在我國電力工業(yè)的發(fā)展史中，雄踞于江蘇中部、長江北岸的國家能源集團泰州電廠是個能夠彪炳史冊的名字。4臺百萬千瓦機組，二次再熱， 創(chuàng)造電效率最高、煤耗指標最低、環(huán)保指標最優(yōu)三項 “ 世界之最 ”……每一項成就都散發(fā)著耀眼的光芒。

6月2日，全行業(yè)的目光又匯聚于此，亞洲最大的煤電CCUS項目——國家能源集團泰州50萬噸/年CCUS項目順利通過滿負荷試運。在煤電行業(yè)落實“雙碳”目標、推動煤炭清潔化利用的征途中，國家能源集團打造出了減碳固碳新樣板。

“我們的系統(tǒng)運行安全、可靠、高效，各項指標全面優(yōu)于設計值、均處于行業(yè)最優(yōu)水平，標志著國家能源集團在堅決做好煤電大事、積極拓展‘源頭減碳、過程控碳、終端捕碳’的全過程綠色低碳生產(chǎn)方式上又取得了重要突破。”國家能源集團江蘇公司黨委書記、董事長季明彬說。

領先于行業(yè)的技術指標

泰州電廠廠區(qū)的一角，4個巨大的球型儲氣罐依次排列。幾根綿長的管道與之相連。“我們的捕集區(qū)總占地面積只有1650平方米，與現(xiàn)有項目對比單位占地最小。” 在項目現(xiàn)場，國家能源集團新能源技術研究院碳中和中心碳捕集研究室經(jīng)理楊陽介紹說。

面積小不過是這個項目帶給人的最直觀的印象，而在錯綜復雜的管線和巨大的儲氣罐的背后，一組組數(shù)據(jù)驚嘆著每一個到訪者——

每噸二氧化碳捕集熱耗小于2.4吉焦、電耗小于90千瓦時，二氧化碳捕集率大于90%，產(chǎn)出干基二氧化碳純度大于99.99%，各項指標均處于行業(yè)領先水平。

泰州CCUS項目的過人之處顯然遠不止于此。

在技術創(chuàng)新方面，項目研發(fā)了新型低能耗、高容量、高穩(wěn)定性三元復配吸收劑，再生熱耗較傳統(tǒng)吸收劑下降35%以上；研發(fā)了小齒頂角碳捕集填料，較常規(guī)填料降低15%—30%，傳質(zhì)效率提高10%—15%；優(yōu)化了塔內(nèi)件分布器，吸收塔壓降減小5%—10%，整塔傳質(zhì)效率提升5%—10%；研發(fā)了新型干法胺回收裝置，胺損失較傳統(tǒng)裝置降低30%。

在工藝創(chuàng)新方面，采用水洗塔后置設計，解決以往項目“引風機進口濕度大”等安全隱患；采用循環(huán)水直流供水冷卻系統(tǒng)，減少投資并降低捕集電耗約6千瓦時/噸二氧化碳；采用廠內(nèi)發(fā)電機組汽動引風機排汽作為再生蒸汽主汽源，實現(xiàn)能耗耦合、降低整體能耗；采用級間冷卻和分流解吸工藝，降低再生熱耗；采用再生汽熱量回收至主機凝結(jié)水工藝，減少熱量損失。

在設備優(yōu)選方面，項目選用變頻可調(diào)離心式引風機，經(jīng)濟調(diào)節(jié)負荷范圍可達60%—100%，變工況運行下可節(jié)能20%；選用變頻可調(diào)離心式壓縮機，具備40%—100%負荷可調(diào)能力，較傳統(tǒng)螺桿式壓縮機節(jié)能30%；采用新型材質(zhì)板式換熱器，具備耐腐蝕、防積垢、清理方便等特點，設備檢修時間可縮短2—3天。同時，優(yōu)化儲罐配置，建設2個400立方米食品級儲罐，系統(tǒng)運行更加靈活可控。

超過1000次的反復測試

西諺有云，“羅馬不是一天建成的”。這個亞洲最大的煤電CCUS項目的成功投運，見證的是國家能源集團瞄準煤炭清潔化利用的科技前沿，著眼于CCUS關鍵核心技術，持續(xù)加大科研投入和研發(fā)力度，加快科研成果轉(zhuǎn)化和產(chǎn)業(yè)化推廣的鏗鏘步伐。

對于煤炭清潔化利用，國家能源集團是有情結(jié)的。為了確保項目順利實施和如期建成，泰州電廠、國家能源集團新能源技術研究院、國能龍源環(huán)保有限公司聯(lián)合中電工程華東電力設計院、中石化南京工程有限公司、浙江大學、清華大學、東南大學等高校、科研院所派出精兵強將投入到項目的設計、研發(fā)、建設和調(diào)試等工作中。

