在我国承诺力争实现2030年前碳达峰和努力争取2060年前碳中和的目标下，逐步降低煤炭使用、推进清洁能源发电是大势所趋，煤电的功能定位也将逐步从基础保障性电源向系统调节性电源、应急备用电源转变。中国能建华东院在七十年的火力发电厂设计中，一直致力于研究发展先进煤电技术，实现煤炭高效清洁利用，尤其是在超超临界及二次再热燃煤发电技术领域，华东院砥砺创新、笃行不怠，大力推动绿色新型煤电设计革命，为助力国家统筹能源安全稳定供应和绿色低碳发展贡献着自己的智慧和力量。

　　超超临界燃煤发电技术

　　20世纪初，我国电力行业技术水平同国外对比还有差距，国内电力供应紧张，严重影响了社会经济的发展。当我国电力行业还在探讨何为超超临界燃煤发电技术时，华东院已经集中力量开展100万千瓦等级超超临界燃煤发电技术的研发，面对行业空白，华东院当时提出了七个问题：什么是超超临界机组？与国内60万亚临界和进口90万超临界机型相比，不同之处在哪里？现有的设计规程规范能够适合其技术特点吗？技术指标、控制指标怎么确定？三大主机尚处于研发阶段，辅助设备能否满足系统和布置的新要求？国产化水平能达到什么程度？工程造价水平如何确定？

　　针对上述问题，华东院围绕“十五”国家重点科技攻关计划项目建设“863计划”科技部——《超超临界燃煤发电技术的研发和应用》课题，对超超临界燃煤发电机组的设计关键技术进行了研究和论证，对主机选型和匹配开展了深入探索，包括蒸汽参数的选择、主要管道和部件材料的选择、机组参数的匹配以及主机附属系统的拟定等等进行研究和论证，对热力系统、烟风系统、制粉系统等系统的设计进行反复计算和优化。

　　在“863”计划支撑课题的研究基础上，华东院设计完成了我国第一座百万千瓦超超临界燃煤机组电站——华能玉环电厂4×100万千瓦超超临界机组工程，填补了我国在超超临界机组设计领域的空白，实现了我国电力设计史上零的突破，标志着我国高效清洁燃煤发电时代的到来。玉环电厂的成功投产，大幅度缩小了我国与发达国家的技术差距，使中国电力设计水平站上了新的高点，更重要的是，一系列超超临界机组的科研成果和设计经验，为国内后续项目缩短设计周期、加快建设进度和提高工程建设质量起到了宝贵的示范和借鉴作用。为此该工程获得了国家优秀勘察设计金奖、国家优质工程金奖和国家科技进步一等奖等重大奖项。

　　在后续的外高桥三期工程设计中，华东院在充分吸取外高桥电厂二期2×90万千瓦超临界机组成功实践经验和华能玉环电厂丰富设计经验的基础上，进行了若干项关键技术的研发：包括采用技术成熟的塔式锅炉、单轴反动式四缸四排汽的机型以及100%容量/带安全功能的高压旁路；首次将主蒸汽的初压提升至27兆帕，进一步提高了机组的热经济性；首次采用弯管，将再热蒸汽系统的压降降到7%；在国内百万级机组上首次采用了单台100%容量的汽动给水泵，小汽机自带小凝汽器；首次取消了启动/备用电动给水泵；在100万千瓦机组中首次配套100%容量的单列卧式U形管加热器；对高加疏水系统优化，提高机组的热经济性；首次采用了低温省煤器方案，即采用凝结水回收烟气余热；国内第一次在100万千瓦机组同步建设脱硝装置等等。设计中采用了多项创新设计，对一些传统的设计理念、设计规程和运行模式都有所突破，机组效率水平在当时行业内遥遥领先，成为火力发电厂技术创新、高效节能的新典范。为此该工程获得国家优秀勘测设计金奖、国家优质工程金奖、科技部等重大奖项。

　　二次再热技术

　　随着我国首台百万机组玉环电厂的成功投运，国内一大批超超临界一次再热机组如雨后春笋相继建设，我国的电力装备和控制运行技术初步具备了向更高效率的超超临界技术发起挑战的必要基础。同时，随着节能减排的需要以及当时煤价节节攀升、屡创历史新高的局面出现，国内主要电力投资方对研发更高效的燃煤机组有着非常迫切的需求。

　　华东院审时度势，历经十余年的持续科研攻关，依托科技部国家科技支撑计划《二次再热机组热力系统优化与集成》、科技部重点研发计划“高效灵活二次再热发电机组研制及示范”等国家级课题，在百万千瓦二次再热技术领域取得了系列原创性成果，有效解决了“提高主机参数与材料性能瓶颈的矛盾”“二次再热机组调温方式”“桁架式锅炉钢结构设计”“长轴系机组稳定性控制”等世界性难题。同时，创立了百万千瓦超超临界二次再热燃煤电站的整体设计体系，提出了适合二次再热技术的主机选型和机炉匹配原则；建立了针对高温高压蒸汽管道和三级旁路、给水泵、高压加热器、外置式蒸汽冷却器等关键辅机的选型设计方法；形成了二次再热主蒸汽、一、二次再热系统的压损和温降取值标准；填补了二次再热机组蒸汽参数大幅提升后国内外现行厚壁（>100mm）大口径高温高压管道等的设计规范空白；提出了针对二次再热蒸汽参数的水汽品质控制标准等。

