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供電煤耗降低45克/千瓦時(shí)

來源：中國能源新聞網(wǎng) 時(shí)間：2024-12-30 16:06

　　——哈電國際完成國內(nèi)首個(gè)煤電跨代升級(jí)改造項(xiàng)目

　　范樂樂 王立強(qiáng)

　　“機(jī)組供電煤耗不高于278克/千瓦時(shí)，相較改造之前的323克/千瓦時(shí)降低45克/千瓦時(shí)，煤耗指標(biāo)達(dá)到國內(nèi)當(dāng)期在役同等級(jí)機(jī)組的先進(jìn)水平。”近日，由哈電集團(tuán)哈爾濱電氣國際工程有限責(zé)任公司（以下簡稱“哈電國際”）承擔(dān)的國家能源局能源領(lǐng)域首臺(tái)（套）重大技術(shù)裝備示范項(xiàng)目——天津國能盤山發(fā)電有限責(zé)任公司兩臺(tái)53萬千瓦機(jī)組創(chuàng)新升級(jí)及延壽改造項(xiàng)目（以下簡稱“盤山項(xiàng)目”）通過整體延壽改造，機(jī)組將再次進(jìn)入新的生命周期，可繼續(xù)服役30年，這是目前國內(nèi)唯一一個(gè)通過創(chuàng)新升級(jí)機(jī)組整體延壽30年的在役煤電項(xiàng)目。

　　今年8月，國家發(fā)展改革委、國家能源局印發(fā)的《能源重點(diǎn)領(lǐng)域大規(guī)模設(shè)備更新實(shí)施方案》中指出，持續(xù)推動(dòng)節(jié)能改造、供熱改造和靈活性改造“三改聯(lián)動(dòng)”，進(jìn)一步降低煤電機(jī)組能耗，提升機(jī)組靈活調(diào)節(jié)能力。推動(dòng)燃煤耦合生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)示范應(yīng)用，支撐煤電低碳化發(fā)展。以機(jī)組安全性、可靠性為基礎(chǔ)，大力推進(jìn)設(shè)備安全更新改造。盤山項(xiàng)目切實(shí)解決了燃煤電廠能耗、排放和靈活性等問題，使老電廠煥發(fā)出新活力，有效填補(bǔ)我國電力裝備升級(jí)改造的產(chǎn)業(yè)空白，為國內(nèi)外老舊燃煤發(fā)電機(jī)組跨代升級(jí)、延壽改造探索新路徑、提供新思路。

　　打造新時(shí)代綜合能源“樣板工程”

　　盤山電廠兩臺(tái)機(jī)組進(jìn)入壽命后期，三大主機(jī)設(shè)備老化嚴(yán)重影響機(jī)組安全可靠運(yùn)行，機(jī)組能耗指標(biāo)落后，靈活性又無法滿足電網(wǎng)要求，在構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的大潮中進(jìn)退失據(jù)。

　　盤山電廠是“八五”期間國家重點(diǎn)工程建設(shè)項(xiàng)目之一，也是我國最早一批超臨界燃煤發(fā)電機(jī)組，主輔設(shè)備均為前蘇聯(lián)生產(chǎn)。兩臺(tái)機(jī)組分別于1996年2月和5月投產(chǎn)，已運(yùn)行接近28年，電力生產(chǎn)許可證將于2026年到期。由于機(jī)組進(jìn)入壽命后期，三大主機(jī)設(shè)備老化已嚴(yán)重影響機(jī)組安全可靠運(yùn)行，機(jī)組能耗指標(biāo)落后、靈活性又無法滿足電網(wǎng)要求，面臨著退出運(yùn)行或關(guān)停的窘境。

　　“在安全性方面，三大主機(jī)設(shè)備老化嚴(yán)重，鍋爐已被評(píng)為‘安全預(yù)警’狀態(tài)；汽輪機(jī)高、中壓缸通流區(qū)域沖蝕減薄，中壓轉(zhuǎn)子已經(jīng)歷3次直軸；發(fā)電機(jī)原始端部結(jié)構(gòu)不合理，存在較大安全隱患?！惫妵H國內(nèi)區(qū)域總部工程師劉文斌介紹說，機(jī)組純凝工況下供電煤耗為323克/千瓦時(shí)，能耗高，經(jīng)濟(jì)性差；最大深調(diào)負(fù)荷只能維持在60%以上，調(diào)節(jié)速率低于1%，熱、電無法解耦。

