随着全球能源结构的转型和“双碳”目标的推进，煤电机组的清洁高效利用成为能源行业的重要课题。国家能源集团天津公司盘山电厂创新升级及延寿改造项目（以下简称盘山电厂延寿项目），作为国家能源局“现役机组延寿升级综合改造技术”首台（套）重大技术装备示范工程，是国内唯一一个机组跨代升级整体延寿30年的在役煤电项目，不仅为老旧煤电机组的升级改造提供了可复制的实践经验，也为我国煤电行业的可持续发展开辟了新路径。
2018年9月，盘山电厂延寿项目正式立项，历经技术方案通过审查、获得国家能源集团投资决策批复、申报国家能源局首台套示范项目、完成电力规划总院评审、确定主实施单位等多层手续，终于在2022年10月正式开工、并于2024年9月完成连续大负荷试验。今年4月，成功取得华北能源监管局核发的电力业务许可证电子证件，许可证（副本）登记事项中1号机组投产时间已变更，机组设计寿命30年，标志着改造后的1号机组正式“持证”上岗，踏上崭新的征程。今年7月，西安热工研究院出具《国能盘山电厂创新升级及延寿改造项目1号机组性能考核试验报告（初稿）》，报告显示，1号机组汽机热耗为7241.3千焦/千瓦时（设计值为7243千焦/千瓦时），锅炉效率94.92%（设计值为94.8%），供电煤耗为 276.3克/千瓦时（设计值为277.7克/千瓦时），与原俄制机组相比，机组供电煤耗降低46.7克/千瓦时，机组主要性能指标均优于设计值。
今年3月31日，2号机组正式开工建设，目前已经完成主体设备拆除，现场全面转入设备安装阶段。“正是因为有了1号机组建设投产的经验，经过不断优化，拆除阶段，我们的工期比预期缩短了一个多月，我们有信心在2026年底全部完成2号机组的建设。”盘山电厂党委书记、董事长李树千表示。
技术可实现国产技术赋能“跨代升级”
盘山电厂位于天津市蓟州区，地处京津唐电网负荷中心，是京津唐500千伏主网架的重要支撑电源点。作为国家“9511”重点建设工程之一，该厂1996年投产，总装机容量2×530兆瓦，总投资52.63亿元，厂区占地950余亩，承担着北京东部（平谷、大厂、香河、三河）和天津北部（宝坻、蓟州）的电力供应与集中供热任务，是区域内仅有的三家热电联产机组之一。其俄制超临界机组曾为保障京津唐电网稳定运行发挥关键作用，但随着运行年限逼近30年，设备老化、效率低下、调峰能力不足等问题日益凸显，升级延寿迫在眉睫。
盘山电厂延寿项目通过更换三大主机及关键辅机设备，并对主厂房结构进行加固利旧，机组寿命延长30年，相当于“再造一台新机组”。这一突破不仅避免了因关停导致的国有资产损失，还解决了老旧电厂职工安置难题，为同类型机组提供了“延寿样本”。项目的成功实施，得益于多项关键技术的突破与应用——
1.参数跨代升级，煤耗降低14%。改造后的机组主蒸汽参数从原俄制机组的23.54兆帕/540摄氏度/540摄氏度提升至28兆帕/600摄氏度/620摄氏度，达到超超临界水平。通过应用“深度调峰”“热电解耦”等创新技术，机组供电煤耗从323克/千瓦时降至276.3克/千瓦时，降幅达14%，两台机组预计每年可节约标煤22万吨，减排二氧化碳58万吨。这一成果不仅大幅降低运行成本，还为京津冀地区的减碳目标提供了直接支撑。改造后的机组调峰范围从额定出力的60%以上扩展至20%～100%，供热能力更是从516兆瓦提升至1260兆瓦，最大供热能力达到原机组的2.4倍。
2.国产技术替代，填补行业空白。项目团队摒弃进口设备依赖，采用哈电集团自主研发的“切向蜗壳进汽汽轮机”“非对称T型锅炉”等核心技术，攻克了俄制机组与国产技术标准不兼容的难题。例如，锅炉再热器和过热器非对称布置解决了低负荷燃烧不稳定的问题，汽轮机通流效率优化技术使热耗值降低5%以上。这是国内首次实现俄制机组全套国产化升级，填补了电力装备改造的产业空白。
3.项目在智能化改造方面也取得了突破。通过引入国产DCS控制系统替代进口设备，实现了机组的智能化运行和远程诊断，并首次在延寿机组中完成功能安全评估。改造后的机组不仅具备了满负荷可靠性、宽负荷经济性、低负荷适应性等新一代煤电机组的性能要求，还实现了“一键启停”等智能化功能。
经济可承受最大化利旧实现“精准换芯”
