今年前6个月，每千瓦时平均供电煤耗274克，这是上海外高桥第三发电公司控制中心显示的数据。将这一煤耗折算，机组额定工况的净效率超过46.5%。这个数据意味着，该发电厂的每度电煤耗为全球最低，再次创造了世界新纪录。
外三公司在煤耗不断降低的同时，完成了减排的各项指标。综合排放水平不但远优于严格的新版国家标准，甚至优于燃气轮机的排放标准。
煤耗最低，环保指标更好，怎么做到的?“不断自主创新、勇于突破的结果。”外三公司总经理冯伟忠说。
上海外高桥第三发电公司全貌。
年节约标准煤可达42万吨
被评为“国家煤电节能减排示范基地”
作为国有企业申能股份旗下的发电企业，上海外高桥第三发电公司是中国首批国产百万千瓦火力发电工程之一，建设规模为两台100万千瓦超超临界燃煤发电机组(蒸汽温度达600℃、压力超过25兆帕的火电机组)。两台机组2008年建成投产，设计年发电量为120亿千瓦时。
从电厂建设期至今，外三厂持续开展了20多项重大技术创新项目，解决了一批传统火力发电及环保技术的瓶颈问题，破解了“蒸汽氧化与固体颗粒侵蚀”“低负荷退出脱硝”等一系列重大难题，使两台机组的节能减排和安全运行水平得到质的飞跃，机组的能效和环保水平在世界上领先。
外三厂投产后，每度电煤耗不断刷新世界纪录：2008年，实际运行供电煤耗为287.44克/千瓦时;2014年，供电煤耗达到了277.98克/千瓦时。按今年两台机组的实际平均运行效率推算，机组含脱硫、脱硝的额定净效率已超过了46.5%，这与国外尚在研究的下一代700℃高效超临界机组的期望效率相当。
数据还显示，外三厂目前的煤耗，仅相当于我国火电厂平均煤耗的86%。按今年预计的发电量推算，与全国平均水平相比，外三厂年节约标准煤达42万吨。
去年10月，国家能源局授予外三厂我国唯一的“国家煤电节能减排示范基地”称号。
突破脱硫、除尘、脱硝技术瓶颈
各项污染物排放大幅降低
降低煤耗，还要实现减排目标，这是电厂面临的难题。“减排”与“节能”就像鱼与熊掌一样，往往难以兼得。减排二氧化硫等污染气体，是要付出相当多的能耗的。发电厂传统的脱硫系统就是典型的“耗能减排”，其耗电量达到发电量的1%甚至更多。
为了大幅降低脱硫系统的能耗，使脱硫系统兼顾“减排”和“节能”，外三厂研究出了能显著降低脱硫运行成本、实现脱硫综合能耗平衡的新技术，即“零能耗”脱硫系列技术。其基本思路是：在烟气脱硫之前，将其中的热能通过特殊装置加以回收，并送回热力系统再发电，以弥补脱硫系统的电耗，再辅以相应的节电技术，最终使脱硫系统的节能量与耗能量达到平衡甚至结余，实现“零能耗”脱硫的目标。
2013年，外三厂采用自主创新的技术对脱硫系统进行了增效改造。改造后的脱硫效率显著提升，今年1—8月，二氧化硫的平均排放为14.85毫克/每立方米标准单位，远低于燃气轮机35毫克/每立方米标准单位的国家标准。除尘，是发电厂面临的另一道难题。外三厂通过一系列综合优化和科技创新技术，包括机组节能、低氧燃烧技术等，减少机组烟气量18.4%，显著提高了电除尘的效率。
在此基础上，为进一步降低排放，外三厂对电场除尘器进行了节能增效改造，将原先的工频电源改造为高频电源，这是国内百万千瓦级机组首次采用该技术。改造后，除尘效率大幅提升，烟尘排放量降低到原来的一半。此外，还专门开发了“中温省煤器”技术，在节能的同时大幅降低了烟气温度，使静电除尘器具备了“低低温除尘”的条件，进一步显著提升了除尘效率。
因目前的烟尘排放值已低至现有仪表的盲区以内，其显示值已不能反映真实排放值，今年5月，外三厂邀请专业资质单位在现场用最新的“滤膜法”进行了实测，数据为0.74毫克/每立方米标准单位。新版《火电厂大气污染物排放标准》规定，燃煤电厂重点区域特别排放限值的烟尘排放浓度为每立方米20毫克/每立方米标准单位。
目前发电厂普遍采用的脱硝技术为SCR(选择性催化还原法)，该技术存在着一个问题——机组在低负荷时(如机组发电负荷<50%)，脱硝装置必须退出，这曾是一个世界性难题。外三厂在国内百万千瓦级机组中，第一个安装了SCR脱硝装置。针对低负荷退运这一难题，冯伟忠通过深入研究，结合锅炉、汽轮机和热力系统低负荷运行的特点，发明了“弹性回热技术”。而后，又带领团队研发并将该技术成功投入运行。
应用该技术后，能在节能的前提下，使脱硝系统的投运率上升至近100%，大幅降低了氮氧化物排放量，彻底攻克了低负荷必须退出脱硝装置这一难题。
自主创新赢得各方认可
新技术着力发电机组“绿化”
在冯伟忠看来，坚持不懈对国际火电前沿技术的发展方向进行跟踪和研究，才可能有近年来的超越。冯伟忠研究出“高低位分轴布置的汽轮发电机组”设计技术，已获得国家发明专利和美国发明专利。
这项技术可以利用现有的材料、设备和技术平台，使超超临界机组在单位造价相当的前提下，机组效率再提高约5%。这一技术不但可应用于新建机组，还可为我国目前总装机容量达3亿千瓦的300兆瓦/600兆瓦临界机组的升级换代，提供商业化技术改造的出路。在对该技术进行深入研究后，西门子火力发电集团产品业务部前首席执行官罗兰˙菲舍尔博士在其签署的报告中称：“本技术能大大提高火力发电机组的净效率，是改革高污染发电行业成为低排放绿色产业的唯一机遇。”
近年来，华润集团、神华集团、大唐集团等陆续与申能能源科技公司签订合作协议，采用外三公司的技术，改造发电系统。目前，已有部分项目完成技术改造并取得明显成效。
华润电力控股有限公司董事局主席兼总裁周俊卿介绍，去年年底前，铜山华润5号1000兆瓦超超临界机组改造完成，机组效率和节能降耗水平明显提升。通过性能试验及与未改造的6号机组对比，在同等工况下，供电煤耗实际降低值超过了10克/千瓦时，远超合同约定的降低7.5克/千瓦时的预期。
外三公司的自主创新赢得了世界同行的认可。前不久，美国机械工程师协会专门邀请外三厂团队在美国圣地亚哥举办学术报告专场。会后，会议执行主席克里斯托弗在给外三团队的评价报告中称，“外三团队成功地将前所未闻的能效提升与极低的环境影响结合在一起，同时使用创新的工程技术，解决了许多之前公认棘手的难题。”
