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能源领域硬核技术升级看超超的转型 [复制链接]

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中国青年网北京9月5日电(记者刘尚君)我国是最大的发展中国家,发展不平衡、不充分的问题突出,发展经济、改善民生、打赢污染防治攻坚战的任务艰巨。为了迎接挑战,煤电企业以改善能源结构,减少碳排放,奉献绿色清洁能源为初心和使命,以国家能源安全战略为指引,不断探索煤炭高效清洁利用的“新打法”,努力把效能提上去,把污染降下来,走出经济增长和环境改善的双赢之路。

其中,国家能源集团泰州发电有限公司在能源改革的强劲驱动下,从零开始建成了世界首台百万千瓦超超临界二次再热燃煤发电机组,涌现出了一批创新路径与硬核技术,并已在全国乃至世界行业领域崭露头角。

国家能源集团泰州发电有限公司世界首台百万千瓦超超临界二次再热燃煤发电机组。泰州发电有限公司供图

走进国家能源集团泰州发电有限公司,你可以从不同角度“探悉”它的全貌:

这是一个由宏伟的钢结构和复杂的汽水管道系统构成的庞然大物,锅炉最高处有近米,伴随着机器的轰鸣声,它时时刻刻将煤炭蕴含的化学能转换成为便捷可靠的电能。性能试验显示,其供电煤耗为克/千瓦时,它的发电效率达到47.82%;在集控室的大屏幕上,它化为实时跳动的数据和曲线,展示着燃煤发电机组超低的排放浓度标准;在远处江边拔地而起的几根大烟囱里,它又冒出洁净如云的水蒸汽,很难寻到污染物的踪迹……

它,就是具有自主知识产权的世界首台百万千瓦超超临界二次再热燃煤发电机组,是国家能源集团泰州发电有限公司在“能源改革”浪潮中淘出来的“绿色宝库”。

即使在新型技术不断涌现的今天,煤炭仍是我国能源供应的主力,以燃煤发电作为主体的能源结构短时间内难以改变,清洁高效利用煤炭资源是能源高质量发展的保障。

早在年开始,国家能源集团泰州发电有限公司以国家科技部“十二五”科技支撑计划项目和国家能源局高效煤电示范项目为依托,瞄准电力科技发展前沿,主动探索煤电清洁绿色发展的技术路线,突破能源领域的关键核心技术,开启了大容量高参数二次再热发电技术的研发之路。

“火力电厂整个生产流程,最基本的理论依据就是朗肯循环理论。增加再热次数是提高机组效率的主要方式之一。综合技术经济分析,二次再热性价比高,是进一步提升燃煤发电效率、减少煤炭消耗、降低污染物的可取方式。”国家能源集团泰州发电有限公司总经理陈旭伟表示,超超临界二次再热燃煤发电机组得益于更高的蒸汽温度和压力,拥有了更高的热效率,能够实现减少煤耗和污染物排放的目标。

在当时的机组建设过程中,大容量高参数二次再热发电技术还是国际性的难题,所有国内从业者都面临着没无总体方案、无锅炉汽轮等重大设备、无控制系统设计的“三无”困境。

煤电是件大事,一定要搞好。怎么搞?为此,国家能源集团联合中国电力工程顾问集团、上海电气集团进行了关键技术攻关。其中,泰州电厂运行部主任王安参与了二次再热燃煤发电机组控制系统的研发工作。

他带领团队用双手为整个机组擎画了庞大的运行控制系统。大到机组中每一个硬件装置的连接,小到每一个参数的范围波动,都体现在这套系统的系统逻辑图中,有序运行。

泰州发电有限公司二期集控室。泰州发电有限公司供图

二次再热机组中的气温控制系统最难“拿捏”。二次再热蒸汽的温度是度,超温会影响水冷壁寿命,损害设备;温度低会影响运行效率,不能发挥机组优势。这样的状况经常出现在机组调试的过程中,“一个点出现偏差,整个控制系统将会陷入紊乱。”王安说,人为干预是低效的,重要的是提升整个系统的智能化和安全化。

至少有半年的时间,团队成员都在进行模拟仿真实验,盯着在屏幕上不停闪烁的控制元件和信号线,对机组的余个参数设置点不断进行建模修改,反复地推敲论证。

最终,泰州电厂百万千瓦超超临界二次再热机组在系统集成设计、汽机及锅炉制造、机组控制策略等研究方面均取得了重大突破,获得了核心技术的自主知识产权。

据第三方测试结果表明,机组投产后,供电煤耗为克/千瓦时,比国外最好水平低6.6克/千瓦时,比国内最好一次再热机组水平均值低14克/千瓦时;发电效率为47.82%,处于世界领先水平。此外,煤炭排放量每年可比常规百万机组减排达5个百分点,烟尘、二氧化硫和氮氧化物排放均实现超低排放。

国家能源署这样评价:泰州电厂二次再热机组是当前全球发电率最高的燃煤机组。二次再热机组还在国家“十二五”科技创新成就展和阿斯塔纳世界能源博览会中国国家馆闪亮登场,赢得行业内外的高度

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