史上最炎热三伏天,正在引爆用电高峰。
7 月 4 日,我国最大电力负荷达到 14.65 亿千瓦,遥遥领先第二名美国,是其 1.5 倍。
中国电网如此之稳,占全网发电量超 6 成的火电绝对占据首功。
巧合的是,两天后的 7 月 6 日,国能浙江北仑电厂 8 号机组正式投入商业运行后,年发电量可满足 200 万户家庭一年电力需求,待 9 号机组工程建成后,北仑电厂将以总装机容量 7340 兆瓦,超越内蒙古的大唐托克托电厂,成为全球最大的火力发电厂。
刷新纪录的全球最大发电厂里,藏着中国发展的秘密。
为满足京津地区的供电,在内蒙古的大草原上,趴着一头 " 吞煤巨兽 " ——总投资超过 280 亿的大唐托克托电厂。
内蒙古大唐国际托克托发电有限责任公司全景
这是目前在役的全球最大的火电厂,1995 年兴建,共有 12 台发电机组,总装机容量达到 672 万千瓦,一天最多能发 1 亿度电,一年要烧掉 1500 万吨煤。
在北京,每四盏电灯里就有一盏是它来点亮。
如此厉害的火电厂,马上就要被北仑电厂超越了。
作为已经挂上号的世界第一的火电厂,北仑电厂到底有多牛?
8 号和 9 号两台新机组投产后,北仑电厂每年可增加发电量 120 亿千瓦时,能覆盖 400 万户家庭的年用电量,同时额外提供高压供热 300 吨 / 小时。
北仑电厂鸟瞰全景
电厂的峰值发电续航能力也大大提升,可连续 18 天维持近 1 亿千瓦时的单日发电量。
自 1991 年首台机组投运至今年 6 月,北仑电厂已累计发电量超 6700 亿千瓦时。
北仑电厂是全球首个突破 7300 兆瓦门槛的火电厂,与曾经以 6720 兆瓦勇冠全国第一的内蒙古托克托电厂相比,相当于多出一台大型燃煤机组。
当然,这个全球第一并不是一朝一夕建成的。
改革开放后,浙江成为长三角经济发展的排头兵。
然而,省内的 " 电荒 " 令人头疼,拉闸限电是家常便饭。
兴建电厂,刻不容缓!
作为中国首家利用世界银行贷款建设的火电厂,北仑电厂 1984 年选址浙江宁波经开区,由此开启 40 年的精彩蝶变。
世界银行副行长在北仑电厂考察
一期的两台 600 兆瓦亚临界机组相继于 1991 年 10 月和 1994 年 11 月顺利投产。
2000 年,二期三台 600 兆瓦亚临界机组的全部建成,实现装机 3000 兆瓦。北仑电厂首次成为国内最大火电厂。
当时,浙江省每 5 盏电灯,就有 1 盏由北仑电厂点亮。
北仑电厂一二期机组全景
2009 年,北仑电厂三期新增两台 1000 兆瓦超超临界一次再热机组,北仑电厂第二次成为国内最大火电厂。
也是在这一年,北仑电厂正式对外供热,并实现了能源梯级利用,自此开启技术升级与规模扩张之路。
2011 年,北仑电厂完成了国内首台背压机驱动引风机改造,降低本厂用电率。2012 到 2021 年,北仑电厂先后实现了对前三期七台 600 兆瓦和 1000 兆瓦机组的增容提效改造,并完成机组汽轮机通流改造,大大提升发电效率。
2022 年,北仑电厂一期节能减排改造项目扩建 8 号和 9 号两台 1000 兆瓦超超临界二次再热机组。
2024 年,北仑在火力发电的基础上建成 " 火风光储 " 多能互补系统,整合风电 6.25 兆瓦、光伏 47.57 兆瓦,开始打造综合能源基地。
今年 7 月,8 号 1000 兆瓦超超临界二次再热机组顺利投产,北仑电厂机组总装机达 6400 兆瓦。
9 号机组投产后,北仑电厂将以 7340 兆瓦的火电装机容量再次坐上全国火力发电厂头把交椅。
这一次,也是全球第一。
北仑电厂 40 年的发展历程,浓缩了我国火力发电的进化历史,更是我国火电不断探索实现反超的生动写照。
其一,走出一条技术自主化的道路,国产化率越来越高。
早期,北仑电厂的技术非常依赖进口。
在电厂建设的 1980 年代,不要说复杂的硬件,就像控制系统这样的关键软件也同样受制于人。
这种被 " 卡脖子 " 的感觉持续了三十年,直到 2021 年 6 号机组的改造中第一次装上百万千瓦机组控制系统的 " 中国脑 ",咱们的火电才算是能长出了一口气。
刚刚投入运行的 8 号机组则更让人扬眉吐气。
机组采用超超临界二次再热技术,通过 12 级回热系统、烟气余热高效利用等 10 余项技术创新,发电煤耗降至 257.24 克 / 千瓦时,显著提升了能源转换效率。
这个数字不仅达到国内同类型机组最优水平,也是世界最先进的水平。
更重要的是,其控制系统、锅炉、汽轮机等核心设备均实现国产替代,国产化率超 95%,打破了西门子、ABB 等外资企业的长期垄断,是中国高端装备自主化的里程碑。
平山电厂二期项目远景
顺便提一句,目前发电煤耗的纪录保持者,是安徽淮北平山电厂二期工程的 1350 兆瓦高低位双轴布置二次再热超超临界发电机组,不仅单机容量全球第一,性能试验在额定工况下的发电煤耗达到 249.31 克 / 千瓦时,也是全球第一。
其二,煤电技术越来越清洁,越来越环保。
还是说回北仑电厂,8 号机组在绿色环保方面也有全新进展。
机组采用新一代高效脱硫除尘一体化技术,按照超低排放标准配套脱硫、脱硝及烟气除尘设施。
