庞大的样子渐渐显现,与一路经过的低矮房屋对比鲜明。1-5号机组靠海而立,占据着人工岛的一角。电厂内煤炭储料场里存储着大约110万吨煤,足够30天的使用。

曼绒电厂经历近四年的发展,目前拥有5个机组,是东南亚最高效的燃煤发电厂,效率接近40%,超过33%的全球平均水平。曼绒电厂四期100万千瓦超超临界燃煤电站项目是通用技术集团旗下的中国机械进出口(集团)有限公司(简称中机公司CMC)与GE组成联合体通过国际竞标方式承揽的集设计、施工为一体的特大型交钥匙工程。

据了解,曼绒电厂是TNB史上最大的一次投资,1号到3号机组投入大概71亿林吉特,4号机组投入65亿,5号机组约65亿,一共在200亿林吉特左右(约合人民币332亿元)。与之相比,电厂带来的收益也清晰可见,其利润率大概占国家电力公司总利润的6%到7%。

“我们的业务模式非常简单,主要是发电、卖电。我们买煤、烧煤、发电,再输送出去,不会过多考虑新型的清洁能源和全球化,想的只有如何将电卖出去,赚更多的钱。”Datuk Shamsul Ahmad说。

同时,曼绒电厂通过社会公益和组织赛事等一系列社会活动为当地经济做出贡献。根据粗略计算,每年能为曼绒地区带来600万林吉特(约合人民币997万元)的收入。而最为重要的是,全年为马来西亚持续输送稳定电力。

曼绒四期项目几乎是满载运行,运营第二年利用率达到97%,满足电网全部基本负荷,非计划性停运率为2.4%。白天发电1000兆瓦,在夜间电力需求降低的时候降到850兆瓦。一般在晚上11点调低负荷,第二天白天再调高,利用率非常高,以保障全天的发电。

目前,曼绒电厂作为东南亚最大的一家发电厂,能够为超过200万家庭供应电力,满足了马来西亚半岛22%的电力需求。

技术升级

《世界能源展望》预测:2015年至2040年间,马来西亚的能源需求将翻一番。煤炭作为能源结构中的主要燃料,这种燃料格局将影响其人均二氧化碳排放量。目前马来西亚已经实现了能源结构的多样化,开始认识到改进技术的必要性,建设高效新型的燃煤电厂,其碳排放量预计会降低33%。

在曼绒电厂的5个机组中,1、2、3号机组是700兆瓦机组,采用亚临界技术。4号机组1000兆瓦,是东南亚首个采用超超临界技术的机组,也是亚洲最大的机组之一,5号与4号机组在配置上和技术参数上基本一样。

曼绒四期作为该区域首个超超临界燃煤发电厂,对环境造成的破坏最小。与前三期相比,曼绒四期二氧化碳排放量降低了4-5%,每天消耗超过10,000吨煤,可以使用15种不同特性的煤。

过去采用的是亚临界技术,现在越来多的国家开始采用超临界、超超临界技术,全球范围内能够看到这样的趋势。

据GE蒸汽发电业务中东、北非及土耳其商务总经理 Sacha Parneix介绍,超临界技术是在更高的温度和压力下操作锅炉,同常规燃煤电厂相比,超临界燃煤电厂运行温度更高。高温增加了运行时的压力,从而提升了效率,在提高电厂出力的同时降低排放。

“超超临界技术的优势是机组效率非常高。普通的亚临界机组效率大概在36%左右徘徊,一旦使用超超临界技术,效率就能接近40%,甚至更高。” Sacha Parneix 表示,“新建燃煤发电厂区域主要在发展中国家和地区,对于新建电厂,我们预计世界范围内每年新增产能在25-30GW。其中,超超临界机组所占的比例会不断上升,而亚临界机组会大量减少至接近于零,到时大部分新燃煤机组主要就是超临界机组和超超临界机组。”

曼绒电厂在对环境质量的监测主要在三个方面,包括电厂排放的废弃物,空气质量,以及不同地区的酸雨情况。

曼绒电厂1、2、3号机组采用的是静电除尘,4、5号采用布袋除尘。在曼绒电厂四期应用的袋式除尘器采用了独有的脉冲清灰阀及控制系统,烟气脱硫系统在保证高效脱硫的同时将烟气排放温度提升至80°C,增加烟气扩散能力,降低周围居住区地面污染物浓度。并保证海水排放满足标准要求,最大程度减少了对周围生物环境和海洋环境的影响。

