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我国火电技术进步再树里程碑
时间:2019-10-20 14:27:02 点击:3501次

火电厂技术进步再创里程碑

“高温亚临界改造”的成功实施和“高低位置亚轴布置”的稳步推进

中国电力新闻网记者冯义军

8月的最后几天,位于江苏省徐州市的徐州华润电力有限公司和几十公里外的安徽淮北神农安惠平山电厂二期工程挤满了人群,非常热闹。中国能源研究协会和北京能源与环境协会组织的院士和专家代表团进行了现场考察、现场视察和技术研讨会。

第十一届全国人大常委会副委员长华建民、原能源部总工程师秦钟毅、中国能源研究会常务副会长石玉波、周迪达、中国能源研究会副会长陈进行、中国工程院院士倪窦唯、何多辉等专家对徐州华润电力有限公司和神能安徽屏山电厂二期工程所代表的火电技术进步表示赞赏,并提出了推广火电最新技术成果的建议。

为什么重量级专业人士蜂拥而至?这表明了每个人都关心的这些技术问题的重大意义。

燃煤发电也可以做成绿色项目,这样火力发电就有了新的生命力,可以站立起来8月28日,华建民在徐州华润电力有限公司召开的高温亚临界综合升级项目报告交流会上表示,公司3号机组采用了上海申能电力科技有限公司的高温亚临界技术改造,并于8月10日成功通过了168小时满负荷试运行。额定条件下的供电煤耗可降至287 g/kwh。

“安徽神能平山电厂二期工程采用高低分流轴二次加热技术,是火电史上的壮举。”8月29日,倪窦唯在淮北深能发电有限公司洽谈,该项目将建设世界上最大的单机容量为135万千瓦的二次再热超超临界高低压双轴汽轮发电机组,该机组已被国家能源局列为“国家示范工程”。目前,该项目进展有序。

“高温亚临界改造”的成功实施和“高低位置亚轴布置”的稳步推进,被许多学者和专家视为火电技术进步的里程碑。这两项技术也使相距不到100公里的徐州和淮北成为火电技术进步乃至能源革命的“新能源里程碑”。

当前的亚临界机组可以保存吗?

“6月4日至7日,国际能源署洁净煤中心在美国举行了第九届国际洁净煤技术会议。会后,美国国家电力研究所(epri)的专家主动与上海申能电力科技有限公司(以下简称“申能科技”)的专家沟通,承认在亚临界机组蒸汽温度提升技术的研究中遇到了重大瓶颈神能科技总经理冯伟忠在上述情况介绍会上表示,亚临界机组是全球火电机组的最大组成部分,亚临界机组的技术改造是一项全球性挑战。

随着材料技术的不断进步和热力理论的不断完善,蒸汽参数经历了低压、中压、高压、超高压、亚临界、超临界和超超临界的发展过程。发展清洁能源日益紧迫,发展高参数大型机组已成为国家节能减排战略的一个组成部分。然而,对于现有的拥有大量库存的亚临界机组来说,去哪里已经成为一个主要问题。

“由于工厂系统应采用成熟适用的节能技术,如汽轮机通流部分改造、锅炉烟气余热回收利用、电机变频等。重点对30万千瓦、60万千瓦亚临界和超临界机组实施全面系统的节能改造。改造后,供电煤耗将力争达到同类型机组的先进水平。”《煤电节能减排升级改造行动计划(2014-2020)》对亚临界机组实施综合节能改造提出了明确要求。记者注意到,该计划还要求,到2020年,改造后的在用燃煤发电机组的平均煤耗将低于310克/千瓦时,其中改造后的在用机组(空冷机组除外)的平均煤耗将低于300克/千瓦时。

根据清华大学毛熊健教授的分析,根据机组平均供电煤耗一般比额定供电煤耗高15 ~ 20g/kWh的规律,上述要求意味着在额定供电条件下,活性煤电机机组的供电煤耗需要低于290g/kWh。对于在用超超临界机组来说,这一目标更容易实现,但对于亚临界机组来说,这是一个巨大的挑战。

相关研究数据显示,由于参数低,汽轮机通流效率普遍较低,30万千瓦湿冷亚临界机组在额定工况下的供电煤耗一般高于320克/千瓦时(有些甚至超过340克/千瓦时),这与行动计划的要求相去甚远。

“徐州样本”提供全球标杆管理

“世界上第一个“火电奇迹”——近日,在徐州华润电力有限公司,吸引人们的第一件事就是这些关键词的招牌。院士和专家也在这里拍照。这是什么技术?近年来,业界不断提出各种提高亚临界机组效率的技术方案,但存在明显的不足。

根据北京能源与环境研究所提供的信息,例如常规汽轮机通流改造,节能效益一般只有10g/kWh左右,远远不能满足国家310g/kWh的煤耗要求,改造的效率效益难以维持。跨代升级改造为准二次再热超(超)临界机组的改造量和成本太大,几乎相当于改造,但最终性能不令人满意,不具备经济可行性。至于将温度提高到566/566摄氏度的计划,其节能效果有限(约15g/kWh),但成本很高,仍达不到标准,性价比太低。