盘山电厂延寿项目的另一大亮点是以不足新建机组50%的投入，就实现了老旧机组的跨代升级，实现节能、环保、供热、灵活性等目标的同时，解决了机组寿命到期退役问题，有效盘活存量资产，实现国有资产保值增值，成为“低成本、高效益”改造的典范。
这一经济性优势的取得，源于以下几个创新实践——
1.最大化利旧。“我们不是‘推倒重建’，而是‘精准换芯’。项目最大化利用了原有系统、设备和主厂房框架，在将原有主厂房框架及基础、汽机房、锅炉房、集控楼等辅助系统进行钢结构加固改造的同时，对锅炉、汽轮机、发电机等电厂核心的三大主机整体更换升级。我们在保障2号机组安全稳定运行的基础上，拆除的三大主机总重量超2万吨，拆除的电缆总计长1200余公里。”盘山电厂副总经理王九崇介绍说。
为了攻克大容量煤电机组整机拆除难题，项目组研究制定双机隔离措施201项，实现了在运机组与改造机组系统设备物理隔离、互不影响；最大程度发挥现有起重机械、各层平台通道作用，以最实用有效的措施方法，解决了施工场地复杂狭小、起重机械布置困难、大件拆除吊装频繁、设备倒运通道受限、拆除/利旧/运行电缆复杂交错等施工难点，探索出一条可推广应用的整机拆除方法，填补了国内外大容量煤电机组整机保护性拆除技术的空白。
2.国产化替代降低技术成本。项目采用国产DCS控制系统替代进口设备，从而使采购成本降低。此外，国产技术的本地化服务缩短了调试周期，也降低了项目投产后的日常运行维护成本。
3.政策支持放大经济价值。作为国家能源局首台（套）示范项目，盘山电厂延寿项目获得专项资金补贴，并通过“三改联动”政策提升调峰收益。改造后，机组调峰能力扩展至20%-100%，年调峰收益增加5000万元；供热能力提升至1260兆瓦，可新增外供1000万平方米，最大程度满足区域民生需求；改造后具备向蓟州经济开发区提供工业供汽的能力，单台机组工业抽汽额定100t/h，最大2×150t/h,有效助力当地经济发展。
模式可推广从“天津样本”到“全球经验”
盘山电厂延寿项目的成功，为国内外老旧煤电机组提供了可复制的“技术-经济-社会”三位一体解决方案。
从技术路径上说，项目形成的“评估-利旧-换芯-验证”全流程技术体系，已提炼为行业标准。例如，针对俄制机组的“T型锅炉非对称改造方案”可直接应用于“一带一路”沿线22台同类型机组；整机保护性拆除技术解决了大容量机组改造中的安全难题，为全球首创。
从经济模式上说，以不足50%的投资实现性能跨代升级，打破了“关停”或“高价新建”的困境。此次项目单位造价为2070元/千瓦，据此测算，若全国1亿千瓦临退役机组采用此模式改造，可节省投资近2000亿元，同时避免因关停导致的千亿元级国有资产损失。据统计，2021-2030年退役机组容量接近1亿千瓦，约占现役机组容量的8.5%；2031-2040年退役机组达到5.5亿千瓦以上，约占现役机组容量的47%。
从社会效益上说，盘山电厂延寿项目避免了关停引发的供电缺口和供热危机，保障了周围居民的用电与采暖需求。同时，该项目是煤电行业可持续发展的一次创新尝试，也是盘活老旧煤电机组的大胆技术实践，为国内外老旧亚临界、超临界煤电机组转型发展提供了宝贵经验。目前，哈萨克斯坦、南非、越南、摩洛哥等国的能源企业已赴津考察，计划引入“盘山模式”。据了解，在“一带一路”沿线国家，在运同类型机组约45台，其中500兆瓦等级22台，800兆瓦等级23台，均临近或超过运行寿命。
盘山电厂延寿项目以50%以上的成本降幅、14%的能效提升和30年的寿命延长，实现经济与环保的双赢。这座蓟州电厂的故事，向世界能源变革展示了“中国技术”、贡献了“中国力量”，也为煤电行业提供了一份“中国方案”。
“我们的延寿项目设计之初，就围绕区域发展规划，先后与10余家科研院所进行深入交流，共同策划编制污泥掺烧、制碳捕集利用、制氢与氢能利用、储能调峰调频、长距离供热等10余项中远期规划方案，这些都将持续发挥示范引领作用，为推动煤电行业‘三改联动’深入实施，构建新型电力系统、实现‘双碳’目标贡献我们盘山电厂的力量。”李树千说，“站在‘十五五’起点，我们盘山电厂除了要把延寿改造后的机组运行好，还将积极布局风光新能源，把企业打造成为火电厂绿色转型的典范”。（来源：天津日报）