　　华东院参与研发的二次再热技术在国能泰州二期项目获得了成功实践。国能泰州二期是世界首个百万千瓦超超临界二次再热机组项目，同时也是国家能源局百万千瓦超超临界二次再热燃煤发电示范项目和科技部科技支撑计划依托工程，代表着当时世界范围内最领先的火力发电技术。工程入选国家“十二五”科技创新成就展、阿斯塔纳世界能源博览会和澜沧江-湄公河国家合作展。该工程获得国家优质工程金质奖、中国工业大奖表彰奖、中国电力科学技术进步奖一等奖、全国优秀工程咨询成果一等奖等重大奖项。

　　在世界首创的100万千瓦等级超超临界二次再热技术基础上，国能宿迁电厂二期依托成熟高温材料，首次设计并应用THA工况下31MPa/600℃/620℃/620℃的最高初参数；设计二次再热机组宽负荷高效的热力系统；首次设计和应用汽电双驱引风机对外供热技术，厂用电率降至1.99%；首次设计和应用基于主汽调阀、补气阀、给水、凝结水等综合措施的调频技术，解决二次再热机组满足最高效率运行条件下的变负荷速率要求等。同时，全面采用数字化设计，为实现智能发电提供基础，并首次将新一代信息技术融入煤电生产全过程管理（水、电、汽、煤、灰等），开启智慧煤电建设先河。作为创新推动传统能源转型的代表，该工程入选国家“十三五”科技创新成就展，获得中国土木工程詹天佑奖、电力工程科学技术进步一等奖等等重大奖项。

　　华能瑞金电厂二期工程将高效二次再热技术、BEST回热技术、机炉深度耦合技术、灵活性技术等高效灵活燃煤发电技术联合投入实践，在供电效率、机组灵活性技术等方面获得了新的突破，是目前620℃等级机组中参数最高、指标最先进的燃煤发电机组，引领了高效灵活燃煤发电技术的新发展。

　　未来的燃煤发电机组

　　针对高效清洁燃煤发电技术，华东院从未停止对新技术的探索。华东院作为唯一的设计单位加入了国家能源局发起的“国家700℃超超临界燃煤发电技术创新联盟”，参与“国家700℃超超临界燃煤发电关键技术与设备研发及应用示范”科研项目，持续投入到高参数燃煤发电技术的研究中。同时，华东院还率先开展了650℃超超临界燃煤发电技术的创新，先后参与完成了中国电力工程顾问集团、上海市科委650℃超超临界先进燃煤发电技术的创新设计，完成主辅机参数选型、热力系统拟定、布置方案优化等核心技术研发。在研究过程中，针对650℃、700℃高参数机组中镍基、铁镍基合金管道和热力系统设备价格昂贵的特点，华东院对减少大管道用量、热力系统优化、降低设备造价等开展深入研究，并在现有参数机组工程中逐步投入实践，为未来高效燃煤发电进行技术储备。

　　在逐步实践探索的基础上，华东院紧紧围绕国际首创申能平山二期135万千瓦二次再热机组高低位布置技术，研究攻克了机炉间高温管道的膨胀吸收、机炉结构联合设计、汽机基座结构设计等关键技术，研究解决了锅炉主要辅机、冷却塔、变压器大型化等设计难题。申能平山二期机组工程于2021年6月通过168小时满负荷试运，采用了世界首创高低位布置方式的双轴二次中间再热技术，是全球单机容量（135万千瓦）最大的火电机组，设计中采用世界首创高低位布置技术、高位机主厂房结构设计技术、浮动集箱技术、汽机基座结构设计方案、煤仓间布置方案等技术，完成了世界最大湿式排烟冷却塔结构方案优化，机组初参数优化至世界最高水平，实现世界煤电机组最高热效率，最低供电煤耗，平山二期项目的成功投运，使项目成为燃煤发电发展方向新的标杆工程，为未来高效燃煤发电技术体系的建立，进行了积极且成功的实践。

　　同时，华东院还在进行灵活高效燃煤发电原创技术策源地的建设，进行新技术的探索和研发，包括高参数机组、灵活高效运行、火储结合、燃煤机组同风光生物质耦合、掺氨燃烧等灵活高效燃煤发电原创技术的布点等。为燃煤发电机组更安全可靠、经济环保、灵活深调，更好地适应电力市场竞争环境，最终实现集自然生态、智能智慧、高质高效的世界一流电站贡献华东院的智慧。

　　成绩斐然并持续创新发展

　　多年来，华东院加快先进煤电技术推广，相继完成了国能北海、淮矿潘集、华润阜阳、华能石洞口一厂等容量替代等一批二次再热煤电机组的投产，目前在国内二次再热机组设计合同中的市场占有率第一，超过30%。

　　2022年底，中国能建发布2021-2022年度股份公司科技创新先进集体和个人表彰名单，华东院的清洁高效燃煤发电科技创新团队获得“优秀科技创新团队”荣誉称号。近年来华东院清洁高效燃煤发电科技创新团队承担了多个国家级、省部级和集团级科研课题；累计取得发明专利100多项、实用新型专利180多项、软件著作45项、出版著作7部，发表学术论文100多篇，参与编制国家标准6项、行业标准15项；获得国家优质工程金质奖6项，国家优质工程银质奖5项，中国建设工程鲁班奖（国家优质工程）4项，中国土木工程詹天佑奖1项，改革开放三十五年百项经典暨精品工程1项；获得国家科技进步一等奖1项，国家科技进步二等奖2项。

　　在新的发展时期，煤电仍然要维持一定规模发挥托底保障作用，华东院将进一步对煤电节能减排和绿色低碳转型先进技术集成应用，加大关键创新技术攻关和实践，为构建以新能源为主体的新型电力系统、早日实现碳达峰和碳中和作出新的更大贡献。