中冶南方EPC總承包的馬來西亞馬中關丹產業園350萬噸鋼鐵項目2×80MW自備電廠工程。
本報通訊員 南方
冶金行業是碳排放大戶，減碳能否成功，關乎我國碳達峰、碳中和目標能否實現。中冶南方積極響應國家節能減排號召，不斷推進二次能源高效利用技術、熱余能利用技術、熱電聯產及可再生能源技術、煤氣高效發電技術等低碳技術的開發和應用，已成為冶金環保熱電領域的有代表性的領軍者。
引領變革· 技術硬核實力
據統計，2020年中國粗鋼產量已超過10億噸，占全球粗鋼產量的56%，碳排放量占全國碳排放總量的15%?；谀壳皣鴥纫苯鹦袠I的發展，國家陸續出臺政策化解冶金行業的過剩產能以及淘汰落后產能，嚴控冶金行業新增產能。
在鋼鐵產能過剩和“雙碳”政策的影響下，冶金行業正面臨著結構調整和轉型升級，為促進冶金行業供給側結構性改革，實現能源消耗和污染物排放全面穩定達標，各大冶金企業都在積極開展節能減碳工作。
中冶南方都市環保公司積極響應國家節能減排政策號召，專注于一系列低碳技術的開發、推廣、落地，并擁有電力行業（火力發電(含核電站常規島)）設計專業甲級設計資質。
20年來，該公司先后建設各類余熱發電機組共計232臺套，總裝機容量13948MW，其中煤氣發電機組191臺套，總裝機容量超過13000MW，是冶金環保熱電領域的領軍企業。近年，他們更是推出以超高壓/亞臨界/超臨界、中間一次再熱發電技術為代表的煤氣高效發電技術，在提高企業效益的同時具有顯著的節能減排效應，獲得用戶的廣泛好評。
行業領軍· 煤氣發電技術
煤氣發電技術有煤氣鍋爐高效發電技術和燃氣蒸汽聯合循環發電（CCPP）兩種，其中煤氣鍋爐高效發電技術具有燃料適應性好、負荷調節范圍大、操作維護方便的特點，同時可靠性和可用率高、建設期短、投資低、維護費用省；而燃氣蒸汽聯合循環發電則具有發電效率高的特點。
2000年～2010年，中冶南方采用中溫中壓技術(第一代)和高溫高壓技術(第二代)，先后在各鋼廠建設高中壓等級單循環發電機組近百套，以及燃氣蒸汽聯合循環機組10多套；在中溫中壓發電技術領域，他們建設了湘鋼25MW中壓煤氣發電機組；在高溫高壓技術領域，他們建設了江蘇沙鋼4×50MW、南鋼3×50MW等高壓煤氣發電機組。
由于傳統單循環發電技術能量利用效率較低，50MW的高溫高壓機組熱效率僅在31%～32%之間。2011年后，該公司推出第三代技術——高溫超高壓、中間一次再熱煤氣發電技術，將主蒸汽壓力從9.8MPa提高至13.7MPa，并在原有蒸汽單循環的基礎上增加中間再熱，機組發電熱效率高達37%，是當時行業內發電效率最高的煤氣發電技術。在同樣的富余煤氣條件下，高溫超高壓、中間一次再熱機組比高溫高壓機組提升約20%發電量，具有明顯的經濟效益和節能減排優勢。
為實現能源利用的最大化，進一步提高效率，該公司于2017年成功研發出第四代煤氣發電技術——亞臨界煤氣發電技術，將全廠熱效率提高在40.5%以上。亞臨界煤氣發電技術的燃料適應性好，可100%燃用各種低熱值煤氣，煤氣品種及流量配比限制適應性廣，負荷調節范圍大，是“煤氣零排放”調度的最佳保證手段。
2019年1月，中冶南方承建的遷安九江100MW亞臨界煤氣發電工程順利投產，為國內亞臨界煤氣發電市場革命打響了第一槍，之后亞臨界發電機組如雨后春筍般涌現。至2019年底，中冶南方承建的鑌鑫80MW、九江焦化100MW、盛隆100MW、中眾泰德110MW、南鋼120MW等近10臺亞臨界煤氣發電機組相繼成功投入運營。
截至目前，中冶南方已承接了54臺套亞臨界煤氣發電機組訂單，其中投產的有25臺。經專家組鑒定，其首創的小型亞臨界煤氣發電技術達到國際領先水平。
中冶南方都市環保公司是冶金行業最早研究燃氣-蒸汽聯合循環發電技術的單位之一，如今其采用國際先進的Thermoflow、GTpro熱平衡分析軟件，動態模擬燃機變工況運行，優化熱力系統，確保燃機運行高效經濟；同時，自主開發的煤氣凈化、燃機余熱鍋爐SCR脫硝技術，保障燃機穩定可靠運行與環保排放。
