节能环保技术(装备)在电力设备市场应用情况

华能玉环电厂位于浙江省玉环县，是为配合国家引进的超超临界机组技术，为国内制造企业牵头，与国外合作，利用国外技术制造，逐步实现超超临界机组国产化的依托工程。电厂规划安装4台l 000MW级机组，一期工程建设2台，2004年6月开工建设，于2007年和2008年投产。一期工程还将分别建设l座用于燃煤运输的100kt级泊位专用码头和l座用于大件、燃油、石灰石运输的3 000t级综合码头；二期工程连续建设，2008年和2009年各投产1台。建成后，玉环电厂将是国内效率最高、单机容量最大、最洁净的火力发电厂。其蒸汽压力26．25MPa，蒸汽温度600℃；单机容量l 000MW；发电效率44．86%；汽轮机为引进德国西门子技术，由上海汽轮机有限公司成套供货；汽轮机型式为超超临界、一次再热、变压、八级回热抽汽、单轴、四缸四排汽(1146mm末级叶片)、双背压、凝汽式汽轮机；锅炉为引进日本三菱技术，由哈尔滨锅炉有限公司成套供货；锅炉型式为超超临界、一次再热、变压、平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构、垂直管圈II型直流锅炉。
为支持华能玉环电厂超超临界国产化示范工程的建设，原国家电力公司和中国华能集团公司共同主持承担了国家“十五”863计划“超超临界燃煤发电技术研究”课题，并有电力、机械制造、设计、科研机构及高等院校等20多家产学研单位的共同参与。“超超临界燃煤发电技术研究”课题主要以华能玉环电厂2×1 000MW超超临界发电机组为依托，重点研究和开发具有我国自主知识产权的超超临界发电机组的锅炉、汽轮机、电厂系统以及与机组相适应的烟气净化技术。并以此促进和提高我国发电设备的设计和制造水平，为电力工业提供清洁、高效的新一代大型发电机组。
1．4 烟气脱硫设备
烟气脱硫，即通过脱硫装置使锅炉烟气的二氧化硫排放达到国家的排放标准。我国已有脱硫工艺十多种，其中以石灰石一石膏湿法和烟气循环流化床法脱硫最为普遍，脱硫设备的国产化率已达到90%以上，拥有自主知识产权的30万千瓦级火电机组的烟气脱硫技术。
我国二氧化硫排放量的90％来自燃煤，而火电行业二氧化硫排放量又占全国总排放量的50％以上，所以火电厂是我国酸雨控制的关键行业。“十五”末期，我国各项经济建设指标都顺利完成，惟独环境指标――二氧化硫的减排量没有达到。由于煤炭消费量增加了72％，尽管“十五”期间单位GDP二氧化硫排放量降低了30．3％，但是2005年全国二氧化硫排放量还是比2000年增加27％。有专家认为，高能耗导致的高增长模式很难一时改变，只能力争在2008年控制住不增长，经过2009年的巩固，争取到2010年达到减排20％的目标。
根据中国电力企业联合会对脱硫公司项目执行情况的统计(见表3)，截至2007年底前，全国已签订的脱硫工程容量为4亿千瓦，全国已投运的脱硫工程容量有2．7亿千瓦，全国未交付脱硫合同容量有1．3亿千瓦，按照150元／千瓦的造价，这部分已签但未交付的市场容量有195亿元。
由于有了“十五”的前车之鉴， “十一五规划纲要”提出“到2010年，全国二氧化硫排放总量比2005年减少10％”这个约束性指标。目前我国已安装脱硫设施的火电装机容量不到火电装机总容量的1／4。随着“十一五”期间我国电力投资创历史新高以及对节能减排的要求越来越强烈，火电装机容量和安装脱硫设施的比例都会提高。根据《国家酸雨和二氧化硫污染防治“十一五”规划》，到2010年底，全国脱硫燃煤机组装机容量要达到4．6亿千瓦左右(见图1)。也就是说，到2010年底前，全国投运的脱硫工程容量会较2007年的2．7亿千瓦增加1．9亿千瓦，全国新签脱硫工程容量会在2007年未交付合同1．3亿千瓦的基础上增加约0．6亿千瓦，按照150元／千瓦的造价，这部分市场容量有90亿元左右。

