福建鴻山發(fā)電公司：配汽優(yōu)化不“擔(dān)心”調(diào)峰

發(fā)布時(shí)間： 2021-01-19 15:05:44 來源：中國(guó)電力網(wǎng) 作者：宋鳳

　　中國(guó)電力網(wǎng)訊 2020年，福建鴻山發(fā)電公司按照集團(tuán)公司“一三五七”發(fā)展戰(zhàn)略中精細(xì)化、智慧化的要求，針對(duì)百萬千瓦級(jí)超超臨界復(fù)合閥汽輪機(jī)組變負(fù)荷調(diào)峰運(yùn)行工況下效率下降問題，研發(fā)了一套配汽優(yōu)化技術(shù)，高標(biāo)準(zhǔn)順利通過院士領(lǐng)銜的科技成果鑒定，達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)、國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平，是福建公司系統(tǒng)內(nèi)首個(gè)由院士領(lǐng)銜的科技成果，為“十三五”收官遞交了一份綠色發(fā)展的靚麗答卷!

　　這套技術(shù)實(shí)現(xiàn)機(jī)組中低負(fù)荷下供電煤耗率下降1.5到2.5克每千瓦時(shí)，平均降低供電煤耗率1.26克每千瓦時(shí)!

　　這套技術(shù)發(fā)明了適用百萬千瓦級(jí)超超臨界復(fù)合閥汽輪機(jī)組的配汽優(yōu)化技術(shù)，為國(guó)內(nèi)同類型汽輪機(jī)組提供很好的示范和借鑒作用!

　　高瞻遠(yuǎn)矚困難重重

　　發(fā)展大容量超超臨界燃煤發(fā)電技術(shù)是我國(guó)煤炭清潔利用的重要方向，但由于我國(guó)能源結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，火電機(jī)組普遍承擔(dān)電網(wǎng)調(diào)峰任務(wù)，尤其在當(dāng)前新能源占比不斷加大背景下，對(duì)火電機(jī)組“靈活性”深度調(diào)峰要求日益提高。

　　該公司汽輪機(jī)為設(shè)備廠商引進(jìn)國(guó)外技術(shù)生產(chǎn)的首代百萬等級(jí)機(jī)型，采用復(fù)合配汽調(diào)節(jié)方式，經(jīng)常在中、低負(fù)荷區(qū)間運(yùn)行，汽輪機(jī)組四個(gè)高壓進(jìn)汽調(diào)閥均部分開啟參與調(diào)節(jié)，存在較大節(jié)流損失，影響機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。為此，福建鴻山發(fā)電公司高瞻遠(yuǎn)矚，在2015年創(chuàng)新提出了順序閥配汽優(yōu)化的想法，即通過汽輪機(jī)配汽優(yōu)化，減少調(diào)門節(jié)流損失，提升汽輪機(jī)組中、低負(fù)荷下的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性，從而實(shí)現(xiàn)寬負(fù)荷高效運(yùn)行。

　　然而在制定實(shí)施方案過程中，卻出現(xiàn)了“卡脖子”技術(shù)問題，配汽優(yōu)化是通過提升主蒸汽壓力和改善高壓缸缸效率，從而提高汽輪機(jī)相對(duì)內(nèi)效率和循環(huán)熱效率，但在實(shí)際工程中，機(jī)組帶一定負(fù)荷時(shí)，降低高壓調(diào)門總開度可以提升主蒸汽壓力，同時(shí)也會(huì)帶來一定節(jié)流損失，提升循環(huán)熱效率和保證汽輪機(jī)相對(duì)內(nèi)效率之間存在強(qiáng)耦合性。因此，在保證機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行前提下，在高壓缸效率和主蒸汽壓力之間尋優(yōu)獲得最高綜合效率，是汽輪機(jī)組配汽優(yōu)化需要解決的關(guān)鍵問題。

　　有了目標(biāo)就有了方向。該公司領(lǐng)導(dǎo)高度重視，在現(xiàn)有技術(shù)部門的基礎(chǔ)上，組建成立了專門技術(shù)攻關(guān)小組，集聚力量開展科研攻關(guān)，對(duì)配汽優(yōu)化項(xiàng)目立項(xiàng)背景、技術(shù)原理、應(yīng)用領(lǐng)域、主要技術(shù)性能指標(biāo)等進(jìn)行了研討，最終確定了解決方案。

　　多方協(xié)作破冰前行

　　科技創(chuàng)新從來都不是閉門造車，更應(yīng)走出去，引進(jìn)來建立產(chǎn)學(xué)研聯(lián)動(dòng)機(jī)制，不讓科技創(chuàng)新成果躺在實(shí)驗(yàn)室里。

　　該公司采取和汽輪機(jī)廠、高校、知名科研單位聯(lián)合技術(shù)攻關(guān)方式，全力破解技術(shù)瓶頸。

　　時(shí)任福建公司項(xiàng)目管理部負(fù)責(zé)人鄭恒走訪東方汽輪機(jī)有限公司，在集團(tuán)公司領(lǐng)導(dǎo)支持、協(xié)調(diào)下，主機(jī)廠提供了汽輪機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、熱力數(shù)據(jù)等重要資料，為后續(xù)完成科技創(chuàng)新積累基礎(chǔ)。