自該公司成立以來，建設投產12套聯合循環發電機組，具有豐富的聯合循環工程設計與總承包建設經驗。其中，武鋼2×150MW燃氣蒸汽聯合循環電站，為GE公司首個燃高爐煤氣燃機應用項目，榮獲全國冶金行業優秀設計獎一等獎；銅陵新亞星焦爐煤氣燃氣蒸汽聯合循環電站，發電效率高達45%，同時設置了行業首創的余熱鍋爐SCR脫硝系統，并榮獲全國冶金行業優秀設計獎一等獎。
勇于創新· 余熱利用發電技術
鋼鐵工業的余熱類型主要有顯熱（燒結礦、干熄焦、高爐紅渣等）、煙氣（燒結煙氣、轉底爐煙氣、焦爐煙氣等）和蒸汽（轉爐、電爐、加熱爐汽化冷卻用蒸汽等）三種，一般回收煙氣和蒸汽進行余熱發電。
燒結機煙氣余熱發電，中冶南方采用分級取風和多級產汽技術，保證取風量動態可調的同時實現蒸汽能量的梯級高效利用，噸礦發電指標可達25千瓦時/噸，相繼應用于南京鋼鐵360m2燒結機余熱發電和日照鋼鐵公司2×360m2燒結機環冷機余熱蒸汽發電等項目。
熱回收焦爐余熱發電技術，由于煙氣來源于焦爐，煙氣溫度較高，但是鍋爐容量小，數量多，常規發電技術機組小、效率低。該公司成功開發小型再熱機組母管制運行技術，實現多臺小型余熱鍋爐共用1臺高效再熱汽輪機，從而大幅提高機組效率，并在越南和發6×60MW熱回收焦爐煙氣余熱利用電廠項目中成功應用。
轉底爐煙氣余熱發電，由于煙氣溫度可達到1200℃，且腐蝕性和黏結性強，導致鍋爐煙道易堵、易腐和易漏。該公司采用自主核心技術，可以有效解決富鋅煙氣的腐蝕堵塞問題，高效回收利用余熱。依托該技術建設的日鋼轉底爐煙氣處理工程，是國內唯一成功運行的轉底爐煙氣余熱發電項目。
低壓飽和蒸汽發電主要技術特點為穩壓、蓄能、去濕。該公司主要應用EPC、BOT、EMC模式，利用蓄熱裝置能將間斷蒸汽轉化為連續蒸汽，特別適用于轉爐、電爐等汽化冷卻裝置的蒸汽發電。其典型工程有大馬飽和汽項目、盛隆飽和汽項目和順樂量子電爐煙氣余熱發電項目等。
環保高效· 熱電聯產、可再生能源發電技術
熱電聯產技術是在供電同時進行供熱，其中工質熱能來自汽機做功后的蒸汽。通過這種應用方式，可以實現能量的梯級利用，無冷源損失，節能、高效。
中冶南方具有豐富的熱電聯產、集中供熱站建設經驗，技術全面，覆蓋各種爐型（煤粉爐、循環流化床爐、鼓泡床爐、旋風爐、鏈條爐等）、各種機型（抽凝、抽背、濕冷、空冷等）、各種燃料（煤、煤矸石、重油等）。其承建的遷安九江汽拖供汽工程——中國首臺65MW煤粉摻燒高爐煤氣小型超高壓機組得到了業主一致好評，承建的印尼緯達貝的8×250MW火力發電工程——世界首套250MW超臨界高效發電機組成功并網發電。
天然氣分布式能源同樣是一種熱電聯產技術。這是一種利用天然氣為燃料、通過冷熱電三聯供方式實現梯級利用能源的技術，其綜合能源利用效率可在80%以上，并在負荷中心就近實現能源供應的現代能源供應方式。這種技術具有能效高、清潔環保、安全性好、削峰填谷和經濟效益好等優點，已建成的南充嘉陵工業區能源站項目，包括3×15MW的燃氣輪機發電機組，配套3×25t/h余熱鍋爐以及2×25t/h燃氣鍋爐，高效清潔節能。
劍指未來· 煤氣發電行業最前沿技術
中冶南方以專業、嚴謹、負責的態度，不斷進行科技創新，以市場領導者和技術引領者的姿態，在能源高效利用領域砥礪深耕、穩步發展。
從2018年至2021年，中冶南方在擴大亞臨界煤氣發電市場的同時，同樣在積極推動高效超臨界技術的研發工作。其設計研發團隊打破傳統，敢想敢做，結合煤氣發電機組的設計經驗、建設經驗、運行經驗，逐步摸索將高效超臨界技術應用于145MW等級的煤氣發電機組，對熱力系統、控制系統進行優化調整，將145MW等級煤氣發電的參數提升到大型燃煤電站水平，發電效率也進一步提高在43%以上，以400000Nm3/h富余高爐煤氣量計算，高效超臨界技術的碳減排量可以達到97.4萬噸/年。
《中國冶金報》（2021年10月26日 05版五版）
