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全球首创!“上海火电创新技术”点石成金 “大限将至的”亚临界机组“焕发新生”

来源:杭梅电气股份有限公司 发布时间:2021-09-17 05:09:57

近日,徐州华润电力有限公司32万千瓦3号机组高温亚临界综合升级改造项目一次性顺利通过168小时满负荷试运行。这标志着一台高能耗的老火电机组,通过“上海火电技术”改造,“脱胎换骨”成为一个低能耗、低排放的“环保机组”。

(来源:上观新闻 作者:李蕾)

近日,徐州华润电力有限公司32万千瓦3号机组高温亚临界综合升级改造项目(以下简称“徐州项目”)一次性顺利通过168小时满负荷试运行,并举行了移交生产交接仪式。这标志着一台高能耗的老火电机组,通过“上海火电技术”改造,“脱胎换骨”成为一个低能耗、低排放的“环保机组”。

亚临界机组改造需求巨大

这是国际上亚临界机组大幅提效改造技术的一次重大突破,在国内有更多的类似机组亟待改造更新。据统计,截至2018年底,我国仍有约3.5亿千瓦装机容量的亚临界机组,仅30万千瓦等级的亚临界机组就有近900台之多。该类机组额定工况下的供电煤耗普遍高于320克/千瓦时,其中相当部分机组的煤耗甚至超过340克/千瓦时,显著高于超临界和超超临界机组。

2014年10月,国家能源局发布了“六年行动计划”,规定到2020年,30万千瓦机组的供电煤耗要低于310克/千瓦时。近年来,业内不断提出针对亚临界机组改造提效的各种技术方案,但都存在明显的短板,有的节能量太小,有的投资过高、性价比太低。而到明年,六年行动计划的大限将至,如此巨量的亚临界机组将何去何从?

对于现役亚临界机组的提效改造,申能公司旗下的上海申能电力科技有限公司总经理冯伟忠教授经多年研究,在2010年提出了“高温亚临界”改造技术路线,并在此基础上研发了高温亚临界改造的技术方案及配套的系列技术,该方案的特征是“高效和高性价比”。

华润电力鉴于“高温亚临界综合升级改造技术”的先进性和高性价比,率先与申能电力科技合作,在其标杆电厂——华润徐州电厂3号机组上实施高温亚临界综合升级改造。华润徐州改造项目由申能电力科技总体负责,施工安装由安徽电建二公司实施,汽轮机本体改造设备由西门子供货。在华润电力控股及华润徐州电厂的统筹管理下,项目于2017年4月启动定制化设计,2018年12月开始施工安装。在参建各方的努力下,锅炉水压试验一次通过,机组专项启动及汽轮机冲转一次成功,机组并网一次成功,高动量冲洗圆满成功,168试运行也一次性顺利通过。

“金点子”有何“制胜法宝”?

究竟是什么“金点子”令这些面临淘汰的老机组“起死回生”?高温亚临界系列技术,将常规亚临界机组升级为高温亚临界,并辅助实施系列节能环保等创新技术的示范改造工程。改造后,机组主蒸汽和再热蒸汽温度由原来的538摄氏度均提高到600摄氏度,结合一系列的专项技术,将3号机组额定工况下供电煤耗降至低于287克/千瓦时,降幅超过31克/千瓦时,且低负荷下效率等性能的提升幅度更大。也就是说,改造后的机组效率水平超过全球现役所有超临界机组和相当一部分超超临界机组,不但远超目前世界在役单机容量最大的美国130万千瓦燃煤机组,甚至超过了美国效率排名第一的AEP公司于2012年投产的John W. Turk Jr电厂的60.9万千瓦超超临界燃煤机组。

改造后,3号机组除了效率大幅提升,在负荷灵活性、环保性和安全性等方面也得到了大幅提升。通常情况下,在机组蒸汽温度提高至600度等级时,蒸汽侧氧化和固体颗粒侵蚀问题会对机组效率和安全构成严重威胁。改造后,由于应用了度身定制的专项启动、高动量冲洗等系列技术,机组长期高效安全运行得到良好保障,168试运期间根据在线数据测算,高中压缸效率优于原设计值。同时,由于应用了弹性回热和广义回热等系列技术,机组超低负荷下的烟气脱硝系统运行、燃烧稳定性和机组效率水平均得到明显提升,尤其是超低负荷运行能力得到质的提升,前瞻性地满足了目前电网对于煤电灵活性日益严格的要求。此外,由于改造保留了锅炉汽包和汽轮机调节级,保持了机组优良的调频性能和运行传统。

推广价值极大

高温亚临界改造技术具有突出的先进性、很高的性价比和推广价值。该技术如果能在我国全面推广应用,按单台机组节能量至少30克/千瓦时测算,则年节能量将超过5000万吨标准煤,减排二氧化碳大于1.35亿吨,相应的二氧化硫、氮氧化物和烟尘等污染物也会大幅减排。

华润徐州电厂高温亚临界综合升级改造项目的成功,是国际上亚临界机组大幅提效改造技术的一次重大突破,也已引起国际上的广泛关注。2017年,美国获知申能电力科技的高温亚临界改造项目后,美国能源部出资,由美国国家电力研究院(EPRI)承担了高温亚临界技术研究,但直到目前为止仍未取得突破。今年6月4-7日,国际能源署清洁煤中心在美国得克萨斯州休斯顿市召开了第九届国际清洁煤技术大会,特邀申能电力科技专家作大会主题报告,而报告的重点正是高温亚临界技术,该报告取得了强烈反响,受到了国际同行的密切关注。

事实上,基于亚临界机组在全球煤电装机容量中占据最大份额,该技术对于全球范围内煤电机组的高效化发展和二氧化碳减排有着重大和深远的意义。

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