煤电等于大气污染——这是大多数人对中国传统火力发电厂的固有印象。不可否认的是，燃煤已经成为目前中国pm2.5的最大“贡献”者。
作为全球最大的煤炭生产国和消费国，2013年中国共消费煤炭39亿吨，其中用于火力发电的高达18.3亿吨。
但是，面对中国“富煤少油少气”的能源储量现状，与石油、天然气进口量的持续攀升，为降低污染而试图在中国大面积禁用煤电显然很难实现。
在必须“戴着脚镣跳舞”时，如何最大限度地提高燃煤效率并降低煤电的污染便显得尤为重要。
在这方面，上海外高桥第三发电厂有限责任公司(以下简称外三)走出了一条“绿电”之路。
开创节能新纪录
在外三位于上海浦东新区的厂区内，记者看到高高耸立的烟囱悠闲地吐着白色蒸汽，满目绿色的小桥流水与发电设备相得益彰。
成立于2005年的外三建有2×100万千瓦超超临界燃煤发电机组，是中国首批四个国产百万千瓦火电工程之一。始建于2005年7月的这两台机组，是目前国内单机容量最大、参数最高的100万千瓦国产超超临界燃煤发电机组。
上海外高桥第三发电厂有限责任公司总经理冯伟忠告诉记者，当时建设这两台机组的初衷是为了缓解上海“十一五”期间电力供需矛盾，并实现节能减排的目标。
“做这个项目，我的第一个责任是保证投资方的投资回报、保障社会电力供应，第二个是更为重要的历史责任。”冯伟忠说。
2008年上半年，两台机组先后建成投产，当年的低煤耗就创了世界纪录。而后，在持续创新的推动下，机组煤耗逐年大幅降低。与机组原设计相比，年节约标准煤32.4万吨、减排二氧化碳达87.5万吨。
这些年来，冯伟忠带领外三的科研团队攻克了“蒸汽氧化和固体颗粒侵蚀综合防治”“节能型全天候高效脱硝系列技术”等十多项世界首创技术和“超超临界机组参数和运行方式优化”等6项国内首创项目，宣告了中国在电力节能和环保技术领域做到了世界领先。
随着近年来一批节能减排新技术的研发与应用，外三机组的净效率也不断提高。
来自中国电力企业联合会的数字显示，2013年我国火电供电平均煤耗为321克/千瓦时。
但在2012年时，外三两台超超临界机组在负荷率77%情况下，含脱硫和脱硝的实际运行供电煤耗已经达到276.14克/千瓦时。不仅远远低于原世界纪录保持者——丹麦nordjylland电厂3号机286.08克/千瓦时(2009年)和日本排名第一的矶子电厂1号机303.7克/千瓦时，而且效率水平已与国际尚在研发中的下一代蒸汽温度700℃等级高效超临界机组的期望效率相当。
在火电领域，每节约10克煤耗就等同于一代技术，对于百万千瓦级的大电厂而言，单位供电煤耗每降1克，成本的节省可以千万元计。
排放数据领先
2012年，被称为“史上最严”的《火电厂大气污染物排放标准》开始在新建机组实施，关于脱硝大大增加成本、存在技术难题等的叫苦声一直在业内充斥。
其中，作为雾霾元凶的氮氧化物，从原标准的450毫克/立方米骤降为100毫克/立方米，这一新标准将于2014年7月起在老机组实施，更被认为是一座难以翻越的高山。
不过，这些新标准对外三而言都不是太大的挑战。记者在外三的实时监测设备上看到，正在运行的8号机组二氧化硫排放浓度为41.2毫克/立方米，氮氧化物排放浓度为22.6毫克/立方米，烟尘排放浓度为12毫克/立方米。
为何当业内为减排新标叫苦不迭时，外三的排放数据却能领跑行业?以冯伟忠为主导的团队的自主研发与创新能力是外三制胜的关键。
以脱销为例，冯伟忠告诉记者，电厂采用的scr(选择性催化还原技术)本身存在三大问题，即无法在低负荷情况下运行、会导致空气预热器结露产生积灰堵塞及酸腐蚀，以及催化剂使用寿命只有2至3年，更换成本非常高。
针对这些问题，冯伟忠开创了节能型全天候脱硝技术等一系列技术改造，将上述难题一一攻克。
例如催化剂延寿技术就解决了导致scr催化剂活性下降的一系列问题，大大降低了催化剂的寿命损耗。
数据显示，外三使用了五年的催化剂，脱硝效率一直能稳定在90%的水平。
目前，该厂scr的平均氮氧化物排放浓度不仅远低于100毫克/立方米国家最新标准，甚至远低于号称“清洁发电方式”的燃气轮机40~50毫克/立方米的排放水平。
“而这些改造的资金投入成本，3年多即可收回。”冯伟忠说。
创新缘于需求
冯伟忠告诉记者，外三的每一项技术创新，都是经过深入研究、严格的论证、周密的计算，甚至计算机仿真模拟后才投入实践的。
“对降低机组可靠性的事我们绝不会干，相反，我们的改造都是以提高可靠性和效率为前提的。从投产以来，全厂设备缺陷率持续快速下降，目前已降至每台机组1条/天的极低水平。”冯伟忠说。
多年来，外三连续保持了在煤电技术和绿色火电领域的国际领先地位。
为了真正改变国内电力工业对美、日、欧发达国家亦步亦趋的历史，目前冯伟忠正在推进“一种高低位分轴布置汽轮发电机组”科技创新项目。
当前全球有一种设想是将火电厂蒸汽温度提升到700摄氏度，国外也已进行了10多年研究，但目前尚未突破材料及昂贵的造价等瓶颈的制约。
而冯伟忠设计的“一种高低位分轴布置汽轮发电机组”新方法则巧妙绕开了上述问题。这项技术可以在现有的材料和技术平台上，使目前超超临界机组在单位造价不变的前提下，能耗再降约5%。
若该项目得以实现，届时将能建成单机容量约130万千瓦等级的更高效、低碳的燃煤发电机组，这将使中国成为世界火力发电技术的领跑者。
目前，这一项目已获得国家发明专利授权并正在申请国际专利。据悉，不少国外发电装备制造巨头已表现出强烈的合作意向。
同时，外三还有全球首创的“火电机组变频总电源技术”和回热汽轮机等一批重大创新项目完成了理论研究、项目策划和实施。
其中，变频总电源技术的实施使两台机组额定工况的厂用电率从3.5%降至2%以下，节能超过50%。两台超超临界机组每年可节约2.3万吨标准煤，减排二氧化碳6.2万吨。
目前，冯伟忠兼任了上海申能能源科技有限公司总经理，拟通过市场经济的方法，将外三的节能技术服务于全国。他认为，中国煤电应该得到重新的审视，依托最先进的节能和环保技术，完全可以在城市中建设真正的绿色煤电。
