近日，全球首臺(tái)商用超臨界二氧化碳發(fā)電機(jī)組“超碳一號(hào)”在貴州六盤水成功商運(yùn)，標(biāo)志著我國(guó)在超臨界二氧化碳發(fā)電。這一全球能源戰(zhàn)略性前沿技術(shù)領(lǐng)域率先實(shí)現(xiàn)從理論研究到商業(yè)化應(yīng)用的關(guān)鍵跨越。
該工程由中國(guó)核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院、濟(jì)鋼國(guó)際、首鋼水城鋼鐵共同推進(jìn)，東方電氣集團(tuán)所屬東方汽輪機(jī)為其提供自主研制的壓氣機(jī)與透平機(jī)，以優(yōu)異的表現(xiàn)為這場(chǎng)技術(shù)革新注入強(qiáng)勁動(dòng)力。
告別“燒開水”，新型工質(zhì)改寫發(fā)電邏輯
超臨界二氧化碳發(fā)電技術(shù)的核心，在于一種特性獨(dú)特的新型循環(huán)工質(zhì)——當(dāng)溫度超31℃、壓力達(dá)73個(gè)大氣壓以上，二氧化碳將進(jìn)入超臨界狀態(tài)，既兼具液體的高密度與氣體的低粘度，又能在全循環(huán)中無需相變，讓能量轉(zhuǎn)換更直接、損耗更小，將改變延續(xù)兩個(gè)世紀(jì)的“燒開水”發(fā)電模式。
▲全球首套商業(yè)化應(yīng)用超臨界二氧化碳機(jī)組完成并網(wǎng)調(diào)試
這項(xiàng)在循環(huán)方式、物性特點(diǎn)、設(shè)備特性上與傳統(tǒng)技術(shù)截然不同的革新性成果，背后離不開東方電氣的長(zhǎng)期攻堅(jiān)——2009年啟動(dòng)基礎(chǔ)研究，2019年自主研制超臨界二氧化碳?jí)簹鈾C(jī)及透平，助力國(guó)內(nèi)首套試驗(yàn)室級(jí)超臨界二氧化碳系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。歷經(jīng)了多輪技術(shù)迭代及試驗(yàn)室樣機(jī)驗(yàn)證，攻克百余項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，全程見證并穩(wěn)步助力該技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室走向商業(yè)化。
▲超臨界二氧化碳發(fā)電技術(shù)實(shí)驗(yàn)裝置
“常規(guī)蒸汽發(fā)電技術(shù)就像普通轎車，而超臨界二氧化碳發(fā)電技術(shù)基本相當(dāng)于一臺(tái)‘能源超級(jí)跑車’?！睎|方汽輪機(jī)產(chǎn)品研發(fā)中心副主任唐濤形象解讀，“壓氣機(jī)近臨界高效壓縮，透平采用針對(duì)性先進(jìn)通流技術(shù)，二者協(xié)同讓余熱利用率大幅提升?！?/p>
自主可控，重塑發(fā)電裝備新形態(tài)
超臨界工質(zhì)是技術(shù)革新的“核心載體”，東方電氣自主研發(fā)成套供貨的壓氣機(jī)與透平機(jī)是整個(gè)系統(tǒng)釋放能量潛力的“關(guān)鍵引擎”，如同系統(tǒng)的“心臟”與“肌肉”，共同驅(qū)動(dòng)發(fā)電效率質(zhì)的飛躍。
此次研制供貨的壓氣機(jī)和透平機(jī)100%自主可控，從氣動(dòng)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)研發(fā)到材料選型、制造測(cè)試實(shí)現(xiàn)全鏈條國(guó)產(chǎn)化，打破國(guó)際技術(shù)壟斷，筑牢了技術(shù)規(guī)?；茝V的根基。
得益于超臨界二氧化碳的高密度特性與東方電氣的集成化、緊湊化設(shè)計(jì)，“超碳一號(hào)”設(shè)備體積較傳統(tǒng)蒸汽發(fā)電機(jī)組實(shí)現(xiàn)大幅度“瘦身”，完美適配工業(yè)場(chǎng)地、海上平臺(tái)等空間苛刻場(chǎng)景。
“超碳一號(hào)”的成功商運(yùn)，不僅填補(bǔ)了中小功率高溫余熱利用的技術(shù)空白，更拉開了超臨界二氧化碳發(fā)電技術(shù)規(guī)模化應(yīng)用的序幕，技術(shù)可應(yīng)用于鋼鐵行業(yè)、熱力電池、先進(jìn)核能、光熱發(fā)電、熔鹽儲(chǔ)能、浮動(dòng)平臺(tái)等領(lǐng)域。
“該項(xiàng)目是具有重要戰(zhàn)略性示范意義的里程碑節(jié)點(diǎn)，示范項(xiàng)目的成功將推動(dòng)其他項(xiàng)目的推進(jìn)，它會(huì)改變整個(gè)發(fā)電模式、設(shè)備形態(tài)、運(yùn)行模式、運(yùn)行效率，電廠工藝等都將產(chǎn)生顛覆性的影響?！睎|方電氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展部副部長(zhǎng)張曉東強(qiáng)調(diào)，“更重要的是，這一技術(shù)已形成全國(guó)產(chǎn)化產(chǎn)業(yè)鏈條，具備全面工程應(yīng)用條件，能為多行業(yè)綠色轉(zhuǎn)型提供成熟方案?！?br>
