8月24日11時(shí)58分,華能安源電廠集控中心大屏幕顯示:2號(hào)機(jī)組完成試運(yùn)投產(chǎn),這臺(tái)66萬(wàn)千瓦二次再熱發(fā)電機(jī)組再熱溫度623攝氏度,機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定,寬敞明亮的大廳里又一次因喜悅而流光溢彩。
是世界領(lǐng)先的發(fā)電技術(shù),在相同蒸汽壓力溫度條件下,二次再熱機(jī)組的熱效率比一次再熱機(jī)組提高約2%,二氧化碳減排約3.6%。
同時(shí),二次再熱這項(xiàng)技術(shù)以其復(fù)雜性和特殊性著稱,在國(guó)內(nèi)電力行業(yè)一直是沒(méi)人敢吃的“螃蟹”。
今年6月27日,我國(guó)首臺(tái)66萬(wàn)千瓦超超臨界二次再熱燃煤機(jī)組在華能安源電廠投運(yùn),“第一只螃蟹”終于被華能吃下。
在攀登燃煤發(fā)電技術(shù)研發(fā)應(yīng)用的金字塔過(guò)程中,華能總是默默先行。國(guó)內(nèi)首臺(tái)百萬(wàn)千瓦超超臨界燃煤機(jī)組、首臺(tái)超超臨界60萬(wàn)千瓦燃煤機(jī)組、首臺(tái)超臨界60萬(wàn)千瓦燃煤機(jī)組等,都是在華能誕生。
今年上半年,華能的燃煤發(fā)電機(jī)組裝機(jī)達(dá)到1.12億千瓦,占總裝機(jī)的72.7%。節(jié)能降耗,不僅是華能,而且是行業(yè)燃煤發(fā)電技術(shù)攻關(guān)的核心。
當(dāng)年11月,華能與哈爾濱電氣集團(tuán)公司、東方電氣集團(tuán)有限公司、上海電氣集團(tuán)總公司簽訂萊蕪電廠和安源電廠二次再熱機(jī)組三大主機(jī)設(shè)備采購(gòu)合同。
2013年11月
華能集團(tuán)公司總經(jīng)理曹培璽到安源電廠新建工程現(xiàn)場(chǎng)視察,指出應(yīng)用二次再熱技術(shù)的意義:
第一是為國(guó)爭(zhēng)光,第二是提升華能競(jìng)爭(zhēng)力,第三是為科技創(chuàng)新積累經(jīng)驗(yàn)。
他鼓勵(lì)大家:“二次再熱技術(shù)的應(yīng)用,體現(xiàn)華能的一種精神、一種擔(dān)當(dāng),沒(méi)有過(guò)不去的火焰山,也沒(méi)有解決不了的難題?!碑?dāng)即決定由華能集團(tuán)公司時(shí)任總工程師胡式海任組長(zhǎng),公司總經(jīng)理助理蔣敏華及華能國(guó)際、西安熱工院等方面負(fù)責(zé)人參加的二次再熱應(yīng)用技術(shù)研究工作領(lǐng)導(dǎo)小組,對(duì)各項(xiàng)技術(shù)難題展開(kāi)研究。
華能攻關(guān)二次再熱,也是在為另外一個(gè)新技術(shù)開(kāi)路:700攝氏度超超臨界發(fā)電技術(shù)。
據(jù)測(cè)算,60萬(wàn)千瓦的700攝氏度先進(jìn)超超臨界機(jī)組煤耗約260克/千瓦時(shí),可比600攝氏度超超臨界機(jī)組降低煤耗約25克/千瓦時(shí)。目前,華能正在牽頭研發(fā)帶二次再熱的700攝氏度超超臨界發(fā)電技術(shù),二次再熱技術(shù)的成功,無(wú)疑為700攝氏度超超臨界發(fā)電技術(shù)打通了關(guān)鍵通道。
在蒙蒙細(xì)雨中,華能安源電廠與遠(yuǎn)處的青山繪成一幅水墨畫(huà)。
安源電廠始建于1958年,當(dāng)時(shí)廠址在江西萍鄉(xiāng)市湘東區(qū)。
2011年,電廠關(guān)停,遷址萍鄉(xiāng)蘆溪工業(yè)園區(qū),新廠今年8月建成投產(chǎn)。
“關(guān)停時(shí),我們有兩臺(tái)國(guó)產(chǎn)12.5萬(wàn)千瓦的燃煤發(fā)電機(jī)組,這次上二次再熱機(jī)組,也是我們的二次創(chuàng)業(yè)?!卑苍措姀S廠長(zhǎng)鐘明才說(shuō)。
