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高炉煤气CCPP发电技术市场发展空间广阔

本报实习记者褚召忍

9月8日,三菱动力燃气轮机工程技术(南京)有限公司主办的“三菱动力2022年第九届高炉煤气CCPP机组网络技术交流会”,采用南京主会场与各用户企业线上分会场相结合的形式召开。参加此次会议的冶金工业规划研究院、沙钢、鞍钢、鞍钢鲅鱼圈、邯钢、华菱钢铁、马钢、包钢、太钢、首钢迁钢、宝武重钢、首钢京唐、天津铁厂、青岛润亿等单位的专家、领导和专业技术人员,共同探讨节能减碳战略方向和实施路径,助力钢铁行业绿色低碳高质量发展。

加强节能减碳合作

三菱动力燃气轮机工程技术(南京)有限公司董事长川口高広在致辞中表示:“今年上半年受需求收缩、供给冲击以及新冠肺炎疫情影响,钢铁行业利润缩水,产品的价格持续走低。在全球钢铁行业,随着低碳化、氢能源、数字技术的快速发展,市场环境以及客户需求发生着巨大的变化。面对复杂多变的市场行情,三菱愿与中国钢铁企业携手并进,加强节能减碳合作。”

三菱动力燃气轮机工程技术(南京)有限公司总经理徐秀福表示:“随着全国碳排放权交易市场的开启,CCPP发电机组(燃气-蒸汽联合循环发电机组)减碳量将成为钢铁行业自发电以外新的盈利点,同时也为企业赢得更多的社会效益和环保效益。在不改变现有生产工艺和能源供应结构的基础上,CCPP发电技术是钢铁行业节能减碳的有效措施之一。截至目前,国内三菱CCPP发电机组已累计发电超过2000亿千瓦时,为钢铁行业节约标准煤5800万吨以上,减排二氧化碳超过1.5亿吨。与同时期建设的高温高压、超高压锅炉发电机组相比,CCPP发电机组各项指标领先30%以上。”

截至目前,三菱各机型CCPP发电机组在国内钢铁企业中已投运30台,还有3台正在建设中。已投运CCPP发电机组累计运行时间超过237万小时,发电机组可用率超过99%,消除了最初钢铁企业对CCPP发电机组运行可靠性的顾虑。

提高低碳技术水平

低碳发展是突破环境、能源和资源制约的路径,也是推动行业高质量发展的重要内容、关键体现和终极目标。

冶金工业规划研究院副总工程师郜学表示:“重点大中型钢铁企业代表了行业发展的先进水平,依据中国钢铁工业协会公布的数据,2021年全国重点大中型钢铁企业吨钢综合能耗549.24千克标准煤,较2020年下降0.59千克标准煤,下降幅度为0.11%。和2015年相比,吨钢综合能耗下降比例达到4%。”

郜学介绍,与2020年相比,2021年焦炉煤气放散率下降了0.39个百分比,下降幅度为40.17%;高炉煤气放散率下降了0.08个百分点,下降幅度为6.30%;转炉煤气吨钢回收量达到119.2立方米,提升幅度为1.40%。代表行业二次能源利用水平的余热余能自发电率逐步提高,从2015年的44%提高到2021的54%,提高了10个百分点。

据不完全统计,2020年我国重点统计钢铁企业建有CCPP发电机组55台,总装机容量为6156兆瓦。2020年,我国重点统计钢铁企业已建有蒸汽发电机组357台,总装机容量为2386兆瓦。2020年,我国重点统计钢铁企业建有煤气锅炉发电机组近700台,总装机容量为34730兆瓦,同比增长了3130兆瓦。据统计,2021年我国平均自发电率约54%。

针对提高低碳转型技术应用水平,郜学提出了三点建议:一是大力推动焦炉自动化配煤水平、高炉节煤降焦等先进工艺技术,提高煤炭利用效率,促进能源高效转化。二是提高钢铁行业电能占终端能源消费比重,系统提升能源利用效率,提倡和推广CCPP高效发电技术。三是大力发展储能技术,依托钢铁企业煤气发电和余热发电机组,基于固体储热、熔盐储热技术,依托能源数字化平台,利用分时电价、电力交易等多种能源协同控制技术,增强钢铁企业能源系统可调整能力,使钢铁企业能够承担削峰填谷、需求侧响应、促进新能源消纳等重要功能,解决大规模可再生能源接入导致的区域源荷不匹配等问题,增强源网荷互动能力,平衡区域用能,提升能源价值。

提高自发电效率

“十四五”期间,在能耗“双控”向碳排放总量和强度“双控”转变过程中,将严格控制钢铁行业产能规模,进一步倒逼企业节能减碳。

三菱动力燃气轮机工程技术(南京)有限公司主任工程师雍一正表示:“在节能减碳的背景下,钢铁行业迅速提升煤气自发电比例,在产能未大幅增加的情况下,与自发电总装机量相比‘十三五’末上涨12.8%。虽然钢铁企业整体自发电水平不断提升,但是以双超、亚临界为代表的中间参数发电机占行业多数,发电效率达到45%以上的大型高效CCPP发电机组占比仍然较少。中国钢铁行业大型CCPP发电机组装机容量为2983兆瓦,同期日本钢铁行业大型CCPP发电机组装机容量为2363兆瓦,通过中国10亿吨的钢铁产能与日本9000万吨的钢铁产能对比分析,中国钢铁行业先进高效高炉煤气发电技术市场发展空间广阔。”

鞍山股份能源管控二发电厂运行作业区主任工程师姜作铭表示:“鞍钢高度重视环境保护和循环经济发展,始终秉承‘循环发展’的理念,为高效利用富裕煤气,采用CCPP发电工艺对富裕煤气进行高效利用。与传统煤气发电机组相比,180兆瓦CCPP发电机组对高炉煤气热值适应性强、范围广;燃气轮机、汽轮机采用双轴布置,具备向市民供暖的能力,减少燃煤供暖锅炉对城区的空气污染;通过深入挖潜、优化操作,发电效率达到47.3%以上,高于常规煤气锅炉机组。”

马钢能环部发电一分厂燃机工程师张剑秋表示:“公司能环部采用的国内首台低热值单轴M701SDAX型CCPP发电机组,机组设计额定负荷为183兆瓦,设计热效率大于47%,实测效率大于48%,年发电量约14.274亿千瓦时。可充分回收利用炼铁、炼钢产生的富裕煤气,减少煤气放散,保护生态环境,提高自发电效率。”

“马钢北湖发电厂183兆瓦CCPP发电机组投产以来,实现连续安全稳定长周期生产,2022年1月—6月份累计发电量为78030万千瓦时,负荷率达到99%,实现经济、社会、环境效益多赢。”张剑秋说。

为进一步提质增效、降低碳排放强度,目前,三菱动力正在开展适合钢铁企业使用的更加高效小型化的CCPP发电机组研发工作。与此同时,三菱动力也在研发氢燃料和氨燃料燃气轮机,该技术将完全使用零碳燃料,在燃烧过程中实现零碳排放。

《中国冶金报》(2022年09月22日08版八版)

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