预计“十四五”期间火电灵活性改造执行进度有望大幅超过“十三五”
我们在此前外发的《火电灵活性改造(一):缘起与节奏,“十四五”执行比例有望大幅提升》
中对火电灵活性改造的背景、目标、节奏做了详细分析。“十三五”期间我国目标灵活性改造约
2.2 亿千瓦,但受行业缺乏合理和持久的回报机制等因素影响,实际完成进度大幅低于预期,
2019 年底累计完成改造约 1/4;“十四五”期间目标完成煤电机组灵活性改造 2亿千瓦,增加
系统调节能力 3000-4000 万千瓦;随着双碳目标推进带来的可再生能源装机规模迅速增加和
激励机制的完善,预计“十四五”火电灵活性改造执行进度有望大幅超过“十三五”期间。
火电企业灵活性改造为非标产品,针对不同机组类型及自身条件,灵活性改造的方案也有所不
同。我们分为热电机组和纯凝机组来分析技术路线。
纯凝机组:核心解决锅炉稳燃和烟气脱硝问题
纯凝机组是指只发电不供热的机组,火电灵活性改造的核心目的为降低最小出力,当机组负荷
降低后会带来运行难题,包括:
1)锅炉不能稳燃:改进措施主要包括点火装置优化(离子燃烧器技术、富氧燃烧器技术)和煤
燃料改造(智能燃烧优化控制、掺烧调峰煤改造等)。
2)NOx 排放超标:锅炉负荷降低会导致炉膛温度下降,容易产生炉腔结痂,并且导致烟气处
理系统中的催化剂活性降低,进而导致 NOx 排放超标;主要改进措施包括分割布置省煤器、
省煤器烟气旁路、省煤器水侧旁路、热水再循环等,4种方案在投资改造成本、锅炉效率、灵
活性、烟气升温等方面各有优劣势;火电环保装置龙头企业青达环保的全负荷脱硝技术主要采
用水侧调节技术方案。
热电机组:技术路线更加多样,提升热能利用效率
热电联产机组因为有电和热两种商品在中间,存在可以互相转化的空间,因此热电机组灵活性
改造的主要方式为降低发电负荷、提升供热负荷,改造方式比较多样化,可分为两大类:1)原
流程改造:通过低压缸零出力技术直接降低汽轮机发电负荷,或者设置旁路的方式在蒸汽进入
汽轮机前引出;2)新增储热装置:典型代表为蓄热罐,利用用电峰谷和供热峰谷的时间差,在
供热负荷较低时将蒸汽储存,而在供热负荷较高是释放,或者采用电极锅炉直接将电能转化为
热能。各类技术的优劣势主要如下:
➢ 低压缸零排放技术投资少、经济性高,但灵活性较差、调峰深度有限,长期稳定安全性也
有待评估,且调峰能力的增加是以发电能力的降低为代价的;
➢ 旁路供热改造同样投资较少,但受机组旁路设计容量及高排冷却等因素的影响,其供热能
力有限,且运行控制较为复杂,因此不适宜应用于热负荷较高的机组;
➢ 电极锅炉和电锅炉固体储热方案适用性最广,调峰幅度大且运行灵活,但能量有效利用率
差,且投资成本和运行成本高,难以有效回收成本;
➢ 蓄热罐技术成熟可靠,运行成本低,投资费用适中,也是灵活性改造示范项目中采用最多
的技术路线,但调峰幅度受储能容量限制大,且由于热水储热的储能密度低,空间占用大,
项目实施受外在条件影响大。