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设计供电煤耗低于263克/千瓦时,上海“外三升级版”创世界煤电行业节能新标杆
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来源:上观新闻 作者:李蕾 2019-05-23 16:12
摘要:6月,华润电力河北唐山曹妃甸电厂4号机组将进入调试。这一凝聚着上海制造、上海创造的1000兆瓦一次再热超超临界燃煤汽轮发电机组,可以说是“上海外三电厂升级版”,以低于263克/千瓦时的供电煤耗再次创造世界煤电行业“最好水平”,成为世界煤电行业的节能新标杆。

6月,华润电力河北唐山曹妃甸电厂4号机组将进入调试;而在4月25日,华润电力河北唐山曹妃甸电厂3号机组已经顺利完成了试运行,正式投入商业运行。这一凝聚着上海制造、上海创造的1000兆瓦一次再热超超临界燃煤汽轮发电机组,可以说是“上海外三电厂升级版”,以低于263克/千瓦时的供电煤耗再次创造世界煤电行业“最好水平”,成为世界煤电行业的节能新标杆。

  

曹妃甸电厂3号机组位于唐山市曹妃甸工业区内,是河北省首个百万千瓦超超临界燃煤发电机组。作为华润集团与河北省深化战略合作的重要实践工程,该项目投产后将为环渤海经济圈提供重要的电力能源支撑,有效缓解华北地区电力供应紧张问题,更好地促进京津冀快速健康发展。该项目也是华润电力打造“行业技术引领者”战略的前哨工程,机组采用了一系列国际先进的高效清洁燃煤发电技术,并完成多项核心技术创新突破,刷新全球行业技术经济指标。4月25日18时18分,华润电力河北唐山曹妃甸电厂3号机组168小时满负荷试运行一次成功,这标志着目前全球范围内设计能耗最低的煤电机组顺利建成投产。

  

为何说这里凝聚着上海制造,上海创造呢?曹妃甸机组采用的是一次再热超超临界机组。通常情况下,与同等设计压力和温度的两次再热机组相比,虽然系统简单,造价低,但机组效率处于明显的劣势。根据华润的战略部署,该项目要创造新的世界第一,就必须向技术创新要效率,为此,华润选择了与上海申能电力科技有限公司合作,全面应用已在“外三”成功验证的一系列创新技术。与此同时,根据曹妃甸项目的特点,研发新的节能技术,从而使机组的能效得到大幅提升。

  

设计供电煤耗低于263克/千瓦时,全厂热效率48.3%。如此先进的指标,其中一个重要的技术亮点是“向环境要效率”。通常来说,汽轮机的排气压力为4.9千帕,冷却水为20度左右;但是,曹妃甸靠近渤海湾,平均水温低达13度。上海申能电力科技有限公司根据业主的提议,策划了将汽轮机的排汽压力大幅降至3.3千帕的技术方案,从而可使汽轮机的效率大大提高。当然,汽轮机也面临着新挑战——排汽容积增加,从而导致排汽面积增加。就这样,中国第一台基于三背压的“五缸六排汽”超低背压汽轮机方案诞生了。该汽轮机由上海电气成功研制出来,并投入到实际运用之中,从试运行的数据来看,该汽轮机的性能非常优越。“这不仅仅是个案。中国长江以北地区的平均水温都相对较低,这是可以好好加以利用的自然条件。这一创新可以运用到更多的电厂中。”上海申能电力科技有限公司总经理冯伟忠告诉记者。

  

另一个技术,也是“外三升级版”。通常来说,电厂泵与风机等辅机的用电功率随着发电负荷而变化,但实际到低负荷时,效率也会大幅降低。现在,增加一个变频发电机,所发电量只进机组局域电网,仅供厂用辅机使用,可大幅降低厂用电率。为简化系统及降低投资,将给水泵汽轮机和变频汽轮发电机“合二为一”,这是世界首创。这一技术使整个系统跟同机组负荷变化相应调节锅炉给水和变频辅机出力,以达到降低厂用电率及节能的目的。同时,这样的技术并没有大量的新增投资。据介绍,给水泵小汽机增加变频供电而使整体容量增加的费用,大大低于独立采购一台变频汽轮机,从而节省了数千万元的项目投资;小汽机容量提高后,其效率还会相应提高,两台机组因此可年节煤约5千吨。

  

众所周知,高温蒸汽对管道内金属的氧化以及由此引起的汽轮机叶片固体颗粒侵蚀是超(超)临界机组面临的主要问题,也是一个世界性难题。随着蒸汽温度和压力的增加,蒸汽氧化固体颗粒侵蚀越加严重。如果这些固体颗粒随蒸汽一起进入汽轮机,会使汽轮机级效率迅速下降,甚至危及叶片的运行安全。上海申能电力科技有限公司的“汽轮机固体颗粒侵蚀的综合防治”系列技术,在外三成功运行的经验基础上,根据曹妃甸机组的实际情况,进行适应性技术开发,很好地解决了这一难题。投产后,其高压缸的效率达到了90.8%,令人震惊!

  

此外,全负荷脱硝等技术的协同运用,更好地保障了曹妃甸电厂实现“超低排放”,树立了世界燃煤机组的新标杆,为新建煤电机组起到良好示范作用。

栏目主编:刘锟 文字编辑:李蕾 题图来源:上海申能电力科技有限公司 图片编辑:曹立媛
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