　　2022年9月，哈電國際與天津國能盤山發(fā)電有限責(zé)任公司正式簽訂創(chuàng)新升級(jí)及延壽改造合同，合同范圍主要為鍋爐、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)及附屬設(shè)備供貨、技術(shù)資料及技術(shù)服務(wù)等，哈電國際總包，哈電集團(tuán)三大主機(jī)廠負(fù)責(zé)設(shè)備供貨。該項(xiàng)目采用創(chuàng)新改造升級(jí)的模式，既可實(shí)現(xiàn)主機(jī)延壽30年，又可實(shí)現(xiàn)低投資、高收益目標(biāo)，對(duì)盤活現(xiàn)存的老舊燃煤發(fā)電機(jī)組，實(shí)現(xiàn)煤電企業(yè)可持續(xù)高質(zhì)量發(fā)展具有重要指導(dǎo)意義。

　　實(shí)際上，盤山項(xiàng)目是哈電集團(tuán)與國家能源集團(tuán)集團(tuán)聯(lián)合申報(bào)的，被國家能源局列為“2021年度能源領(lǐng)域首臺(tái)（套）重大技術(shù)裝備”的示范項(xiàng)目。該項(xiàng)目應(yīng)用了哈電集團(tuán)多項(xiàng)煤電“三改聯(lián)動(dòng)”先進(jìn)技術(shù)，是國內(nèi)首個(gè)實(shí)現(xiàn)溫度及壓力跨代升級(jí)改造的燃煤火電機(jī)組項(xiàng)目，也是國際首例同類型機(jī)組改造項(xiàng)目，為國內(nèi)外老舊機(jī)組創(chuàng)新升級(jí)及延壽改造提供了“樣板”。

　　據(jù)了解，盤山電廠地處京津冀一體化協(xié)同發(fā)展的核心區(qū)域，是區(qū)域能源保供的重要支撐，同時(shí)承擔(dān)著天津薊州城區(qū)1000萬平方米的供熱任務(wù)。服役以來，盤山電廠對(duì)京津冀一體化發(fā)展及該地區(qū)的民生保障發(fā)揮了重要作用。此次改造項(xiàng)目將成為國家能源集團(tuán)與哈電集團(tuán)新時(shí)期合作的樣板工程，雙方聯(lián)手打造能效領(lǐng)先、綠色低碳、智能智慧、和諧美麗的冷熱汽水電多聯(lián)供綜合能源服務(wù)中心，成為京津冀一體化協(xié)同發(fā)展戰(zhàn)略的重要支撐。

　　煤電“三改聯(lián)動(dòng)”先進(jìn)技術(shù)世界首創(chuàng)

　　盤山項(xiàng)目改造后調(diào)峰深度20%THA，調(diào)頻能力AGC速率大于2%，供電煤耗較原機(jī)組降低了約45克/千瓦時(shí)，兩臺(tái)機(jī)組節(jié)約標(biāo)煤約20萬噸/年，減排二氧化碳約35萬噸/年，機(jī)組各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到當(dāng)期同等級(jí)在役機(jī)組先進(jìn)水平。

　　盤山項(xiàng)目是我國能源領(lǐng)域首臺(tái)套重大技術(shù)裝備示范項(xiàng)目、樣板工程，也是應(yīng)用哈電集團(tuán)多項(xiàng)煤電“三改聯(lián)動(dòng)”先進(jìn)技術(shù)的世界首創(chuàng)項(xiàng)目。

　　“在盤山項(xiàng)目中，哈電國際充分利用盤山電廠原有系統(tǒng)、設(shè)備和主廠房框架、基礎(chǔ)，結(jié)合延長機(jī)組壽命，采用多項(xiàng)創(chuàng)新升級(jí)技術(shù)，將現(xiàn)有兩臺(tái)53萬千瓦俄制超臨界機(jī)組升級(jí)改造為國產(chǎn)高效超超臨界機(jī)組，改造后機(jī)組能夠?qū)崿F(xiàn)調(diào)峰能力達(dá)到20%THA，進(jìn)而極大提高了電網(wǎng)適應(yīng)性?！眲⑽谋蠼榻B說，機(jī)組供電煤耗不高于278克/千瓦時(shí)，相較改造之前的323克/千瓦時(shí)降低了45克/千瓦時(shí)，機(jī)組具有高參數(shù)、深調(diào)峰、大抽汽、智慧化等特點(diǎn)。