我国现在有超过100家脱硫企业，企业众多，相互压价，行业的竞争也比较无序，一个表现就是脱硫项目的每千瓦造价已经由最初的l 200元，降到现在的200元以下。

2 输配电设备
2．1 非晶合金变压器
非晶合金材料又称金属玻璃，是一种无晶体原子结构的合金。该合金是由熔融状态下的合金以百万分之一秒的速度冷却后得到的。它采用国际先进的超急冷技术将液态金属以1×10-4℃／s冷却速度直接冷却形成厚度0．02～O．04mm的固体薄带，得到原子排列组合上具有短程有序，长程无序特点的非晶合金组织，这种合金具有许多独特性能特点，如优异的磁性、耐蚀性、耐磨性、高硬度、高强度、高电阻率等。目前通常为铁、镍一铁和钴基合金，铁磁体非晶合金比已知的另一些材料更易于磁化和消磁，它的磁性能已被确认在材料内部更易于磁性反转。
由于非晶合金材料优良的性能，使用其作为铁心材料的变压器拥有良好的节能效果。据统计，非晶合金变压器的空载损耗仅为S9型变压器的20％～30%。有业内人士曾测算，一年一台非晶合金变压器较S9变压器而言，可节省4 000元。据有关专家的测算，非晶合金变压器与S9型变压器的价格比接近1．3：1后，价差能够在5年内收回，从第6年起，可享受非晶变压器的超低损耗所带来的收益。
国家颁布的G1320052―2006((三相配电变压器能效限定值及节能评价值》与DL／T985―2005《配电变压器能效技术经济评价导则》中对非晶合金变压器的节能效益作了极高的评价，并鼓励电力部门使用非晶合金变压器。置信电气是国内唯一的非晶变压器规模化生产企业。公司引进美国通用电气公司的设计原理，自主开发生产具有国际先进水平的非晶合金配电变压器和非晶合金组合式变压器，成为中国唯一获得美国GE公司非晶合金变压器技术许可、生产、销售该类产品的公司。
2．2 高压动态无功补偿装置(SVC)
高压动态无功补偿装置的功能是补偿无功功率，具有降低线损的节能功效和稳定电压、改善电能质量功效。这些功效也就使该装置在电网中补偿、在工矿企业中局部补偿等方面的应用前景极其广阔。SVC在国内刚刚起步，属于前景广阔的幼稚产业，应用领域极其广泛，因此很难量化产品的行业发展速度。
在交流电路中，电源供给负载的功率分为有功功率和无功功率，有功功率与无功功率按照一定比例配合才能促使负载正常运转。电能在电网中传输时，由于电网传输容量限制，无功功率不能过高，而终端无功功率不足会引起电压的跌落，导致电源(电厂)跳闸，严重会引起整个电网瘫痪，无功功率在不同级别的电力系统中必须分级进行补偿，SVC装置就是基于此点发展起来。
高压动态无功补偿装置是目前最为成熟、国际上应用最广的大功率高科技电力节能产品，广泛应用于电力、冶金、煤炭、矿山、电气化铁道等输配电系统，通过快速自动调整无功量，使系统功率因数从0．7左右提高到0．95以上，具有重大的节能作用。目前公司产品最主要的销售领域是钢铁企业，主要是由于以下因素：功率因数提高到0．95，避免了电力部门的罚款。提高电压使冶炼时间减少，电极消耗电能减少。稳定电压作用明显，电压闪变减少3～5倍。铁路领域也是SVC应用比较大的领域，SVC可以补偿无功消除谐波，按照全国铁路变电站200个计算，每个变电站用此产品500万，那么该领域的市场预计会在10亿以上。电力系统是动态无功补偿装置应用最广的领域，目前农网缺无功16．7Gvar，城网缺无功60Gvar。最保守预计现有市场存量可以达到40亿元以上，如果加入新的电网建设市场空间会更大。
国内各主要应用领域对SVC产品未来五年的需求情况见表4。