创新技术助力煤电行业实现节能降碳新突破

中国经济导报、中国发展网记者  白雪

在能源转型的浪潮中，煤电行业正面临前所未有的挑战与机遇。为提高锅炉烟气余热利用率，减少空预器堵塞问题，国家节能中心联合山东省电力行业协会近日在山东省济南市召开锅炉烟气余热利用及空预器防堵技术交流会，共同探讨锅炉烟气余热利用及空预器防堵的技术与措施。同时，一项能够提高锅炉烟气余热利用率并减少空预器堵塞问题的创新技术，即空预器堵塞治理与烟气余热深度回收新技术在本次交流会上亮相。

锅炉烟气余热利用及空预器防堵技术交流会现场。国家节能中心/供图

随着可再生能源的不断发展，煤电在新型能源体系和新型电力系统构建过程中的压舱石作用更加凸显，煤电作为基础保障性和系统调节性电源的功能定位更加明确，因此必须要不断提高煤电能效水平。空预器堵塞治理与烟气余热深度回收新技术能显著提高烟气余热利用率、降低发电煤耗，同时还能减少空预器堵塞问题，对提高煤电能效水平具有重要作用。

加快推动煤电行业节能降碳改造

煤炭是最主要的碳排放源，同时也是现阶段我国的主体能源。近年来，煤炭消费占我国一次能源消费比重不断下降，2023年降至55.3%，但煤炭消费总量仍在增加，2023年约为31.6亿吨标准煤，同比增长5.6%。在电力生产领域，全社会近六成发电量仍然是煤电。可以预见，在未来一段时间内，煤炭消费需求仍将保持刚性增长，在能源保供领域继续发挥“压舱石”和“稳定器”的作用。国家节能中心主任闫勇哲表示：“巨大的煤炭消费与煤电存量，要求必须加强煤炭清洁高效利用，加快推动煤电行业节能降碳改造，不断提高煤炭利用效率。”

锅炉是最重要的用能设备之一，同时也是最重要的用煤设备，我国的锅炉用煤量约占煤炭消费总量的2/3。目前，我国共有锅炉约32万台，年消耗能源约20亿吨标准煤，碳排放量约占全国碳排放总量的40%，是我国能耗量最大、碳排放量最多的耗能设备。近年来，我国通过大力实施煤电结构优化和转型升级，积极推进燃煤工业锅炉节能环保综合提升，锅炉生产制造技术和节能环保运行水平显著提高。闫勇哲坦言：“但总体来看，部分锅炉的能效水平依然较低，尤其是烟气余热利用仍有提升空间，节能减污降碳潜力仍然较大。”

事实上，我国一直高度重视锅炉能效提升。2023年11月，国家发展改革委等部门印发《锅炉绿色低碳高质量发展行动方案》，提出要加快新建锅炉绿色低碳转型，开展存量锅炉更新改造，到2025年，工业锅炉、电站锅炉平均运行热效率较2021年分别提高5个百分点、0.5个百分点。今年3月，国务院印发《推动大规模设备更新和消费品以旧换新行动方案》，提出在全国范围内实施设备更新和消费品以旧换新，设备更新行动将重点聚焦工业、农业、建筑等7个领域，其中就包含锅炉更新改造。今年5月，国务院印发《2024—2025年节能降碳行动方案》，明确提出要推动煤电低碳化改造和建设，推进煤电节能降碳改造、灵活性改造、供热改造“三改联动”。

技术创新实现节能降碳

相关政策的落实都需要先进锅炉节能降碳技术与措施的有力支撑。空预器堵塞治理与烟气余热深度回收新技术便是政策落实有力探索的其中之一。闫勇哲介绍：“目前，该技术已经在电力行业得到应用，根据第三方检测机构和典型用户反馈，采用这项技术进行改造后，锅炉效率明显提高，节能降碳效果显著，机组运行稳定性、安全性和经济性大幅提升。”

据了解，该技术由重庆大学首先提出，重庆鑫顺盛达科技有限公司与重庆大学合作，在三维内外肋片管强化换热技术基础上，分别研发了三维内外肋片管烟气暖风器节能防堵技术和三维内外肋片管空气预热器节能防堵技术。

在国家能源集团科学技术研究院国家重点实验室首席专家邢德山看来：“该技术最大的亮点是防堵和节能兼具。”

据介绍，该技术不仅能够节约能源、节约用水、节省占地、节约金属材料，还能够增长设备的使用寿命、增加产品产量、减少原料消耗、降低产品成本。

技术实施效果如何，用户的应用效果反馈尤为重要。

重庆旗能电铝有限公司自备电厂项目是第一个采用三维内外肋片管烟气暖风器进行技术改造的项目，从改造前的机组状态、改造目的、设计思路和改造后多年的运行情况看，该技术在解决回转式空预器节能防堵方面实现了重大突破。该项目在改造后，锅炉排烟温度从150 ℃降低至120 ℃，进入锅炉的热风从290-310 ℃提高至330 ℃以上，所回收的烟气余热全部用于加热进入锅炉的热风，锅炉效率提高1%～1.5%，节能效果非常显著。

这是三维内外肋片管高效换热技术应用的一个典型案例。国家电投集团贵州金元黔西电厂在国内燃煤机组中首家采用“三维肋片管烟气暖风器+回转式空预器+干烧系统”的技术路线，在回转式空气预热器正下方设置管式换热器作为暖风器使用，同时也是首家采用三维肋片管作为管式换热器进行换热的燃煤机组。国家电投集团贵州金元黔西电厂首席专家张跃表示：“项目实施后，解决了困扰多年的空预器硫酸氢铵堵塞情况，空预器差压接近设计值，大幅提高一二次风温、降低排烟温度，大幅提高机组经济性。”

张跃介绍，以改造后运行时间最长3号机组为例，至今已运行31个月，按全年发电量15亿千瓦时计算，单台机组同比改造前减少碳排放约33.178万吨，共计节约电能903.567万千瓦时.

创新技术进入山东市场

积极推进技术产品的应用，对于充分释放先进技术在节能降碳方面的潜力至关重要。

山东省作为全国煤电容量最大的省份，对新技术的推广应用充满期待。山东省电力科学技术协会常委、山东省电力行业协会执行会长徐震认为，新技术在山东省发展的市场潜力巨大。

山东是我国重要的工业基地和北方地区经济发展的战略支点，近年来，山东省积极推动新旧动能转换，大力开展节能降碳工作，围绕实现碳达峰碳中和，坚持降碳、减污、扩绿、增长协同推进，努力建设绿色低碳高质量发展先行区。从目前考核情况来看，山东省节能降碳目标完成情况非常好，是节能降碳的“尖子生”，为我国绿色低碳转型以及节能降碳工作作出了积极贡献。

在本次交流会上，信发集团荏平信源发电公司与重庆鑫顺盛达科技有限公司携手签署了《复合式空预器防堵与节能技术改造协议》，这一合作标志着创新技术登陆山东市场，为该地区的绿色发展注入了新动力。

新技术的推广应用，预示着煤电行业能效的显著提升，并将为实现绿色低碳发展目标提供坚实的支撑，助力山东省乃至全国在能源转型的道路上迈出坚实步伐。