華能集團(tuán)公司副總經(jīng)理劉國(guó)躍在1號(hào)機(jī)組生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研后十分滿意:“安源電廠投產(chǎn)是一個(gè)新的起點(diǎn),是我國(guó)二次再熱技術(shù)應(yīng)用的開(kāi)始,同時(shí)也在為后續(xù)技術(shù)的應(yīng)用積累經(jīng)驗(yàn)?!?/span>
安源電廠1號(hào)機(jī)組
是我國(guó)首次設(shè)計(jì)、首次制造、首次施工、首次運(yùn)行的66萬(wàn)千瓦二次再熱機(jī)組工程,代表了我國(guó)目前火力發(fā)電同類型機(jī)組最好發(fā)電技術(shù)水平。
兩臺(tái)機(jī)組運(yùn)行期間,主、輔設(shè)備和系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定,平均供電煤耗272.66克/千瓦時(shí),比2014年國(guó)內(nèi)同容量一次再熱火電機(jī)組平均水平低19.97克/千瓦時(shí),電氣和熱控保護(hù)投入率、自動(dòng)裝置投入率、測(cè)點(diǎn)/儀表投入率等均達(dá)到100%,汽水品質(zhì)合格,各項(xiàng)性能指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)值,是當(dāng)前同容量超超臨界機(jī)組的最好水平。
“現(xiàn)在,兩臺(tái)機(jī)組基本達(dá)到設(shè)計(jì)值,供電煤耗是272.66克/千瓦時(shí),兩臺(tái)機(jī)組每年可節(jié)約標(biāo)煤14.5萬(wàn)噸。”鐘明才說(shuō),“我們正在做機(jī)組優(yōu)化調(diào)整,預(yù)計(jì)到9月份,供電煤耗可以降到271克/千瓦時(shí)”。
鐘明才介紹,兩臺(tái)二次再熱機(jī)組比常規(guī)機(jī)組投入多3億元。兩臺(tái)機(jī)組運(yùn)行4年,就可以節(jié)約標(biāo)煤50余萬(wàn)噸,按照江西本地煤價(jià)折算,正好可以收回多投入的3億元。
全國(guó)60萬(wàn)千瓦等級(jí)的機(jī)組約800臺(tái),如果全部采用二次再熱機(jī)組,每年可以節(jié)約煤炭5800多萬(wàn)噸,減少二氧化碳排放1億多噸。
在節(jié)約燃煤的同時(shí),安源電廠致力于減排。為實(shí)現(xiàn)超凈排放,安源電廠對(duì)整個(gè)環(huán)保設(shè)施包括脫硫系統(tǒng)進(jìn)行了全面升級(jí)改造。經(jīng)系統(tǒng)處理后,二氧化硫、氮氧化物、煙塵排放指標(biāo)優(yōu)于國(guó)家燃機(jī)限值排放要求,濃度分別小于15.1、37.5、3.1毫克每立方,生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的灰渣、石膏能夠全部綜合回收利用。
在實(shí)現(xiàn)超凈排放的同時(shí),安源電廠還實(shí)現(xiàn)廢水零排放。在水資源豐富的江西,安源電廠仍充分利用中水。安源電廠廠區(qū)用水部分取自袁河,利用蘆溪污水處理廠中水作為補(bǔ)充水源,冷卻水經(jīng)冷卻塔冷卻后循環(huán)利用。廠里將工業(yè)廢水、生活污水、含油污水、含煤廢水等分類收集,集中處理后全部回收利用。廠里還安裝了防塵裝置和隔音罩、消聲器,有效控制了煤塵和噪聲。
2013年6月28日,在細(xì)雨中,安源電廠正式開(kāi)工建設(shè)。安源電廠工程部主任何勝回憶起兩年前開(kāi)工時(shí)的場(chǎng)景說(shuō):“雨中開(kāi)工,也正預(yù)示著整個(gè)建設(shè)過(guò)程的艱辛?!?/span>
因?yàn)槭鞘着_(tái)二次再熱機(jī)組,沒(méi)有可以借鑒的經(jīng)驗(yàn),每走一步都困難重重。其中,最讓人糾結(jié)的是設(shè)備與設(shè)計(jì)、施工之間的矛盾。由于二次再熱技術(shù)是首次應(yīng)用,設(shè)備廠商也是邊引進(jìn)技術(shù),邊設(shè)計(jì)制造。最讓人尷尬的是,輔機(jī)設(shè)備標(biāo)書(shū)掛出來(lái)后,竟然沒(méi)有廠家“接招”。電廠只好先請(qǐng)有潛質(zhì)的廠家進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn),確認(rèn)具備生產(chǎn)能力后再招標(biāo)。