与其他燃煤电厂不同的是,曼绒电厂发挥着其地理优势,采用的是海水脱硫方式。GE蒸汽发电业务全球产品负责人Amir Mujezinovic告诉记者:“GE为曼绒电厂提供的海水烟气脱硫系统能为其实现低至200mg/Nm3的二氧化硫排放,达到低于马来西亚标准的世界银行标准。”

曼绒电厂已经在现有5个机组的基础上,有意向在宜麦和马来西亚其他地方实施扩张计划,主要是出于对输送线路的差异化的考虑上,避免在一个发电站出口太多电力。Datuk Shamsul Ahmad告诉记者:“我们有空间、资金、能力实施扩张计划,但现在的问题主要是风险评估,曼绒电厂很愿意提高产能,但是要和国家电网的节点找一个平衡。”

中国EPC

曼绒四期项目的成功交付和高效运营,“中国制造”在其中起到了关键作用。

曼绒电厂四期的锅炉来自武汉锅炉股份有限公司(简称“武锅”),汽轮机由北重阿尔斯通(北京)电气装备有限公司制造。此外,曼绒电厂四期环境控制系统采用的烟道、钢结构和主要设备的静态件都使用中国标准钢材,加工也来自于中国。

根据媒体报道,2007年8月,前阿尔斯通入主武锅,通过技术革新对武锅能力进行升级。2012年,武锅向曼绒电厂交付了其首台百万千瓦超超临界双烟道锅炉。2015年11月,GE完成了对阿尔斯通电力与电网业务的收购,武锅成为GE全球最大、技术最先进的锅炉生产基地。

曼绒电厂四期项目之前,在马来西亚尚无中国企业承揽中型以上机组的工程承包业绩和经验。马来西亚作为东南亚地区最发达的经济体之一,虽然是亚洲市场,但是其市场环境、法律框架和商业行为规范深受西方的影响,工程规范与项目管理普遍执行英国国家标准和美国机械工程师协会标准,市场门槛较高。

“一带一路”为中国制造业转型升级带来机遇,越来越多的中国EPC企业参与沿线国家基础设施建设,这需要中国EPC企业在一个跨越地域和文化的国际平台上运作。曼绒四期是GE发电与中国EPC在海外的第一个总承包项目,GE与中机公司组成联合体参与竞标向马来西亚传统市场进军,为中国企业迈向海外打开通道。

GE蒸汽发电中国EPC业务商务总经理胡景淼表示:“中国EPC在成本控制上、工期控制上,都很有优势。而GE的优势是在技术、全球的资源、以及设备的燃料适应性等方面,其与中国EPC合作是比较完美的结合。”

自2010年,中国EPC企业与GE开启合作,到现在GE发电已经向海外市场提供了50余台蒸汽轮机以及其它基础设施技术和解决方案,为超过70个海外市场提供全球化的技术支持与服务,保障了超过一千万人的电力供应。

时至今日,煤炭仍在全世界的发电行业扮演重要的角色,“一带一路”沿线发展中国家想要发展电力推动当地经济,燃煤电厂依然是这些国家的首选,短期内摆脱煤炭并不现实,对中国而言亦是如此。

根据“十三五”的规划目标,2020年之前,我国计划要完成4.2亿千瓦超低排放改造、3.4亿千瓦节能改造、2.2亿千瓦灵活性改造。新建燃煤发电机组平均供电煤耗需低于300克标煤每千瓦时,现役燃煤发电机组经改造平均供电煤耗需低于310克。这意味着,中国的现有燃煤电厂需要对硬件设备进行改造升级,充分利用技术。

2017年,我国6000千瓦及以上火电厂供电标准煤耗为309克/千瓦时,与1978年的471克/千瓦时相比,降幅达到34.4%。

基于中国燃煤电厂的生存现状,中国电力企业联合会专职副理事长王志轩认为:“煤电作为主体能源仍需要较长时期,未来中国电力需求呈持续增长趋势,但煤电发展除了能源战略布局和电力系统安全上的需要以及局部地区还有一定的增长外,总体上不再是增量型发展,而是由优化型逐步向减量型发展。”

新建燃煤电厂,技术一定更加突出。去年11月,GE宣布将为平山电厂二期项目提供全球首台1350MW超超临界二次再热燃煤锅炉,这将是截至目前全球已建和在建燃煤电厂项目中单机容量最大的机组。

据了解,该电厂采用SteamH技术,预估可帮助电厂每度电煤耗由目前的265-275克标煤优化到每度电249-251克标煤,可为燃煤电厂提升15%的效率,使燃煤电厂效率有望接近50%。最新媒体消息称,今年7月,安徽平山二期项目第一根锅炉钢架顺利吊装就位,该机组将全面进入安装建设阶段。

关键字:火电厂

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