我國(guó)百萬(wàn)千瓦火電二次再熱技術(shù)誕生

機(jī)組發(fā)電效率47.82%，發(fā)電煤耗256.8克/千瓦時(shí)，供電煤耗為266.5克/千瓦時(shí)——11月16日國(guó)電泰州電廠3號(hào)機(jī)組完成性能試驗(yàn)，各項(xiàng)指標(biāo)數(shù)據(jù)完全達(dá)到設(shè)計(jì)和攻關(guān)要求，環(huán)保指標(biāo)全面優(yōu)于國(guó)家超低排放限值，標(biāo)志著全球綜合指標(biāo)最好的火電機(jī)組在中國(guó)泰州誕生了。”11月19日，國(guó)電江蘇電力有限公司黨組書(shū)記、副總經(jīng)理張世山在接受記者采訪時(shí)表示。

泰州電廠二期工程建設(shè)兩臺(tái)百萬(wàn)千瓦超超臨界二次再熱燃煤發(fā)電機(jī)組，是國(guó)家能源局燃煤發(fā)電示范項(xiàng)目，也是國(guó)家科技部確定的“十二五”節(jié)能減排國(guó)家重大科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目。這是世界上首次將二次再熱技術(shù)應(yīng)用到百萬(wàn)千瓦超超臨界燃煤發(fā)電機(jī)組，實(shí)現(xiàn)機(jī)組能效、排放水平大幅提升。據(jù)悉，4號(hào)機(jī)組正穩(wěn)步推進(jìn)調(diào)試工作，將按計(jì)劃投產(chǎn)，建成后，泰州電廠也將成為江蘇省最大火力發(fā)電基地。

當(dāng)前中國(guó)經(jīng)濟(jì)正經(jīng)歷“三期”疊加陣痛，能源消耗及環(huán)境保護(hù)承受著巨大壓力，國(guó)電集團(tuán)積極響應(yīng)能源“四個(gè)革命、一個(gè)合作”的總要求，全力開(kāi)發(fā)更成熟、更高效的清潔燃燒火電機(jī)組，打造泰州電廠二期工程就是其中一項(xiàng)重要舉措。

研發(fā)完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)技術(shù)

采用再熱循環(huán)已成為大型機(jī)組提高熱效率的必要措施。“掌握二次再熱技術(shù)”是《能源科技“十二五”規(guī)劃》在“超超臨界發(fā)電技術(shù)”章節(jié)提到的重要內(nèi)容。

泰州電廠二期工程具有材料新、技術(shù)新、工藝新的特點(diǎn)，沒(méi)有成熟的工程可以借鑒。由政府主導(dǎo)，中國(guó)國(guó)電集團(tuán)、中國(guó)電力工程顧問(wèn)集團(tuán)、上海電氣集團(tuán)三方聯(lián)合攻關(guān)，依托一流專家、團(tuán)隊(duì)，通過(guò)實(shí)地踏勘、技術(shù)攻關(guān)，全力開(kāi)展二次再熱相關(guān)專題研發(fā)工作，建設(shè)過(guò)程中“產(chǎn)學(xué)研用”相結(jié)合，針對(duì)爐、機(jī)、電、控和建設(shè)運(yùn)行各方面共設(shè)立了6個(gè)整體性和7個(gè)局部關(guān)鍵科研課題，各方分工協(xié)作，共同攻關(guān)，完整掌握了二次再熱機(jī)組系統(tǒng)設(shè)計(jì)、工藝制造、安裝調(diào)試、運(yùn)行控制等各項(xiàng)技術(shù)。

“研發(fā)團(tuán)隊(duì)在我國(guó)現(xiàn)有超超臨界的成熟技術(shù)基礎(chǔ)上，獨(dú)立研發(fā)、制造，經(jīng)過(guò)反復(fù)技術(shù)研發(fā)論證，通過(guò)論證技術(shù)方案、防范技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，保證研發(fā)進(jìn)度，不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)，使我國(guó)在高參數(shù)大容量機(jī)組方面徹底擺脫國(guó)外知識(shí)產(chǎn)權(quán)束縛，形成自主設(shè)計(jì)、制造技術(shù)和產(chǎn)業(yè)，完成了示范項(xiàng)目預(yù)期目標(biāo)。”國(guó)電泰州發(fā)電公司總經(jīng)理?xiàng)詈陱?qiáng)告訴記者。

