中冶南方EPC总承包的马来西亚马中关丹产业园350万吨钢铁项目2×80MW自备电厂工程。
本报通讯员 南方
冶金行业是碳排放大户，减碳能否成功，关乎我国碳达峰、碳中和目标能否实现。中冶南方积极响应国家节能减排号召，不断推进二次能源高效利用技术、热余能利用技术、热电联产及可再生能源技术、煤气高效发电技术等低碳技术的开发和应用，已成为冶金环保热电领域的有代表性的领军者。
引领变革· 技术硬核实力
据统计，2020年中国粗钢产量已超过10亿吨，占全球粗钢产量的56%，碳排放量占全国碳排放总量的15%。基于目前国内冶金行业的发展，国家陆续出台政策化解冶金行业的过剩产能以及淘汰落后产能，严控冶金行业新增产能。
在钢铁产能过剩和“双碳”政策的影响下，冶金行业正面临着结构调整和转型升级，为促进冶金行业供给侧结构性改革，实现能源消耗和污染物排放全面稳定达标，各大冶金企业都在积极开展节能减碳工作。
中冶南方都市环保公司积极响应国家节能减排政策号召，专注于一系列低碳技术的开发、推广、落地，并拥有电力行业（火力发电(含核电站常规岛)）设计专业甲级设计资质。
20年来，该公司先后建设各类余热发电机组共计232台套，总装机容量13948MW，其中煤气发电机组191台套，总装机容量超过13000MW，是冶金环保热电领域的领军企业。近年，他们更是推出以超高压/亚临界/超临界、中间一次再热发电技术为代表的煤气高效发电技术，在提高企业效益的同时具有显著的节能减排效应，获得用户的广泛好评。
行业领军· 煤气发电技术
煤气发电技术有煤气锅炉高效发电技术和燃气蒸汽联合循环发电（CCPP）两种，其中煤气锅炉高效发电技术具有燃料适应性好、负荷调节范围大、操作维护方便的特点，同时可靠性和可用率高、建设期短、投资低、维护费用省；而燃气蒸汽联合循环发电则具有发电效率高的特点。
2000年～2010年，中冶南方采用中温中压技术(第一代)和高温高压技术(第二代)，先后在各钢厂建设高中压等级单循环发电机组近百套，以及燃气蒸汽联合循环机组10多套；在中温中压发电技术领域，他们建设了湘钢25MW中压煤气发电机组；在高温高压技术领域，他们建设了江苏沙钢4×50MW、南钢3×50MW等高压煤气发电机组。
由于传统单循环发电技术能量利用效率较低，50MW的高温高压机组热效率仅在31%～32%之间。2011年后，该公司推出第三代技术——高温超高压、中间一次再热煤气发电技术，将主蒸汽压力从9.8MPa提高至13.7MPa，并在原有蒸汽单循环的基础上增加中间再热，机组发电热效率高达37%，是当时行业内发电效率最高的煤气发电技术。在同样的富余煤气条件下，高温超高压、中间一次再热机组比高温高压机组提升约20%发电量，具有明显的经济效益和节能减排优势。
为实现能源利用的最大化，进一步提高效率，该公司于2017年成功研发出第四代煤气发电技术——亚临界煤气发电技术，将全厂热效率提高在40.5%以上。亚临界煤气发电技术的燃料适应性好，可100%燃用各种低热值煤气，煤气品种及流量配比限制适应性广，负荷调节范围大，是“煤气零排放”调度的最佳保证手段。
2019年1月，中冶南方承建的迁安九江100MW亚临界煤气发电工程顺利投产，为国内亚临界煤气发电市场革命打响了第一枪，之后亚临界发电机组如雨后春笋般涌现。至2019年底，中冶南方承建的镔鑫80MW、九江焦化100MW、盛隆100MW、中众泰德110MW、南钢120MW等近10台亚临界煤气发电机组相继成功投入运营。
截至目前，中冶南方已承接了54台套亚临界煤气发电机组订单，其中投产的有25台。经专家组鉴定，其首创的小型亚临界煤气发电技术达到国际领先水平。
中冶南方都市环保公司是冶金行业最早研究燃气-蒸汽联合循环发电技术的单位之一，如今其采用国际先进的Thermoflow、GTpro热平衡分析软件，动态模拟燃机变工况运行，优化热力系统，确保燃机运行高效经济；同时，自主开发的煤气净化、燃机余热锅炉SCR脱硝技术，保障燃机稳定可靠运行与环保排放。