從2022年3月項目高質(zhì)量開工，到2023年6月3日正式投運，一年多的時間里，面對疫情的反復侵襲，面對技術攻關的一個個難點，面對夏季施工酷暑的炙烤，他們交出了一份靚麗的成績單。

作為該項目的技術負責人，國家能源集團新能源技術研究院碳中和中心主任徐冬依然清楚的記得吸收劑測試階段的那段日子。

“吸收劑是CCUS項目技術工藝的‘心臟’，只有把吸收劑的指標和方案確定后，我們才能做設備選型等后續(xù)的工作。盡管我們在錦界項目有過15萬噸/年CCUS項目的成功經(jīng)驗，但從15萬噸到50萬噸不是簡單的數(shù)量上的疊加，而是要有技術上的再造和革新，從而找到最優(yōu)解。”

為了尋覓到這個讓他們夢寐以求的最優(yōu)解，那段時間，徐冬帶領著他的研發(fā)團隊不停的調(diào)整吸收劑的配比方案。而這種調(diào)整，他們共測試了超過1000次。

當?shù)湍芎摹⒏呷萘俊⒏叻€(wěn)定性三元復配吸收劑最終研發(fā)成功的時候，他們懸著的心終于落地。

“我們的項目到今天能成功投產(chǎn)，并在行業(yè)中處于領先地位，作為經(jīng)歷了整個建設過程的參與者，我感動于我們中國人的智慧，感動于我們中國人的堅韌。”江蘇泰州電廠碳資源開發(fā)專項辦公室技術主管李偲激動地說。

項目過程中，國家能源集團自主開發(fā)大規(guī)模碳捕集工藝包，協(xié)同浙江大學開發(fā)碳捕集材料、協(xié)同清華大學研制小齒頂角填料，推動工藝技術創(chuàng)新。協(xié)同陜西鼓風機研制首套國產(chǎn)最大等級二氧化碳壓縮機，實現(xiàn)項目設備100%國產(chǎn)化……

這種智慧和堅韌，國家能源集團人做了最好的詮釋。

為大規(guī)模推廣奠定堅實基礎

5月27日，泰州CCUS項目試運期間生產(chǎn)的第一批液體二氧化碳交付給了首批用戶。

“品質(zhì)非常好！”幾個小時之后，用戶打來的反饋電話振奮了每一名項目參與者。

截至目前，泰州電廠已與8家單位簽訂二氧化碳購銷合同，合同量達4萬余噸/月，經(jīng)濟效益顯著，因為項目可持續(xù)運行提供了有力支撐。

然而，在落實“雙碳”目標、推動煤炭清潔化利用的征途中，國家能源集團人既看到了近處的綠草，也看到了遠處的叢林。

泰州項目的成功投運，標志著我國在大規(guī)模煤電CCUS技術方面的日趨成熟，為后續(xù)開展更大規(guī)模的二氧化碳捕集利用奠定了堅實基礎。

“煤電仍將在當下及未來較長一段時期內(nèi)發(fā)揮顯著的‘基礎保障+系統(tǒng)調(diào)節(jié)’作用。泰州電廠先進高效的二次再熱煤電機組實施大規(guī)模CCUS項目，實現(xiàn)規(guī)模化捕碳用碳，為未來實現(xiàn)煤電二氧化碳近零排放提供‘國能經(jīng)驗’。”國家能源集團新能源技術研究院黨委書記、董事長褚景春說，二氧化碳無法實現(xiàn)足額消納一直是限制CCUS項目可持續(xù)運營的堵點，泰州電廠通過調(diào)研周邊園區(qū)與企業(yè)，對接二氧化碳使用需求，有效貫通區(qū)域碳循環(huán)，實現(xiàn)了50萬噸/年的足額消納，并具備穩(wěn)定的盈利能力，為項目達產(chǎn)足產(chǎn)奠定了基礎，為煤電CCUS長期可持續(xù)運營提供了樣本，成為創(chuàng)新鏈協(xié)同攻堅的示范案例。

“下一步，我們還將就二氧化碳加氫制甲醇、制精細化工品等方面進行協(xié)同攻關突破，進一步提升二氧化碳價值率。”泰州電廠黨委副書記、總經(jīng)理蔣欣軍說。

在中國，煤電是個大事。智慧與堅韌的國家能源集團人已奏響一曲煤電綠色發(fā)展的最美旋律，留下的唯美樂章和更多可以期待的驚喜，也在滾滾長江的波濤聲中，穿越風雨，迎來希冀。

作者：趙   坤

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編輯：于琳娜

校對：許   盼

文章來源：中國電力報