機(jī)組鍋爐和汽輪機(jī)分屬兩家單位制造,指標(biāo)都很好,但是兩套設(shè)備一匹配,就出現(xiàn)問(wèn)題。僅僅為了解決匹配問(wèn)題,就開(kāi)了五次專題會(huì)。
在處理矛盾的同時(shí),華能的技術(shù)人員還積極抓設(shè)計(jì)優(yōu)化,先后參與了設(shè)計(jì)院的總平面布置優(yōu)化、主要煙風(fēng)煤粉管道優(yōu)化、凝汽器冷端優(yōu)化,煙氣再循環(huán)優(yōu)化、高壓疏水管道防內(nèi)漏等多項(xiàng)設(shè)計(jì)優(yōu)化。
通過(guò)運(yùn)用側(cè)煤倉(cāng)布置、輸煤棧橋穿煙囪等華能典型設(shè)計(jì),節(jié)約投資480萬(wàn)元。主蒸汽、一二次高溫再熱蒸汽管道采用“2—2”布置形式,節(jié)約投資378萬(wàn)元。全廠空壓機(jī)集中布置在煙囪零米層,減少用地,節(jié)約投資76.8萬(wàn)元。主要煙、氣、煤粉管道采用圓形管道,減少風(fēng)機(jī)能耗等14項(xiàng)優(yōu)化設(shè)計(jì)成果,共計(jì)節(jié)約投資5000萬(wàn)元。
鍋爐焊接是最難的關(guān)口。
安源電廠二次再熱機(jī)組鍋爐,比常規(guī)鍋爐的4道管道多出兩道,鍋爐出口主蒸汽壓力32.45兆帕,溫度605攝氏度,一、二次再熱器出口蒸汽溫度623攝氏度,是世界最高參數(shù),能否成功焊接對(duì)工程人員是個(gè)極大的挑戰(zhàn)。
2014年8月21日,面對(duì)鍋爐末級(jí)過(guò)熱器出口集箱外直徑660毫米、壁厚160毫米,目前國(guó)內(nèi)最大壁厚的P92馬氏體鋼焊口,6名技術(shù)人員經(jīng)過(guò)84小時(shí)不間斷的連續(xù)作業(yè),用掉200公斤P92焊條,一次檢驗(yàn)合格。據(jù)統(tǒng)計(jì),安源電廠1號(hào)機(jī)組共完成焊口70423道,2號(hào)機(jī)組共完成焊口68437道,比常規(guī)機(jī)組焊口多出15000道左右。兩臺(tái)機(jī)組試運(yùn)過(guò)程和投產(chǎn)后沒(méi)有發(fā)生因焊接質(zhì)量問(wèn)題造成鍋爐爆管影響生產(chǎn)的情況。
最順利的就是實(shí)現(xiàn)廠用電受電、鍋爐水壓、沖管、汽機(jī)扣缸、鍋爐點(diǎn)火等節(jié)點(diǎn)一次成功。
1號(hào)機(jī)組鍋爐一次汽水壓試驗(yàn)壓力為51兆帕,為我國(guó)鍋爐水壓試驗(yàn)的最高壓力。經(jīng)過(guò)500多名作業(yè)人員3個(gè)多月的反復(fù)檢測(cè)和不斷試驗(yàn),2014年11月25日,1號(hào)機(jī)組51兆帕水壓試驗(yàn),全部焊口及法蘭、閥門等無(wú)一泄露、變形,水壓試驗(yàn)一次成功。
在安源電廠這兩臺(tái)機(jī)組的建設(shè)過(guò)程中,華能解決了“二次再熱機(jī)組動(dòng)態(tài)響應(yīng)分析、汽溫調(diào)節(jié)和協(xié)調(diào)控制策略研究”、“二次再熱機(jī)組環(huán)保排放優(yōu)化研究”等10余項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)難題,打破了國(guó)外知識(shí)產(chǎn)權(quán)壁壘制約,為華能下一個(gè)二次再熱重點(diǎn)項(xiàng)目──華能萊蕪電廠100萬(wàn)千瓦超超臨界二次再熱燃煤機(jī)組建設(shè)提供了有力的技術(shù)支撐。
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