“靈活性改造提升調峰能力這是火電發展的必由之路。”在近日由中國火力發電產業技術創新戰略聯盟、國家火力發電工程技術研究中心主辦的“全國火電機組靈活性改造技術交流研討會”上，國家火力發電工程技術研究中心常務副主任顧煜炯向中電傳媒記者分析道。

在顧煜炯看來，在深入推進火電靈活性改造的新階段，科學梳理火電靈活性改造的技術路線，制定廣大發電企業能夠普遍參照的規范和標準，是當前迫切需要的重點課題。

記者注意到，“全面推動火電機組靈活性改造”已被列為《電力發展“十三五”規劃》的重點內容。規劃尤其強調，充分借鑒國外火電靈活性相關經驗，實施煤電機組調峰能力提升工程，加快推動熱電機組儲熱改造和純凝機組靈活性改造試點示范及推廣應用。

多種技術路線顯現

“開發‘智能鍋爐’技術平臺，將復雜的爐內過程變成可實時觀測、定量預報、閉環優化調控的過程。”華北電力大學熱輻射與燃燒監控大數據研究中心主任周懷春在會上表示。在周懷春看來，靈活性運行對鍋爐入爐燃料及燃燒技術提出更高要求。如果風、煤、水隨負荷變化的控制規律，還可以隨著機組運行時間的推移在線更新，即實現對鍋爐燃燒及機組運行優化控制規律的滾動優化。

“一年多來，我們在沒有對機組設備進行大改造的情況下，僅通過優化控制完成了多個企業的深度調峰改造。”東南大學能源與環境學院教授呂劍虹在會上講道。據呂劍虹介紹，華能大連、丹東的6臺35萬亞臨界機組和華能營口2臺60萬超超臨界機組，均通過優化控制實現了深度調峰，35萬機組和60萬機組的最低負荷分別達到25%和15%額定出力。三個電廠在今年1~3月深調的直接收益達21421.4萬元。

資料顯示，呂劍虹介紹的優化控制系統已在國內250多臺火電機組（其中百萬機組35臺）的核心控制中成功應用，其性能得到廣大用戶的一致好評。在江蘇，已有70%以上的電廠采用了此優化控制技術。

“火電靈活性改造為系統性工程。通過對制粉系統、燃燒系統、水平煙道吹灰系統、受熱面升級、尾部煙氣旁路、WGGH改造，在保證鍋爐安全可靠的前提下，可實現靈活性改造目標。”東方電氣集團東方鍋爐股份有限公司的朱驊在接受采訪時談道。

據了解，火電靈活性改造的技術一般包括五方面：一是純凝機組低負荷運行、深度調峰。二是改善機組爬坡率，提高機組負荷響應速度。三是火電機組快速啟停。四是熱電聯產機組熱電解耦。五是鍋爐燃料靈活可變。

在沈陽世杰電器有限公司副總經理蘇明看來，火電靈活性改造涉及的內容比較多，“熱電解耦”是當前的主要內容。該公司利用超大功率電熱轉換和超大容量熱儲能專利技術，實現“熱電解耦”，為電網提供調峰服務。2016年以來，他們先后參與了東北電網四個電廠熱電機組的靈活性改造，總投運功率118萬千瓦，調峰效果顯著。

“當前熱電機組的余熱利用率較低。為滿足集中供熱尖峰負荷，供熱能力余量偏大。增加儲熱器后可提高余熱利用率30%。”中益能儲熱技術集團有限公司董事長王智慧在接受采訪時談道，采用儲熱技術可對熱電機組進行調峰。另外，“儲熱+”移動儲能供熱系統通過車載實現可移動式儲能供熱，將工業余熱、廢熱高密度儲存，在供熱管網供應不到的區域，實現供暖和全年生活熱水熱能供應，開創了無管網供熱模式。

在百吉瑞（天津）新能源有限公司總經理薛凌云看來，熔鹽儲能才是火電靈活性改造的最佳選擇。據薛凌云介紹，來自太陽能熱發電領域的熔鹽儲熱技術如果應用于火電靈活性改造中，不僅能實現熱電機組的熱電解耦和供熱期深度調峰，還可以使純凝機組和供熱機組在非供熱期實現深度調峰，是真正可以達到火力發電全時段調峰的靈活性改造技術。

標準體系亟待建立

談到靈活性改造中鍋爐燃燒優化技術路線的選擇，華北電力大學控制科學與工程學院教授黃孝彬在會上表示：“優化鍋爐燃燒的概念不應該僅僅是優化爐內燃燒，而是應該從燃料的優化選擇、鍋爐及燃燒器等設備方面的優化設計及適應性改造、燃燒狀態的精細運行控制幾個方面進行綜合優化。”

“自從2016年國家能源局發布火電靈活性試點項目以來，火電企業及相關各方做了多種探索，熱電解耦方面也是百花齊放。運行之后的實際效果、效益、安全性如何，需要有關部門給出指導性意見，便于更多電廠推廣應用合適的先進技術。”華北電力大學國家科技園電力行業高端專家智庫特聘專家詹華忠向《中國電力報》記者表示。

記者了解到，“建立電力系統調節能力提升標準體系”是今年初國家發展改革委、國家能源局聯合發布的《關于提升電力系統調節能力的指導意見》的重點內容。

該意見強調：“開展有關電力系統調節能力提升的標準制定和修編工作。對現有火電廠技術標準進行修編，‘三北’地區新建煤電達到相應靈活運行標準，新建熱電機組實現‘熱電解耦’技術要求。研究編制新型儲能技術以及需求側智能化管理的相關標準。借鑒國際電力系統靈活運行先進經驗，促進電力系統調節能力提升技術標準的國際交流與合作。”

“供熱機組加裝儲熱裝置，削弱電出力與用戶熱負荷之間的耦合關系；實現‘熱電解耦’，在不影響機組效率的前提下，提高機組靈活性。”清華大學教授郝俊紅談道，熱電機組以往受“以熱定電”理念制約，調峰能力受限。下一步，在制定火電靈活性改造的相關技術標準時，要綜合考慮“熱電協同”原則。

“當前國內的儲熱裝置發展無序，無標準，安全隱患多。比如，2017年11月29日，張家口一臺質量不合格的儲熱鍋爐就發生爆炸。”某科技公司負責人在上述會議上指出。據這位負責人介紹，很多儲能供熱裝置質量無底線，用粘土磚或回料磚代替鎂磚/鐵磚，這樣很容易粉化。有的用鋼管代替全球通用的銅管材料，很容易泄露。有的還靠降低供熱時間與熱負荷，來欺騙客戶可以低價供暖。

儲熱裝置存在的亂象折射出我國儲能技術的發展現狀。“‘十三五’期間，初步建立儲能技術標準體系，形成一批重點技術規范和標準。”去年年底發布的《關于促進儲能技術與產業發展的指導意見》中指出。該意見還提出，未來10年內分兩個階段推進相關工作，第一階段實現儲能由研發示范向商業化初期過渡；第二階段實現商業化初期向規模化發展轉變。

“根據不同地區調節能力需求，科學制定各省火電靈活性提升工程實施方案。”這是國家相關部門對實施“火電靈活性提升工程”提出的明確要求。在“十三五”期間，將有2.2億千瓦火電機組實施靈活性改造，一套科學的技術標準和實施細則對于指導和規范此項工作十分必要。