在陕西彬长电站，有一种“不挑食”的锅炉——不仅能“吃掉”堆积如山的煤矸石、煤泥这些“工业废料”，还能高效清洁地发电。
近日，由哈电集团成套供货三大主机设备的世界首台660兆瓦高效超超临界循环流化床锅炉安全运行一周年并通过权威鉴定评审，各项性能指标均达到或超过设计值，不仅填补了全球行业空白，更标志着我国在清洁发电技术领域实现重要突破。
一座领先全球的“锅炉”，何以成为世界绿能新标杆?吃“粗粮”，发“细电”我国每年在煤炭开采和洗选过程中，会产生数亿吨煤矸石、煤泥等低热值“边角料”，它们堆积如山，占地方还污染环境，常规机组也无法使用，“食之无味，弃之可惜”。
煤矸石与传统火电锅炉只爱吃“细粮”(优质煤)不同，循环流化床锅炉堪称“消化系统”强大的全能选手。煤矸石、煤泥、油页岩，甚至生物质和部分垃圾，它都能高效清洁地利用起来，真正实现“变废为宝”。
单是陕西彬长项目这一台机组，每年就能“消化”百余万吨这类低品质燃料。该项目还实现了从技术到制造100%国产化，所有核心设备和控制系统均由中国企业自主研制生产，其技术参数已全面超越国外同类产品。
世界首台660兆瓦高效超超临界循环流化床锅炉，安装于陕煤集团陕西彬长文家坡发电有限公司
“超超临界”，是什么“境界”?“循环流化床”，是什么“床”?在火电领域，“临界”指的是根据热力学原理，当水的温度和压力达到特定临界值时，液态水与气态蒸汽的密度、黏度等物理性质完全相同，相变界面消失——也就是说，水直接转化为蒸汽，无明显沸腾过程。这一状态，被称为“临界状态”。水的临界压力为22.12MPa，临界温度374.15℃，火电机组运行过程中，设计压力低于水的临界压力的机组为亚临界机组，一旦超过时，便踏入了超临界门槛。而“高效超超临界” 技术是将水压力提至29兆帕以上、温度加热到600℃以上，水与蒸汽界限模糊，大幅提升热转电效率。
国产首台1000兆瓦超超临界锅炉，安装于浙江玉环电厂相比之前中央企业陆续推出的“超临界”前辈，这台“高效超超临界”新秀的供电煤耗降至每度电290克以下。数字背后，是实实在在的绿色效益：每年单台机组可节约标准煤6.6万吨，减少二氧化碳排放约16.5万吨。这相当于约6万辆家用燃油车一年的碳排放，也约等于100万棵杨树一年的二氧化碳吸收量。而“循环流化床”技术，是将燃料破碎后，气流带动燃料翻滚燃烧，既充分又可加脱硫剂减污。
国产首台300兆瓦循环流化床锅炉，安装于云南开远电厂为高效利用煤炭开采和洗选过程中产生的大量煤矸石、煤泥等低热值燃料，我国自二十世纪八十年代起开始发展循环流化床技术，该技术路线在燃用劣质燃料方面有着独特优势，我国逐步实现了从小容量到大容量机组的国产化与规模化应用，有效促进了资源综合利用和污染防治。
“十二五”到“十三五”时期，结合国家战略发展需求，开发参数更高的循环流化床锅炉技术迫在眉睫。“十四五”时期，随着我国能源绿色低碳转型步伐明显加快，循环流化床技术作为清洁高效利用低热值燃料的重要途径，得到了进一步发展。该机组主蒸汽温度达到605℃，再热蒸汽温度达到623℃，将循环流化床发电技术一举提升至高效超超临界领域，进一步解决了火电机组频繁调峰易导致机组疲劳损坏的行业性难题，实现了超高参数、超低排放和超低能耗。
火电当好“调节器”，这座“锅炉”怎样建功?在公众过往的认知中，火电常与效率偏低、能耗较高等标签挂钩。
然而，伴随技术持续迭代，如今，我国已建成全球规模最大的清洁煤电供应体系。随着风电、光伏等新能源装机快速增长，火电的调峰核心价值日益凸显。截至2024年底，全国煤电装机达11.9亿千瓦，其中超超临界大型煤电机组占比超过60%。
什么是火电调峰?在“双碳”目标下，风电、光伏等新能源快速发展势在必行，但它们存在“看天吃饭”的不稳定性，波动性大。这时，就需要火电扮演电力系统“压舱石”和“调节器”的角色。
世界首个“双塔一机”风光热储一体化项目，安装于三峡恒基能脉(酒泉)新能源发电有限公司但传统火电机组在低负荷调峰时，容易“状态不佳”。其根本原因在于低负荷时，锅炉内的蒸汽参数难以稳住。
这座高效超超临界循环流化床锅炉就能治好这个“老毛病”。它能够在25%到100%的宽广负荷范围内，都保持主蒸汽温度稳定在额定高参数，甚至在20%的低负荷时还能实现干态运行。
这就好比一辆性能车，无论是高速奔驰还是市区缓行，都能保持最佳状态和最低油耗。这项突破，让它成为支撑电网、消纳风电光伏的可靠“稳定器”。
自2024年11月27日正式“上岗”发电以来，这台机组已经连续安全运转了一年，年发电量可达33亿度。
未来，火电将向“高参数+智能化+低碳化”深度融合迈进。依托大数据、数字孪生等技术构建的“四智电厂”，能实现运行参数实时优化、故障精准诊断。
中国在清洁高效煤电技术领域的攀登，是一条由众多中央企业合力开拓的自主创新之路。2002年，国产首台自主技术100兆瓦循环流化床锅炉投产于国家电投分宜电厂;2006年，国产首台300兆瓦亚临界循环流化床锅炉投产于大唐国际红河电厂;2013年，世界首台600兆瓦超临界循环流化床锅炉投产于国能四川白马电厂;
2015年后，国内50余台完全自主知识产权的超临界循环流化床锅炉陆续投入商业运行，技术体系更加成熟。
2024年，彬长项目开启了循环流化床锅炉高效超超临界参数的序幕，这，是新的起点，此后，高效超超临界参数循环流化床技术持续突破，2025年，全球首台700兆瓦超超临界循环流化床机组正式投入运行。这条自主创新之路虽然不易，却步步坚实。现如今，我国已建立起完全自主知识产权的高效清洁煤电技术体系，把能源装备发展的主动权牢牢握在了自己手里。中央企业将继续勇闯科技前沿，为保障国家能源安全、推动绿色转型贡献更多中国智慧与中国力量。
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