在陜西彬長(zhǎng)電站，

有一種“不挑食”的特殊鍋爐——

它既能“消化”大量堆積的煤矸石、煤泥等工業(yè)廢料，

又能高效清潔地轉(zhuǎn)化為電能。

近日，

由哈電集團(tuán)提供三大主機(jī)設(shè)備的世界首臺(tái)660兆瓦高效超超臨界循環(huán)流化床鍋爐，

已安全運(yùn)行一周年并通過(guò)權(quán)威鑒定評(píng)審。

其各項(xiàng)性能指標(biāo)均達(dá)到或超過(guò)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，

不僅填補(bǔ)了全球行業(yè)空白，

更標(biāo)志著我國(guó)在清潔發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域取得重要突破。

這座領(lǐng)先全球的“鍋爐”，

緣何成為世界綠能新標(biāo)桿？

吃“粗糧”，發(fā)“精電”

我國(guó)每年煤炭開(kāi)采和洗選過(guò)程中，

會(huì)產(chǎn)生數(shù)億噸煤矸石、煤泥等低熱值“邊角料”。

這些廢料堆積占地且污染環(huán)境，

常規(guī)機(jī)組難以利用，陷入“食之無(wú)味，棄之可惜”的困境。

煤矸石

與傳統(tǒng)火電鍋爐依賴“細(xì)糧”（優(yōu)質(zhì)煤）不同，

循環(huán)流化床鍋爐堪稱(chēng)“消化能力”強(qiáng)大的全能選手。

煤矸石、煤泥、油頁(yè)巖，

甚至生物質(zhì)和部分垃圾，

都能被它高效清潔地利用，

真正實(shí)現(xiàn)“變廢為寶”。

僅陜西彬長(zhǎng)項(xiàng)目這一臺(tái)機(jī)組，

每年就能“消耗”百余萬(wàn)噸這類(lèi)低品質(zhì)燃料。

該項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)了技術(shù)與制造100%國(guó)產(chǎn)化，

所有核心設(shè)備和控制系統(tǒng)均由中國(guó)企業(yè)自主研發(fā)生產(chǎn)，

技術(shù)參數(shù)全面超越國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品。

世界首臺(tái)660兆瓦高效超超臨界循環(huán)流化床鍋爐，安裝于陜煤集團(tuán)陜西彬長(zhǎng)文家坡發(fā)電有限公司

“超超臨界”是何種技術(shù)水平？

“循環(huán)流化床”又是什么原理？

在火電領(lǐng)域，

“臨界”基于熱力學(xué)原理：

當(dāng)水的溫度和壓力達(dá)到特定臨界值時(shí)，

液態(tài)水與氣態(tài)蒸汽的密度、黏度等物理性質(zhì)完全一致，

相變界面消失——

即水直接轉(zhuǎn)化為蒸汽，無(wú)明顯沸騰過(guò)程，

這一狀態(tài)被稱(chēng)為“臨界狀態(tài)”。

水的臨界壓力為22.12MPa，臨界溫度374.15℃。

火電機(jī)組運(yùn)行時(shí)，

設(shè)計(jì)壓力低于臨界壓力的為亞臨界機(jī)組，

超過(guò)則進(jìn)入超臨界范疇。

“高效超超臨界”技術(shù)將水壓力提升至29兆帕以上、溫度加熱到600℃以上，

水與蒸汽界限模糊，大幅提高熱轉(zhuǎn)電效率。

國(guó)產(chǎn)首臺(tái)1000兆瓦超超臨界鍋爐，安裝于浙江玉環(huán)電廠

相比此前的“超臨界”技術(shù)，

這臺(tái)“高效超超臨界”機(jī)組的供電煤耗降至每度電290克以下。

數(shù)據(jù)背后是顯著的綠色效益：

每年單臺(tái)機(jī)組可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤6.6萬(wàn)噸，

減少二氧化碳排放約16.5萬(wàn)噸，

相當(dāng)于約6萬(wàn)輛家用燃油車(chē)一年的碳排放量，

或100萬(wàn)棵楊樹(shù)一年的二氧化碳吸收量。

“循環(huán)流化床”技術(shù)則是將燃料破碎后，

通過(guò)氣流帶動(dòng)燃料翻滾燃燒，

既保證燃燒充分，又可添加脫硫劑減少污染。

國(guó)產(chǎn)首臺(tái)300兆瓦循環(huán)流化床鍋爐，安裝于云南開(kāi)遠(yuǎn)電廠

為高效利用煤炭開(kāi)采和洗選產(chǎn)生的大量低熱值燃料，

我國(guó)自上世紀(jì)八十年代起發(fā)展循環(huán)流化床技術(shù)。

該技術(shù)在燃用劣質(zhì)燃料方面優(yōu)勢(shì)獨(dú)特，

逐步實(shí)現(xiàn)從小容量到大容量機(jī)組的國(guó)產(chǎn)化與規(guī)模化應(yīng)用，

有效推動(dòng)資源綜合利用和污染防治。

“十二五”至“十三五”期間，

結(jié)合國(guó)家戰(zhàn)略需求，

開(kāi)發(fā)更高參數(shù)的循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)迫在眉睫。