　　鑒于百萬千瓦級(jí)復(fù)合配汽機(jī)組采用雙流調(diào)節(jié)級(jí)，軸系較長(zhǎng)，改變配汽方式主要會(huì)對(duì)機(jī)組調(diào)節(jié)級(jí)、軸系受力、各閥門開啟狀態(tài)發(fā)生改變，存在汽流激振導(dǎo)致軸系失穩(wěn)安全風(fēng)險(xiǎn)。該公司與同濟(jì)大學(xué)、上海明華電力技術(shù)工程有限公司等科研機(jī)構(gòu)及高校建立了良好的合作關(guān)系，通過仿真建模計(jì)算，理論分析科學(xué)、合理的調(diào)閥開啟順序，研判風(fēng)險(xiǎn)隱患，提出了建立調(diào)閥-雙流調(diào)節(jié)級(jí)仿真模型，通過分析計(jì)算獲取最有利于汽輪機(jī)軸系安全穩(wěn)定運(yùn)行的調(diào)門開度組合方案，有效規(guī)避了盲目試驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)，并通過摸底試驗(yàn)，驗(yàn)證了采用理論推導(dǎo)的閥序組合。

　　敢于探索、大膽創(chuàng)新。經(jīng)過近2年的持續(xù)優(yōu)化，2018年，該公司成功完成全新的順序閥控制及閥序切換邏輯，實(shí)現(xiàn)閥序安全、自動(dòng)、平穩(wěn)切換，經(jīng)過長(zhǎng)周期運(yùn)行考驗(yàn)，未發(fā)生汽輪機(jī)組振動(dòng)或瓦溫異常，同時(shí)創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)多項(xiàng)同步于閥序切換的控制參數(shù)自適應(yīng)控制技術(shù)。

　　2019年，配汽優(yōu)化項(xiàng)目在該公司兩臺(tái)1050MW機(jī)組成功應(yīng)用，經(jīng)第三方測(cè)試與運(yùn)行結(jié)果表明，通過配汽優(yōu)化機(jī)組無需增加硬件投資，各負(fù)荷下平均降低供電煤耗率1.2克/千瓦時(shí)。單機(jī)年利用小數(shù)按5000，雙機(jī)年發(fā)電量100億千瓦時(shí)，每年可節(jié)約標(biāo)煤約12000噸，標(biāo)煤采購(gòu)價(jià)850元每噸計(jì)算，兩臺(tái)機(jī)組每年可節(jié)約成本約1020萬元。

　　高光時(shí)刻成果紛呈

　　2020年10月，由中國(guó)電機(jī)工程學(xué)會(huì)主持的“百萬千瓦級(jí)超超臨界復(fù)合閥汽輪機(jī)組配汽優(yōu)化技術(shù)研究及應(yīng)用”項(xiàng)目科技成果技術(shù)鑒定會(huì)在北京成功召開!

　　本次成果鑒定由中國(guó)工程院院士擔(dān)任項(xiàng)目鑒定主任委員，委員會(huì)由清華大學(xué)、中國(guó)自動(dòng)化學(xué)會(huì)、西安熱工院、集團(tuán)公司戰(zhàn)略規(guī)劃部和科技部、中國(guó)大唐集團(tuán)電科院、國(guó)電電科院、國(guó)華電力公司、田集發(fā)電廠以及華北電力科技院等高校、科研、管理、生產(chǎn)、設(shè)計(jì)等不同領(lǐng)域11位專家組成。

　　鑒定會(huì)上，鑒定委員會(huì)聽取了該項(xiàng)目的工作報(bào)告、技術(shù)報(bào)告、經(jīng)濟(jì)效益分析報(bào)告、測(cè)試報(bào)告、科技查新報(bào)告和應(yīng)用情況的介紹，經(jīng)質(zhì)詢、答疑和討論，鑒定結(jié)論認(rèn)為：該項(xiàng)研究成果經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益顯著，具有良好推廣應(yīng)用前景，整體技術(shù)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)、國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。

　　抓好科技項(xiàng)目實(shí)施，促進(jìn)科技成果轉(zhuǎn)換。2020年11月，該公司繼續(xù)加速科技成果轉(zhuǎn)換，總結(jié)、提煉出適用于大型汽輪發(fā)電機(jī)組配汽方式優(yōu)化的一套嚴(yán)謹(jǐn)、完整的技術(shù)路線，包括建模、試驗(yàn)和評(píng)價(jià)體系，促進(jìn)生產(chǎn)需求與研究成果深度融合，讓先進(jìn)的研究不再止步于報(bào)告，而是真正投入實(shí)踐、惠及生產(chǎn)，達(dá)到提高工作效率和智能化水平的目的，為國(guó)內(nèi)、外同類型汽輪機(jī)組提供了很好的示范和借鑒，具有重要意義。項(xiàng)目已申報(bào)相關(guān)發(fā)明專利10項(xiàng)(已獲授權(quán)5項(xiàng))，獲得1項(xiàng)軟件著作權(quán)，其中1篇被EI收錄，獲評(píng)2020年第四屆全國(guó)設(shè)備管理與技術(shù)創(chuàng)新成果一等獎(jiǎng)。

　　抓創(chuàng)新就是抓發(fā)展，謀創(chuàng)新就是謀未來。配汽優(yōu)化是福建鴻山發(fā)電公司積極踐行“綠色發(fā)展效益領(lǐng)先”戰(zhàn)略的一個(gè)縮影，在“碳達(dá)峰、碳中和”背景下，該公司將緊扣高質(zhì)量發(fā)展要求，大力實(shí)施科技創(chuàng)新提升行動(dòng)，努力推進(jìn)節(jié)能創(chuàng)優(yōu)、環(huán)保領(lǐng)跑、智慧電廠等工作，用科技創(chuàng)新凝聚高質(zhì)量發(fā)展新動(dòng)能。

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