自该公司成立以来，建设投产12套联合循环发电机组，具有丰富的联合循环工程设计与总承包建设经验。其中，武钢2×150MW燃气蒸汽联合循环电站，为GE公司首个燃高炉煤气燃机应用项目，荣获全国冶金行业优秀设计奖一等奖；铜陵新亚星焦炉煤气燃气蒸汽联合循环电站，发电效率高达45%，同时设置了行业首创的余热锅炉SCR脱硝系统，并荣获全国冶金行业优秀设计奖一等奖。
勇于创新· 余热利用发电技术
钢铁工业的余热类型主要有显热（烧结矿、干熄焦、高炉红渣等）、烟气（烧结烟气、转底炉烟气、焦炉烟气等）和蒸汽（转炉、电炉、加热炉汽化冷却用蒸汽等）三种，一般回收烟气和蒸汽进行余热发电。
烧结机烟气余热发电，中冶南方采用分级取风和多级产汽技术，保证取风量动态可调的同时实现蒸汽能量的梯级高效利用，吨矿发电指标可达25千瓦时/吨，相继应用于南京钢铁360m2烧结机余热发电和日照钢铁公司2×360m2烧结机环冷机余热蒸汽发电等项目。
热回收焦炉余热发电技术，由于烟气来源于焦炉，烟气温度较高，但是锅炉容量小，数量多，常规发电技术机组小、效率低。该公司成功开发小型再热机组母管制运行技术，实现多台小型余热锅炉共用1台高效再热汽轮机，从而大幅提高机组效率，并在越南和发6×60MW热回收焦炉烟气余热利用电厂项目中成功应用。
转底炉烟气余热发电，由于烟气温度可达到1200℃，且腐蚀性和黏结性强，导致锅炉烟道易堵、易腐和易漏。该公司采用自主核心技术，可以有效解决富锌烟气的腐蚀堵塞问题，高效回收利用余热。依托该技术建设的日钢转底炉烟气处理工程，是国内唯一成功运行的转底炉烟气余热发电项目。
低压饱和蒸汽发电主要技术特点为稳压、蓄能、去湿。该公司主要应用EPC、BOT、EMC模式，利用蓄热装置能将间断蒸汽转化为连续蒸汽，特别适用于转炉、电炉等汽化冷却装置的蒸汽发电。其典型工程有大马饱和汽项目、盛隆饱和汽项目和顺乐量子电炉烟气余热发电项目等。
环保高效· 热电联产、可再生能源发电技术
热电联产技术是在供电同时进行供热，其中工质热能来自汽机做功后的蒸汽。通过这种应用方式，可以实现能量的梯级利用，无冷源损失，节能、高效。
中冶南方具有丰富的热电联产、集中供热站建设经验，技术全面，覆盖各种炉型（煤粉炉、循环流化床炉、鼓泡床炉、旋风炉、链条炉等）、各种机型（抽凝、抽背、湿冷、空冷等）、各种燃料（煤、煤矸石、重油等）。其承建的迁安九江汽拖供汽工程——中国首台65MW煤粉掺烧高炉煤气小型超高压机组得到了业主一致好评，承建的印尼纬达贝的8×250MW火力发电工程——世界首套250MW超临界高效发电机组成功并网发电。
天然气分布式能源同样是一种热电联产技术。这是一种利用天然气为燃料、通过冷热电三联供方式实现梯级利用能源的技术，其综合能源利用效率可在80%以上，并在负荷中心就近实现能源供应的现代能源供应方式。这种技术具有能效高、清洁环保、安全性好、削峰填谷和经济效益好等优点，已建成的南充嘉陵工业区能源站项目，包括3×15MW的燃气轮机发电机组，配套3×25t/h余热锅炉以及2×25t/h燃气锅炉，高效清洁节能。
剑指未来· 煤气发电行业最前沿技术
中冶南方以专业、严谨、负责的态度，不断进行科技创新，以市场领导者和技术引领者的姿态，在能源高效利用领域砥砺深耕、稳步发展。
从2018年至2021年，中冶南方在扩大亚临界煤气发电市场的同时，同样在积极推动高效超临界技术的研发工作。其设计研发团队打破传统，敢想敢做，结合煤气发电机组的设计经验、建设经验、运行经验，逐步摸索将高效超临界技术应用于145MW等级的煤气发电机组，对热力系统、控制系统进行优化调整，将145MW等级煤气发电的参数提升到大型燃煤电站水平，发电效率也进一步提高在43%以上，以400000Nm3/h富余高炉煤气量计算，高效超临界技术的碳减排量可以达到97.4万吨/年。
《中国冶金报》（2021年10月26日 05版五版）
