节能环保技术(装备)在电力设备市场应用情况

0 引言
节能减排是为了节约资源，减少环境破坏，实现可持续性发展，国家采取的一项重要措施，也是一项功在当代，利在千秋的百年大计。电能是最重要、最昂贵的能源形式之一，节约用电、提高能源效率、减少污染是国家节能环保工作的重点内容。电力输配侧节能很宽泛，第一是输配电的节能，这其中电力损耗10％；二是变压器的节能，损失很大，理论上是2％，但实际上远远超过这个数字；三是电机节能，变频节能只是电机中的一类。在发电侧，传统的火电领域主要面对的是环保问题。2008年7月1日，国务院总理、国务院节能减排工作领导小组组长温家宝主持召开节能减排工作领导小组会议，听取2007年节能减排工作进展情况汇报，安排2008年节能减排工作。专家在讨论中普遍认为，目前政府的当务之急――能源价格调整是电力设备领域实施节能减排的重要契机。

1 发电侧设备
1．1 空冷设备
传统火电厂是通过开放式大水塔来实现循环水的冷却，需要不断地给水；而空冷电站则不需建水塔，用空气来冷却低压蒸汽使之凝结为水，水的损耗少。目前多数火力发电厂采用水冷却方式。空冷方式的优点是节水，缺点是造价高、运行费用高。一个2×60万千瓦机组的空冷设备造价约1．7亿元，而水冷设备只需要1．2亿元；煤耗高，每年会多消耗电力6 000万度，大约对应2 000万元价值。但它也可节水约l 200～1 400万吨。
空冷设备按传热元件分类可以分为板式和管式两大类。板式空冷器只能用于小型电站。另外，还可分为间接空冷和直接空冷系统。目前世界上广泛采用的电站空冷器有三种技术形式：海勒系统福哥型空冷器、GEA系统直冷式空冷器、哈蒙系统间冷式空冷器。电站空冷设备的部件主要包括：翅片管束、钢结构平台、空冷风机、减速器、变频电机(变频器和电机)等，除钢结构外，其它部件均有较大比重来自于国外进口，但哈空调(600202)等民族厂商已可以全部实现国产化。成本结构中(以2×60万千瓦机组为例)，翅片管束占65％左右，钢结构平台占15％左右，空冷风机、减速器(齿轮箱)、变频电机(变频器和电机)各占4％左右。主要原材料为铝材、无缝钢管、容器钢板、铜材。
市场上的主要厂商有6家，中外各占一半，前三家是第一梯队(市占率20％～25％，实力相近，含哈空调)，后三家是第二梯队(市占率5％左右，实力也相近)。目前，市场仍有新厂商在进入。据参考文章(《中国电站空冷主设备供应商业绩》)中的统计数据(作者不明)，到2008年6月3日止中国空冷电站已累计核准约5 000万千瓦。主设备(空冷岛管束或空冷三角)累计投运或完成招标8 000多万千瓦，其中SPX、GEA、哈空调、龙源、IHW(含首航艾启威冷却技术北京有限公司)、江苏双良的累计市场份额分别约占39．0％、33．O％、15．6％、4．5％、3．5％、2．9％。仅就2007年而言，哈空调的市场占有率约为23％。
电站空冷市场近两年增长速度快。2007年全国电站空冷设备市场销售收入总额约为45亿元，增长率约为25％～30％。装机约1 700～1 900万千瓦，营收总额增长率约为25％～30％。由于我国单机60万千瓦机组比重大幅增加，再加上国产化提高，生产厂商数量增加、招标竞争激烈，故2007年价格普遍比2004年、2005年便宜30％～40％。
2008年、2009年我们预计中国火电设备的年度投产装机容量大约都在6 500～7 000万千瓦左右(见表1)。相对于缺煤的沿海及南方，北方煤电基地建设提速，华北、东北、西北火电站新建比重可占50％～60%左右，其中按80％上空冷机组计算，则全国火电会有40％～50%上空冷。故假设2008年、2009年空冷比重分别大幅提高至35％～40％，则为2 275～2 800万千瓦。考虑到电站空冷设备市场竞争日趋激烈，单位造价一直有所下滑(由于国产化比重提高、大容量机组比重提高，2007年单位造价下滑了10％～15％左右)，预计全国电站空冷设备市场容量在2008年增速约为20％左右(其中，装机容量上升25％～30％、平均单价下滑11％)。

1．2 大型循环硫化床锅炉
循环硫化床锅炉是当今世界最先进的一种环保锅炉，采用循环硫化燃烧技术，使煤炭充分燃烧，锅炉温度提升快，能实现炉内脱硫，有效杜绝致癌物质二恶英的排放，灰、渣均可综合利用，具有节能、污染小等优点，广泛应用于大中型发电厂。
长期以来，循环硫化床锅炉的燃烧和大型化技术，一直为欧美等发达国家的企业所垄断。我国从上世纪80年代开始引进国外的循环硫化床锅炉技术。1997年，太原锅炉集团与清华大学合作，运用具有自主知识产权的“定态设计”理论，先后研制出35t／h、75t／h、130t／h、220t／h和440t／h循环硫化床电站锅炉。与国外产品相比，太原锅炉集团生产的循环硫化床锅炉煤种适应性广，许多不可燃烧的物体比如煤矸石、中煤、次煤、泥煤等都能得到充分燃烧。
2007年5月13日，太原锅炉集团研制成功具有自主知识产权的国内最大的环保型锅炉――l 000t／h循环硫化床锅炉。l 000t／h循环硫化床锅炉的研制成功，使太原锅炉集团的综合竞争力跃入我国锅炉行业前四名之列，在国内循环硫化床锅炉市场居领先位置。
在大型循环流化床锅炉领域，上市公司华光股份目前准备在惠联热电二期工程建设一台20万或者30万千瓦的大型循环流化床锅炉，并积极和美国Foster Wheeler公司合作开发30万千瓦级别的循环流化床锅炉。公司在30万千瓦循环流化床锅炉级别的合作单位Foster Wheeler公司是全球唯一具有30万千瓦循环流化床锅炉运行业绩的公司。20万千瓦和30万千瓦循环流化床锅炉是未来15年我国重点发展的节能环保型燃煤锅炉品种。
1．3 超临界和超超临界火电机组
超临界机组是指主蒸汽压力大于水的临界压力的机组，即压力大于等于22．12MPa。习惯上又将主蒸汽压力大于27MPa的机组(当然要有与之相配的蒸汽温度)统称为高效超临界机组或超超临界机组。所以对于超临界机组可以分为2个层次：一是常规超临界参数机组，其主蒸汽压力一般为24MPa左右，主蒸汽和再热蒸汽温度为540～560℃；二是高效超临界机组，通常也称为超超临界机组或高参数超临界机组，其主蒸汽压力为25～35MPa及以上，主蒸汽和再热蒸汽温度为580℃及以上。对于常规超临界机组的效率可比亚临界机组约高2％，而对于高效超临界机组，其效率可比常规超临界机组再提高4％左右。在环保方面，超超临界机组加装锅炉尾部烟气脱硫、脱硝和高效除尘装置，可满足严格的排放标准。同时，由于超超临界机组提高了效率，相应地也节约了发电耗水量。
近10多年来，我国已投运了12．60GW常规超临界机组，这些机组具有较高的技术性能投运后不仅在提高发电煤炭利用率和降低污染方面发挥了一定的作用，而且通过这些机组的成功运行基本掌握了超临界机组电厂的设计、调试、运行、检修技术。积累了丰富的应用经验，为我国超临界和超超临界机组的应用奠定了基础。
我国已投运的超临界机组主要参数见表2。