在700攝氏度材料尚未成熟之前，研發(fā)團(tuán)隊(duì)研究采用現(xiàn)有成熟的高溫?zé)釓?qiáng)鋼，以避免采用新型奧氏體鋼和鎳基合金帶來(lái)的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)和成本風(fēng)險(xiǎn)。在此前提下，通過(guò)兩次再熱技術(shù)，可大幅提高機(jī)組熱效率。課題組成員通過(guò)面對(duì)面交流等方式，獲得了國(guó)內(nèi)主要裝備制造企業(yè)對(duì)百萬(wàn)千瓦二次再熱機(jī)組在設(shè)計(jì)、加工能力、技術(shù)儲(chǔ)備、現(xiàn)行方案等方面的第一手資料。

2011年2月，中國(guó)國(guó)電集團(tuán)公司牽頭簽訂三方聯(lián)合合作開(kāi)發(fā)協(xié)議，共同實(shí)施“二次再熱燃煤發(fā)電機(jī)組關(guān)鍵技術(shù)研究項(xiàng)目”。通過(guò)近一年半時(shí)間的研究論證，在百萬(wàn)千瓦超超臨界二次再熱機(jī)組系統(tǒng)設(shè)計(jì)、裝備制造研究等方面取得重大突破。最終，泰州電廠二期主機(jī)采用二次再熱技術(shù)，主機(jī)及控制參數(shù)具有完全的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，鍋爐采用塔式爐，汽機(jī)采用五缸四排氣方案，主蒸汽壓力31MPa、主蒸汽溫度600℃、一次和二次再熱蒸汽溫度都為610℃，綜合參數(shù)為世界領(lǐng)先水平，也是二次再熱機(jī)組世界最大容量。

“在我國(guó)，百萬(wàn)千瓦超超臨界一次再熱系引進(jìn)技術(shù)；百萬(wàn)千瓦超超臨界二次再熱為完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)技術(shù)。”中國(guó)國(guó)電集團(tuán)公司總工程師張宗福告訴記者：“通過(guò)自主研發(fā)、自主建設(shè)，實(shí)現(xiàn)了我國(guó)火力發(fā)電重大技術(shù)進(jìn)步，徹底擺脫了國(guó)外知識(shí)產(chǎn)權(quán)束縛，對(duì)于提高我國(guó)高端大型燃煤機(jī)組裝備設(shè)計(jì)制造和運(yùn)行水平，引領(lǐng)國(guó)際火力發(fā)電技術(shù)發(fā)展方向，推進(jìn)節(jié)能減排，實(shí)現(xiàn)重大裝備走出去等有著十分重大的意義。”

打造世界領(lǐng)先的火電樣板工程

泰州電廠二期工程機(jī)組脫硫、脫硝裝置同步投運(yùn)，具有機(jī)組參數(shù)先進(jìn)穩(wěn)妥、機(jī)組效率世界領(lǐng)先、環(huán)保排放指標(biāo)最優(yōu)等特點(diǎn)，集中展現(xiàn)了我國(guó)多年來(lái)燃煤技術(shù)發(fā)展水平，成功打造了更高效的清潔燃燒火電機(jī)組，是推動(dòng)我國(guó)能源科技革命的重要舉措。

究竟有多高效多清潔？下面一組對(duì)比數(shù)據(jù)告訴你：該工程發(fā)電效率47.82%，高于當(dāng)今國(guó)內(nèi)外最好水平，發(fā)電煤耗256.8克每千瓦時(shí)，比國(guó)內(nèi)常規(guī)百萬(wàn)機(jī)組平均水平低14克每千瓦時(shí)，煙塵、二氧化碳和氮氧化物排放濃度分別為2.3mg/Nm3、15mg/Nm3、31mg/Nm3，實(shí)現(xiàn)超低排放，代表了世界領(lǐng)先發(fā)電技術(shù)。