在无湿除的条件下,利用电除尘技术使颗粒物、二氧化硫、氮氧化物排放浓度分别降至 0.6、5、16 毫克 / 标立方,领先同类机组,远优于国家标准。
在降低改造成本和运行能耗的同时实现污染物深度脱除,为煤电行业打造出 " 绿色标杆 "。
其三,正在走一条越来越智能的智慧化道路。
刚刚投入运行的北仑的 8 号机组尤为可圈可点。
社会用电存在峰谷,发电厂机组又不能停,机组灵活调整负荷的技术就很重要了。
8 号机组借助 " 火风光储 " 多能互补系统,最低调峰负荷可降至 15%,而常规机组的这一数值一般为 40%。
这意味着 8 号机组的负荷变化速率在峰值可达每分钟 2.5%。多能互补的调整负荷显著提升了机组并网的适应性。
同时,8 号机组还引入 AI 视频分析、黑灯车间、智慧燃料等项目,通过大数据优化燃煤掺配和设备运维。
尤其是采用了国能智深 EDPF-NT+ 系统后,不但实现了百万级机组 DEH 控制系统国产化,还提升了控制精度和可靠性。
北仑电厂 2 号斗轮机
在 2 号斗轮机上应用的电煤进仓恒流量技术就是其中的代表。
通过自动控制、激光三维扫描和北斗卫星定位等技术升级监控设备,建立数字化堆场信息,实现现场无人值守。操作人员在煤控室,操作全自动控制系统,即可对数百米外的斗轮机进行精准操控。试运行期间,取煤效率提升 49%。
已经投产 30 多年的火电厂,在时光的磨砺下持续进化,技术越来越国产化,发电越来越绿色,系统越来越智能。
北仑电厂的进化史,堪称中国火电技术的发展史。
我国是全球唯一的拥有联合国产业分类中全部 41 个工业门类的国家,规模居全球首位。每个工业门类,每个门类的上下游,都离不开电。
对应 " 世界工厂 " 的地位,我国第二产业的用电量占比达 64.8%。
风洞试验
这里仅举一个例子,最尖端风洞试验,单次耗电数百万度。我国新战斗机如此威猛,有电力的一份功劳。
说电力是国家发展的基石,一点也不为过。
国家要发展,电就得够用。
电想要够用,自然是要多发电,而且是越多越好,因为用电有低谷和峰值。
开头提到,我国迎来的用电高峰,是美国的 1.5 倍。
为什么一下子用了这么多电?
第一大推手自然是一段时期里的极端高温。据统计,华东地区仅空调负荷占比就达 37%,江苏 9 天内电网负荷激增 4000 万千瓦。
再一个原因是经济复苏。工业复苏带来的产业用电增速超过 30%,这其中,新技术新能源功不可没。
今年全国 5G 基站新增用电量超 300 亿千瓦时,全国新能源汽车保有量突破 6000 万辆,充换电年耗电达 1020 亿千瓦时。
这些数字背后,是新兴产业的崛起,是电力消费结构的重塑,更是经济发展与民生需求的共振。
为了维持用电需求,最根本的还是多发电。
根据最新数据,2024 年中国发电量达 100869 亿千瓦时(同比增长 6.8%),占全球总量的 32.3%;美国发电量为 46348 亿千瓦时,仅为中国的 45.9%。
2024 年全球发电量前十位国家
相比之下,2024 年,中美火力发电分别占比 67.36% 和 62.19%,两国均以火力发电为主,比重差距不大。
区别在于,中国火力发电近九成都是煤电,2024 年仅煤电发电量就占总发电量的 54.8%。
美国的火力发电主要是天然气发电,在总发电量中占比超四成。2024 年,美国煤炭发电量仅有 15%,低于风能和太阳能发电的总和。
之所以出现这种格局,主要原因是中国 " 多煤少油缺气 " 的能源现实。
中国是煤炭大国,2024 年全国原煤产量达 47.8 亿吨,占全球总产量的 51.7%。即便如此,作为全球独大的煤炭消费大国,我国仍有 5.43 亿吨的缺口,需要进口。
国内煤炭的消费主要是电力、供热和化工领域,电力一直是第一用煤大户。
2023 年全球煤炭消费情况(大红色为中国)
美国天然气资源相当丰富。2023 年,天然气产量达到 1.35 万亿立方米,约占全球总产量的四分之一,比排名二到五位的俄罗斯、伊朗、中国和加拿大四个国家的总和还多。
美国也是天然气的最大出口国,自身大概能消耗产量的三分之二,有三分之一用于出口,所以美国烧天然气是既经济又环保。
所以,中国的煤电技术必须要成为世界第一,最大的技术最先进的火电厂也必须是中国的。
这既是受我国能源格局所定,也是配合国情政策的发展。
这一点做到了,更难能可贵的是,我们的煤电技术不仅在转换效率上突破 50% 大关,并且将污染水平降低至与美国天然气发电持平。
当然,中国也没有忘记拥抱新能源。
2024 年,中国新开工煤电机组总计 94 吉瓦,其中超临界机组占比 70%。同时新增的风光装机则达到 520 吉瓦,是煤电的五倍多。
中国电力不仅在增长,而且将更加清洁。
同时,我们不但有了充足的电量,更有传输电力的黑科技。
特高压线路
全球 45 条特高压线路中 42 条采用中国技术,蒙古国寒冬供暖 70% 依赖中国供电,越南工厂靠云南水电维持运转。
手里有电,输电不愁,才真正能做到心中不慌。
这是中国发展的密码。
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THE END
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