　　盤山電廠原汽輪機(jī)為超臨界、一次中間再熱、單軸、四缸四排汽、凝汽式汽輪機(jī)，設(shè)計(jì)參數(shù)為23.54兆帕/540攝氏度/540攝氏度。改造后主機(jī)參數(shù)達(dá)到在役機(jī)組最先進(jìn)的28兆帕/600攝氏度/620攝氏度等級(jí)，首次實(shí)現(xiàn)機(jī)組運(yùn)行參數(shù)的整體跨代升級(jí)。

　　本次改造在汽輪機(jī)基礎(chǔ)利舊的基礎(chǔ)上，采用了新型小焓降反動(dòng)式葉片、全周進(jìn)汽加補(bǔ)汽閥調(diào)節(jié)、預(yù)扭裝配式隔板(靜葉柵)、高壓內(nèi)缸采用紅套環(huán)、疊片式進(jìn)汽插管密封、AIS智慧化汽封系統(tǒng)，冬季大抽汽供熱，柔性切缸零出力等多項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)，改造后供熱能力得到大幅度提升，單機(jī)最大抽汽量能夠達(dá)到880噸/小時(shí)，供熱能力提高2倍以上，機(jī)組熱耗、效率將達(dá)到國內(nèi)當(dāng)期在役同等級(jí)機(jī)組的先進(jìn)水平。

　　盤山電廠原鍋爐為53萬千瓦等級(jí)T型直流超臨界參數(shù)鍋爐。本次改造鍋爐通過對(duì)鍋爐爐膛選型、受熱面優(yōu)化布置、爐內(nèi)燃燒特性、多種耦合汽溫調(diào)節(jié)方式及偏差控制策略、預(yù)測控制及遠(yuǎn)程診斷等方面研究，開發(fā)出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高效環(huán)保、安全低碳、靈活智慧53萬千瓦超600攝氏度等級(jí)T型高效超超臨界變壓運(yùn)行直流鍋爐，其技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國內(nèi)當(dāng)期在役同等級(jí)機(jī)組的先進(jìn)水平。

　　鍋爐整體改造成為世界首臺(tái)一次中間再熱、墻式對(duì)沖燃燒的高效超超臨界“T”型鍋爐，廠房主要鋼結(jié)構(gòu)加固利舊，鍋爐受熱面全部升級(jí)換新，其中水冷壁采用螺旋+垂直管圈布置結(jié)構(gòu)，過熱器和再熱器非對(duì)稱布置，省煤器分級(jí)布置以實(shí)現(xiàn)寬負(fù)荷脫硝，從而達(dá)到低負(fù)荷穩(wěn)定燃燒。

　　盤山電廠現(xiàn)有 TBB—500—2EY3 型汽輪發(fā)電機(jī)存在夏季進(jìn)水、冷氫溫度超標(biāo)、定子端部振動(dòng)大等安全問題，為該項(xiàng)目開發(fā)和研制的53萬千瓦水氫冷汽輪發(fā)電機(jī)完全采用具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)設(shè)計(jì)，采用了包含大型水氫冷汽輪發(fā)電機(jī)的高效精準(zhǔn)電磁設(shè)計(jì)、通風(fēng)冷卻、高可靠性絕緣、定子隔振結(jié)構(gòu)、定子鐵心端部屏蔽和結(jié)構(gòu)、高可靠性定子繞組端部固定支撐系統(tǒng)、高效轉(zhuǎn)子全隱風(fēng)斗式冷卻等多項(xiàng)關(guān)鍵設(shè)計(jì)技術(shù)，與原俄制發(fā)電機(jī)相比效率高、短路比高，結(jié)構(gòu)先進(jìn)成熟可靠，技術(shù)參數(shù)達(dá)到國內(nèi)當(dāng)期在役同等級(jí)機(jī)組的先進(jìn)水平。

　　為國內(nèi)外老舊機(jī)組創(chuàng)新升級(jí)改造提供示范

　　盤山項(xiàng)目是國內(nèi)首個(gè)探索出適合到期機(jī)組延壽30年的整體改造技術(shù)路線，是國內(nèi)首個(gè)實(shí)現(xiàn)參數(shù)跨代升級(jí)的火電機(jī)組，將為國內(nèi)外老舊機(jī)組創(chuàng)新升級(jí)及延壽改造提供示范。