以泰州電廠二期工程為示范點(diǎn)打造行業(yè)標(biāo)桿，國(guó)電集團(tuán)公司提出了高標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)工、高水平建設(shè)、高質(zhì)量投產(chǎn)、高效率收尾和優(yōu)化設(shè)計(jì)、優(yōu)選設(shè)備、優(yōu)良施工、優(yōu)質(zhì)調(diào)試的“四高四優(yōu)”要求，并且設(shè)立了投產(chǎn)時(shí)實(shí)現(xiàn)安全穩(wěn)定運(yùn)行、環(huán)保達(dá)標(biāo)排放、投資預(yù)期盈利和所有新項(xiàng)目在三年之內(nèi)必須成為一流企業(yè)的“3+1”目標(biāo)。

有了安全基石，才有質(zhì)量保障。作為首臺(tái)二次再熱機(jī)組，沒(méi)有成熟經(jīng)驗(yàn)可供借鑒，國(guó)電泰州電廠摸著石頭過(guò)河,首創(chuàng)國(guó)內(nèi)制造廠監(jiān)裝制度，前移設(shè)備質(zhì)量控制關(guān)口，聯(lián)合設(shè)計(jì)、制造單位專業(yè)技術(shù)人員，進(jìn)行安裝現(xiàn)場(chǎng)專項(xiàng)檢查，與設(shè)計(jì)制造標(biāo)準(zhǔn)逐一比對(duì)，定期召開(kāi)專題會(huì)，分析安裝質(zhì)量，確保符合設(shè)計(jì)制造要求。借鑒同類型機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，最大限度在制造安裝過(guò)程中消除設(shè)備制造缺陷。在開(kāi)展精細(xì)監(jiān)造和監(jiān)裝管理過(guò)程中發(fā)現(xiàn)并處理了水冷壁、鰭片材料及厚度不適應(yīng)等問(wèn)題；蒸冷器P91材質(zhì)缺陷及焊接工藝的問(wèn)題；成功采用了壁厚超過(guò)規(guī)范的T91懸吊管，并制定了國(guó)內(nèi)首例驗(yàn)收規(guī)范。

基建管控水平在調(diào)試過(guò)程中得到了印證，基于工程建設(shè)扎實(shí)開(kāi)展精細(xì)化管理、潔凈化施工，該工程3號(hào)機(jī)組所有節(jié)點(diǎn)進(jìn)度均一次成功，主機(jī)油循環(huán)提前合格，機(jī)組從首次并網(wǎng)到100萬(wàn)千瓦滿負(fù)荷出力僅用不到4天時(shí)間，機(jī)組汽水品質(zhì)自并網(wǎng)后不到24小時(shí)便達(dá)到了運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)，并且在此過(guò)程中沒(méi)有進(jìn)行一次濾網(wǎng)清理，機(jī)組運(yùn)行可靠穩(wěn)定。

該項(xiàng)目的建成標(biāo)志著我國(guó)電力設(shè)計(jì)、制造、安裝和調(diào)試水平又上了一個(gè)新臺(tái)階，將為二次再熱技術(shù)在國(guó)內(nèi)的推廣應(yīng)用發(fā)揮重要的引領(lǐng)示范作用，對(duì)我國(guó)建設(shè)生態(tài)文明、推動(dòng)電力行業(yè)可持續(xù)發(fā)展和建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家具有重要意義。

談到二次再熱技術(shù)的推廣應(yīng)用，國(guó)電集團(tuán)公司總工程師張宗富表示，二次再熱技術(shù)適用于60萬(wàn)千瓦和100萬(wàn)千瓦的大型機(jī)組，“不同城市會(huì)根據(jù)自身?xiàng)l件和市場(chǎng)需求，結(jié)合成本和收益進(jìn)行應(yīng)用論證，假如機(jī)組能常年保持高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，那么這一技術(shù)的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會(huì)效益將最大化。”

他向記者介紹，盡管這一項(xiàng)目尚處于進(jìn)一步優(yōu)化提升階段，目前已有不少城市準(zhǔn)備引進(jìn)二次再燃技術(shù)，“在安徽蚌埠市已經(jīng)開(kāi)始動(dòng)工，江蘇宿遷市和山東博興市也將于明年開(kāi)工。”

中國(guó)非常規(guī)油氣產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟與中國(guó)能源網(wǎng)研究中心將于2015年12月10日在北京舉辦“2015非常規(guī)油氣合作伙伴峰會(huì)暨非常規(guī)油氣產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟年會(huì)”，詳情請(qǐng)點(diǎn)擊
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