工业领域大规模设备更新 煤电机组“换心”后延寿30年

  在天津盘山电厂，一些主设备通过升级改造延寿了30年，它是将原有的两台530兆瓦俄制超临界机组升级改造为国产高效超超临界机组。

  把升级前后的发电机组作对比，虽然外观看不出来太大差别，但改造完成后，机组供电煤耗降低了14%，供热能力提高了两倍以上。总台记者实地探访了天津市蓟州区的盘山电厂，看看老机组是如何通过“换心”焕发新活力的。

  记者来到位于天津市蓟州区的盘山电厂，看到了刚刚投入运营的发电机组。负责人和记者说，这是我国最早一批超临界燃煤发电机组，设备是苏联生产。工厂已经运行了28个年头，机组设备老化、能耗高，并且距设计寿命也只有两年时间。为了充分的利用机组的价值，最大限度减小燃煤机组关停造成的损失，盘山电厂开展机组创新升级及延寿改造。

  国家能源集团天津盘山电厂副总经理 王九崇：原来这一个位置布置的是一台励磁机，现在改成碳刷这种励磁方式（静止励磁），节省了空间，目前这属于我们国内主流的一种先进技术。

  创新升级及延寿改造项目是在合理规划利用原有系统、设备和主厂房框架等基础上，采用国内先进的技术，将现有两台530兆瓦俄制超临界机组升级改造为国产高效超超临界机组。

  国家能源集团天津公司副总经理 潘夏清：通过整体延寿改造，机组将再次进入新的生命周期，可继续服役30年，这是目前国内唯一一个通过创新升级机组整体延寿30年的在役煤电项目。

  项目的投运有效填补了我国电力装备升级改造的产业空白，为国内外老旧燃煤发电机组跨代升级、延寿改造探索新路径、提供新思路。

  盘山电厂的创新升级与延寿改造项目，不同于一般基建和检修工程。项目需对两台机组进行有序拆除与重建，且在施工期间，需确保另一台机组单独运行时供电、供热、供汽的安全稳定。这给工程建设增加了不少难度，他们是如何克服的呢？

  中国能建华北电力设计院副总经理 聂恒宽：这个电厂最大的难度是一台机组运行，另外一台机组改造，这里交叉难度是很大的，它的油、氢每个方面都不是很容易的事情。

  中国能建华北电力设计院副总经理 聂恒宽：我们采用了三维扫描技术，把厂房里都扫描成图，然后我们在这个基础上进行设计。我们很多的规范都得调整，要按现在的规范去验算，哪些可以用，哪些不可以用，整一个完整的过程很艰辛。

  这次改造的1号机组充分的利用厂区现有条件，将原有主厂房框架及基础、汽机房、锅炉房、集控楼等辅助系统来进行钢结构加固改造，同时对锅炉、汽轮机、发电机等电厂核心的三大主机整体更换升级，也就是将电厂的“心肺”功能换新，肌体组织加固改造，让老电厂焕发新活力。

  国家能源集团天津盘山电厂工程技术部经理 邓金波：我们充分结合现场施工环境变化动态完善拆除方案，有效克服了整机拆除施工风险高、工作难度大、无经验借鉴等因素，拆除总重量超2万吨，拆除电缆1200余公里，相当于北京到上海的直线号在运机组的安全稳定运行。

  项目在改造过程中，技术人员采用参数跨代升级、大容量供热、深度调峰、热电解耦、回热优化等创新升级技术，进一步提升了机组的安全性、可靠性、经济性和灵活性，实现了老旧装备的升级换代、机组的技术参数及指标整体升级。

  国家能源集团天津盘山电厂副总经理 王九崇：这次改造，这个汽轮机的级数，包括效率都有很大提升。改造以后汽轮机的热耗大约是7243千焦，原来大约是8300千焦，折合成煤耗，每度电降低45克煤。

  煤电作为我国电力供应的主体，其设备更新和升级对于保障国家能源安全、促进电力工业高水平质量的发展具备极其重大意义。专家这样认为，对我国现有煤电机组开展延寿改造技术上可行、经济上合理，是大势所趋。目前国内多家煤电企业组织了延寿改造评估并获得延寿运行许可。

  中国能建华北电力设计院副总经理 聂恒宽：盘山电厂这一个项目，比国内新建工程大概投资节约了44%，能够说是目前国内性价比最高的大型火电厂。两台机组每年能节约标煤22万吨，改造之后机组的供热能力提高了近两倍，不仅仅可以满足天津蓟州区的供热需求，而且还增加了外供2000万平方米的供热能力，真正的完成了经济效益、社会效益和环境效益的完美结合。

  相比新建煤电机组，低碳化改造尤其是延寿升级改造是更为经济和短周期的方式，成本低、见效快。

  据统计，2030年左右是煤电机组延寿高峰期，届时我国约有接近1亿千瓦的煤电机组达到设计寿命，约占煤电总装机量的10%，到期机组的关停和延寿策略对于确保电力系统安全、如期实现“双碳”目标有很重要的意义。

  中国能建华北电力设计院副总经理 聂恒宽：这类的电厂所处的位置都是比较好的，尤其是这些供热的电厂，在供电的同时实现了供热。在改造过程中，还可以把先行电力系统的一些要求加进去，比如制氢、制氨，等等；还可以变成一个综合能源的服务站，让它焕发新的生命力。

  近年来国家在电力设备节能降碳、提高能效、回收利用等方面出台一系列政策，我国煤电领域设备更新市场规模巨大。

  根据中国电力企业联合会数据，截至2024年9月底，我国煤电装机容量11.8亿千瓦，占我国总发电装机的37.3%；2024年前三季度，煤电发电量4.1万亿千瓦时，占我国全口径发电量的54.4%。煤电以不足40%的装机占比承担了全国70%的顶峰保供任务和近80%的调节能力，仍发挥着保障电力安全稳定供应的“顶梁柱”和“压舱石”作用，有力保障了我国民生用电和经济社会持续健康发展需求。

  中国电力企业联合会副秘书长 丁永福：电力设备更新改造具有较强的产业链乘数效应，能带动电气设备、金属冶炼等多个行业需求量开始上涨。初步估算，新一轮电力设备更新改造的市场规模将达上万亿元，市场潜力大、空间广。通过电力设备更新升级，有助于提高设备能效，降低能源消耗，推进绿色低碳转型。

  今年6月，国家发展改革委、国家能源局发布了《煤电低碳化改造建设行动方案（20242027年）》（以下简称《行动方案》），明白准确地提出要推动煤电行业的低碳化转型，通过实施煤电机组改造升级，逐步降低煤电机组能耗，提升灵活调节能力和清洁高效水平。根据《行动方案》，到2027年煤电低碳发电技术路线将进一步拓宽，建造和运行成本显著下降。相关项目度电碳排放较2023年同类煤电机组平均碳排放水平降低50%左右，接近天然气发电机组碳排放水平。