日前,由哈電鍋爐參與建設的世界參數最高、容量最大的5MWe超臨界CO2循環發電試驗機組,在華能西安熱工院順利完成72小時試運行,正式投運。該項目的順利投運得到了中央廣播電視總臺新聞頻道早間新聞節目《朝聞天下》的關注與報道。
超臨界CO2發電是新型高效的發電技術,具備多重先進性。同時,超臨界CO2發電系統結構簡單緊湊、靈活性更強,可實現熱電完全解耦(實現熱能和電能相對獨立的調度與分配,尤其是在冬季供暖期,可有效降低棄電率,大幅提升發電機組的調峰性能),能夠為太陽能、風能等間歇性不穩定可再生能源深度調峰提供有力支撐,符合未來能源體系建設的重大需求。與傳統蒸汽朗肯循環相比,哈電鍋爐參建的5MWe超臨界CO2循環發電試驗機組采用了布雷頓循環,在相同參數下,發電效率可提高3%-5%。作為試驗平臺配套的核心設備之一,由哈電鍋爐自主研發制造的超臨界CO2鍋爐輸入熱功率接近20MW,受熱面內以超臨界態CO2為工質,與傳統以H2O作為工質的鍋爐傳熱特性相比,在參數上具有大流量、小焓升等特征。超臨界CO2鍋爐采用了更方便進行現場試驗測試的L型布置、一次中間再熱、頂置低NOX燃燒器的總體布置結構,深度契合試驗平臺主要進行循環和設備測試驗證的建設目標。
以華能西安熱工院5MWe超臨界CO2循環發電試驗機組項目為依托,哈電鍋爐完全自主開發了燃氣超臨界CO2鍋爐,涵蓋爐膛選型、爐內燃燒與工質傳熱耦合計算方法及工質循環動力計算等核心技術,在超臨界CO2鍋爐研發方面達到世界領先水平,多項設計技術和制造工藝均為國內首次采用。以此為契機,哈電鍋爐成功牽頭申報國家重點研發計劃項目《超臨界CO2鍋爐質量評價技術體系研究與示范應用》1項,獲得黑龍江省優秀青年基金資助項目1項,簽訂神華國華電力研究院《超臨界CO2循環燃煤鍋爐關鍵技術研究與初步設計》合同1項。哈電鍋爐內部初步形成了以材料檢驗、設計制造、質量控制、運行監測為重點的超臨界CO2鍋爐研發體系,實現了國內首臺超臨界CO2鍋爐從設計、制造到應用全流程覆蓋,填補了國內超臨界CO2鍋爐設計制造領域的空白。
目前,哈電鍋爐正以更大容量超臨界CO2發電鍋爐技術研發為突破口,逐步將超臨界CO2發電設備大型化和商業化,提升我國火力發電廠效率和深度調峰能力,助力中國能源結構轉型升級,為實現“碳達峰、碳中和”目標貢獻哈鍋智慧和力量。