据华润电力控股有限公司(以下简称“华润电力”)党委书记兼总裁胡敏介绍,他已与冯伟忠讨论了在役亚临界机组的温升及其他有关提高效率的问题。"我也是冯伟忠教授的粉丝。"在上述会议上,胡敏严肃地说。

经过多年研究,冯伟忠于2010年提出了“高温亚临界”改造技术路线。关键是保持机组主再热蒸汽压力基本不变,将机组主再热蒸汽温度提高到现有超超临界机组的600摄氏度,整合应用上海外高桥第三发电有限公司已验证的成熟系列节能减排技术,大幅提高机组的能效和环保水平。

鉴于“高温亚临界综合升级方案”的可行性、先进性和高性价比,华润电力与冯伟忠牵头的深能科技合作,率先在徐州华润电力有限公司3号机组实施高温亚临界综合升级项目。

“我公司3号机组是一台32万千瓦的国产亚临界燃煤纯冷凝机组,于2004年6月建成投产,2016年每千瓦小时将消耗325克煤。开展高温亚临界机组的综合节能改造升级,目标是改造完成后,在设计条件下达到煤耗不超过287克/千瓦时的超超临界机组水平。”徐州华润电力有限公司总经理李毅表示。

徐州华润电力有限公司实施的高温亚临界综合改造升级项目于2017年4月开始定制设计,2018年11月底正式启动改造建设,2019年8月3日完成安装调试。除机组煤耗水平先进外,改造还突破了机组超低负荷运行的瓶颈,机组节能、环保、灵活等综合性能得到全面提升。

“我注意到现场有几个数据。首先是显示屏上供电的煤耗。这两个数据分别是296和293。如果大气条件按照《火力发电厂评价验收标准》转换为标准大气压力和温度,目前还没有进行转换,但转换后的煤耗预计在290克以下,约为285~287克。这是一个重要的数据,可以反映出改造项目节约了大量的煤炭消耗。”华建民在讲话中说。

国家示范工程“平儿工程”稳步推进

神能安徽平山电厂二期工程(以下简称“平儿工程”)现场,各项工作稳步有序进行。主厂房40米楼已浇筑完毕,锅炉大板梁安装验收完成,受热面吊装开始,冷却塔本体施工正在进行中。

一个正在建设中的火电项目吸引了为数不多的游客。

自19世纪末现代火电技术形成以来,提高电厂效率一直是电力技术界不懈的追求。为了突破采用高级蒸汽参数和二次加热技术的成本瓶颈,冯伟忠正式提出高低分流轴布局的发明专利。

该技术可以大大缩短机炉之间的主蒸汽管道、一次冷再热蒸汽管道、一次热再热蒸汽管道和二次冷再热蒸汽管道。同时,管道系统的压力损失和散热损失也大大降低。主蒸汽管道和高温再热蒸汽管道的实际长度小于常规布置的二次再热单元的10%。这使得二次再加热单元的优点得以充分发挥,并且单元效率和成本性能能够进一步提高。此外,双轴技术的采用打开了机组的容量瓶颈。

从2005年初该技术被提出到2016年底该项目被正式批准,“平儿项目”正在逐步推进。

2009年3月,工程研究开始。到2013年底,具备开展示范项目的条件。2015年3月,通过了国家能源局组织的专家技术审查。2015年12月31日,被国家能源局列为国家示范项目。2016年12月28日,经安徽省发展和改革委员会批准。2018年7月,该项目开始实施...

“这种新型汽轮发电机组将改变传统电厂100多年的设计模式。”北京能源与环境研究所秘书长冯丽萍在“平儿二号工程”现场表示,全球火电行业的目光聚焦于此,也是因为它具有重要的里程碑意义。“平儿2号项目”(淮北深能发电有限公司)总经理张玲兴奋地告诉记者,美国能源部代表团在2016年9月和12月前后两次参观了高低布局模型。2018年12月6日,在发电国际会议上,淮北神能发电有限公司作为中国唯一获奖单位,荣获第五届皮博迪年度全球洁净煤领袖奖。

谈到冯伟忠的技术实践,深能股份有限公司党委书记兼董事长许全伟表示,深能集团一贯高度重视科技创新,不断推动上海外高桥第三发电公司的技术研发,并专门成立了一家科技公司推广冯伟忠系列技术。

“以冯伟忠教授为首的技术团队是神能集团的一大特色。深能集团有限公司容忍良好的科研生态,并保证和支持创新技术的研发。”8月27日,深能集团董事长、党委书记黄南迪在石于波主持的“平2工程”技术研讨会上表示。

据了解,“平儿工程”计划于2020年10月竣工投产。世界火力发电行业的新基准可能在这里诞生。

来源:中国电子新闻网

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