　　新時(shí)期下，煤電在我國能源體系中的地位和作用被重新定義：嚴(yán)格控制新增煤電項(xiàng)目，新建機(jī)組煤耗標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到國際先進(jìn)水平，有序淘汰煤電落后產(chǎn)能，加快現(xiàn)役機(jī)組節(jié)能升級(jí)和靈活性改造，積極推進(jìn)供熱改造，推動(dòng)煤電向基礎(chǔ)保障性和系統(tǒng)調(diào)節(jié)性電源并重轉(zhuǎn)型。

　　今年7月，國家發(fā)展改革委、國家能源局印發(fā)的《煤電低碳化改造建設(shè)行動(dòng)方案（2024—2027年）》也提出，到2025年，首批煤電低碳化改造建設(shè)項(xiàng)目度電碳排放較2023年同類煤電機(jī)組平均碳排放水平降低20%左右；到2027年，較2023年同類煤電機(jī)組平均碳排放水平降低50%左右，接近天然氣發(fā)電機(jī)組碳排放水平，給煤電機(jī)組升級(jí)改造提出了新的要求。

　　“盤山項(xiàng)目改造過程中充分利用盤山電廠現(xiàn)有條件，采用參數(shù)跨代升級(jí)、大抽汽供熱、深度調(diào)峰、熱電解耦等創(chuàng)新升級(jí)技術(shù)，實(shí)施煙氣綜合治理，以提高機(jī)組安全性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性和靈活性。”劉文斌介紹說，盤山項(xiàng)目突破了機(jī)組非標(biāo)設(shè)計(jì)、利舊設(shè)備系統(tǒng)與新設(shè)備系統(tǒng)的集成耦合等技術(shù)難點(diǎn)，研發(fā)并形成機(jī)組跨代升級(jí)的關(guān)鍵技術(shù)、研究成果及技術(shù)路線，最終將盤山電廠打造成為安全可靠、低碳高效的高品質(zhì)區(qū)域清潔能源中心，為國內(nèi)外老舊機(jī)組創(chuàng)新升級(jí)及延壽改造提供示范。

　　哈電國際以先進(jìn)設(shè)計(jì)、高端制造和專業(yè)服務(wù)將盤山項(xiàng)目打造成精品工程和示范項(xiàng)目，真正踐行“一次選擇、一生服務(wù)、終生相伴”的服務(wù)理念。項(xiàng)目伊始，哈電集團(tuán)就將該項(xiàng)目列入集團(tuán)公司十大重點(diǎn)項(xiàng)目之一，哈電國際精挑細(xì)選經(jīng)驗(yàn)豐富的團(tuán)隊(duì)作為項(xiàng)目執(zhí)行者，并將國際項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)應(yīng)用到本項(xiàng)目中，三大主機(jī)公司調(diào)動(dòng)全集團(tuán)最優(yōu)秀的技術(shù)專家參與項(xiàng)目前期設(shè)計(jì)研發(fā)，精雕細(xì)琢改造方案，根據(jù)現(xiàn)場需求按時(shí)完成設(shè)備供貨。各參建方集智攻關(guān)，諸如鍋爐鋼結(jié)構(gòu)加固技術(shù)方案難點(diǎn)，鍋爐鋼結(jié)構(gòu)和汽機(jī)房、電氣樓鋼結(jié)構(gòu)聯(lián)合核算、汽輪機(jī)基礎(chǔ)加固補(bǔ)強(qiáng)等問題得到有效解決。

　　據(jù)統(tǒng)計(jì)，與盤山項(xiàng)目同類在運(yùn)的國外機(jī)組共有45臺(tái)，其中50萬千瓦等級(jí)22臺(tái)，80萬千瓦等級(jí)23臺(tái)。這些機(jī)組大多位于哈薩克斯坦、烏茲別克斯坦、俄羅斯、白俄羅斯等“一帶一路”沿線國家，且均面臨延壽升級(jí)改造，通過盤山項(xiàng)目積累的延壽升級(jí)改造經(jīng)驗(yàn)與多年國外執(zhí)行項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，哈電國際將深耕俄制機(jī)組改造市場，從而帶動(dòng)中國裝備、中國技術(shù)、中國制造走出國門。

　　責(zé)任編輯：于學(xué)華