“十四五”時(shí)期，

隨著我國(guó)能源綠色低碳轉(zhuǎn)型加速，

循環(huán)流化床技術(shù)作為清潔高效利用低熱值燃料的重要途徑，

得到進(jìn)一步發(fā)展。

該機(jī)組主蒸汽溫度達(dá)605℃，再熱蒸汽溫度達(dá)623℃，

將循環(huán)流化床發(fā)電技術(shù)提升至高效超超臨界領(lǐng)域，

解決了火電機(jī)組頻繁調(diào)峰易導(dǎo)致疲勞損壞的行業(yè)難題，

實(shí)現(xiàn)超高參數(shù)、超低排放和超低能耗。

火電作為“調(diào)節(jié)器”，這座“鍋爐”如何發(fā)揮作用？

過(guò)去，公眾對(duì)火電的認(rèn)知常與低效率、高能耗掛鉤。

但隨著技術(shù)迭代，

我國(guó)已建成全球規(guī)模最大的清潔煤電供應(yīng)體系。

隨著風(fēng)電、光伏等新能源裝機(jī)快速增長(zhǎng)，

火電的調(diào)峰價(jià)值日益凸顯。

截至2024年底，

全國(guó)煤電裝機(jī)達(dá)11.9億千瓦，

其中超超臨界大型煤電機(jī)組占比超60%。

什么是火電調(diào)峰？

在“雙碳”目標(biāo)下，

風(fēng)電、光伏等新能源快速發(fā)展，但存在“看天吃飯”的不穩(wěn)定性。

此時(shí)，火電需扮演電力系統(tǒng)“壓艙石”和“調(diào)節(jié)器”的角色。

世界首個(gè)“雙塔一機(jī)”風(fēng)光熱儲(chǔ)一體化項(xiàng)目，安裝于三峽恒基能脈（酒泉）新能源發(fā)電有限公司

傳統(tǒng)火電機(jī)組在低負(fù)荷調(diào)峰時(shí)易“狀態(tài)不佳”，

根源在于低負(fù)荷下鍋爐蒸汽參數(shù)難以穩(wěn)定。

而這臺(tái)高效超超臨界循環(huán)流化床鍋爐能解決這一“老問(wèn)題”：

它可在25%至100%的寬廣負(fù)荷范圍內(nèi)，

保持主蒸汽溫度穩(wěn)定在額定高參數(shù)，

甚至在20%低負(fù)荷時(shí)實(shí)現(xiàn)干態(tài)運(yùn)行。

這如同性能車(chē)無(wú)論高速行駛還是市區(qū)緩行，

都能保持最佳狀態(tài)和最低油耗。

這一突破使其成為支撐電網(wǎng)、消納風(fēng)電光伏的可靠“穩(wěn)定器”。

自2024年11月27日正式發(fā)電以來(lái)，

該機(jī)組已連續(xù)安全運(yùn)行一年，年發(fā)電量達(dá)33億度。

未來(lái)，火電將向“高參數(shù)+智能化+低碳化”深度融合發(fā)展。

依托大數(shù)據(jù)、數(shù)字孿生等技術(shù)構(gòu)建的“四智電廠”，

可實(shí)現(xiàn)運(yùn)行參數(shù)實(shí)時(shí)優(yōu)化、故障精準(zhǔn)診斷。

我國(guó)在清潔高效煤電技術(shù)領(lǐng)域的探索，

是中央企業(yè)合力開(kāi)拓的自主創(chuàng)新之路：

2002年，國(guó)產(chǎn)首臺(tái)自主技術(shù)100兆瓦循環(huán)流化床鍋爐在國(guó)家電投分宜電廠投產(chǎn)；

2006年，國(guó)產(chǎn)首臺(tái)300兆瓦亞臨界循環(huán)流化床鍋爐在大唐國(guó)際紅河電廠投產(chǎn)；

2013年，世界首臺(tái)600兆瓦超臨界循環(huán)流化床鍋爐在國(guó)能四川白馬電廠投產(chǎn)；

2015年后，國(guó)內(nèi)50余臺(tái)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的超臨界循環(huán)流化床鍋爐陸續(xù)商運(yùn)，技術(shù)體系更成熟；

2024年，彬長(zhǎng)項(xiàng)目開(kāi)啟循環(huán)流化床鍋爐高效超超臨界參數(shù)序幕；

2025年，全球首臺(tái)700兆瓦超超臨界循環(huán)流化床機(jī)組投入運(yùn)行。

這條自主創(chuàng)新之路雖充滿挑戰(zhàn)，卻步步堅(jiān)實(shí)。

如今，我國(guó)已建立完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高效清潔煤電技術(shù)體系，

牢牢掌握能源裝備發(fā)展主動(dòng)權(quán)。

中央企業(yè)將繼續(xù)勇攀科技高峰，

為保障國(guó)家能源安全、推動(dòng)綠色轉(zhuǎn)型貢獻(xiàn)更多中國(guó)智慧與力量。

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原標(biāo)題：《中國(guó)已經(jīng)建成全球最大的清潔能源供應(yīng)體系，為什么還要研究“燒鍋爐”？》

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