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我国二次再热技术获重大突破
作者:  发表日期:2017/5/8  浏览次数:839
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来源: 中国电力报 作者: 于海江 邱慧玲 日期: 15.07.30

  我国二次再热技术获重大突破

  哈锅国产首台二次再热锅炉树标杆

华能安源电厂两台66万千瓦超超临界二次再热机组

  主汽压力32.4兆帕,二次再热汽温623摄氏度/623摄氏度……由哈电集团哈尔滨锅炉厂有限责任公司 (简称 “哈锅”)在华能安源电厂创下的这一串数字,开启了我国乃至世界火电机组高参数二次再热新时代,也标志着哈锅设计制造能力达到了世界领先水平。

  6月27日21时,江西华能安源电厂国内首台66万千瓦超超临界二次再热机组顺利通过168小时试运行,这是目前世界上投运的最高参数的二次再热超超临界机组。由哈锅研制开发的安源电厂66万千瓦超超临界二次再热机组锅炉在试运行期间负荷率达103%,主汽压力32.4兆帕,锅炉各项参数指标全部达到设计要求,特别是两级再热系统的热力性能表现优越,一次再热和二次再热汽温均达到623摄氏度高效运行参数,为世界最高水平。安源电厂二次再热锅炉成功投运,标志着哈锅在二次再热技术领域实现重大突破,又一次在中国电站锅炉发展史“首台”榜上书写了哈锅的名字。

  二次再热锅炉树行业丰碑

  核心阅读  二次再热发电技术代表了当前世界领先发电技术,比常规一次再热机组效率提高约2%,二氧化碳减排约3.6%,具有高效率、低能耗、低排放等优势,对引领发电技术进步具有重要的推动作用。

  在安源项目投运之前,我国没有二次再热运行机组。为了提升我国电力制造业水平,实现节能减排目标,我国将二次再热发电技术列为《国家能源技术“十二五”规划》重点攻关技术,也是国家《2014-2020年煤电节能减排升级及改造行动计划》推进示范技术。作为共和国装备制造业长子,哈锅始终以振兴民族工业为己任,多年前就开始了二次再热锅炉技术的开发工作。

  安源电厂两台66万千瓦超超临界二次再热机组是国内第一个应用二次再热技术发电项目,华能集团选用了目前世界上参数最高的二次再热超超临界锅炉,并将这一艰巨而光荣的任务交给哈锅。为此,哈锅自2013年6月28日工程主体开工建设以来,以“建设一流二次再热示范电厂”为目标,成立了设计、制造、调试、技术服务团队,全面提升产品综合性能,全力打造优质产品,全方位服务保证项目执行,哈锅人用智慧、信念和汗水出色完成了研发制造任务,铸就了世界最高参数二次再热超超临界锅炉的一次顺利投产,全面超越了目前国内建成的超超临界燃煤机组的经济、技术和环保指标,提高了我国乃至世界二次再热发电技术水平,为我国燃煤火电机组建设树立了新标杆。

  在安源项目中,哈锅采取了多种先进的设计理念和方法,应用烟气再循环、摆动燃烧器和尾部烟气挡板调温技术,解决了三级超600摄氏度高温受热面布置的技术难题,并有效保证了锅炉主、再热蒸汽达到设计值,以特有的汽温调节和协调控制策略匹配机组调峰运行,应用多测点监控方案和综合的调温系统保证现场的定点精细调节。通过创新设计,哈锅攻克了二次再热锅炉有三个高温受热面出口温度均超过600摄氏度,即主蒸汽、一次再热、二次再热三个汽温同时受控,汽温调节方式和系统耦合更加复杂的难点。

  通过选用煤水比、摆动燃烧器、烟气再循环、烟气调节挡板和过剩空气量多种调温方式的优化耦合方式,采用以烟气再循环为主,摆动燃烧器和尾部烟气挡板为辅的调温手段,以应对二次再热锅炉调温的难度和复杂性,成功实现了二次再热锅炉主蒸汽和两个高温再热器汽温的调节,保证机组运行达到设计值,且调节方式安全可靠。同时,生产中克服了厚壁元件的焊接工艺难题,现场严格控制安装质量,提供全程高品质技术服务,保证各个环节顺利推进。

  由“哈锅制造”向“哈锅创造”转型

  核心阅读以国家能源政策为指引,以市场需求为导向,哈锅不断加大高参数、大容量、低能耗环保型锅炉新技术研发力度,研制了一批优质高效新产品,为我国节能减排做出突出贡献。

  掌握第一手数据是领跑科技前沿的关键。为全面实现由“哈锅制造”向“哈锅创造”的转型升级,哈锅于2012年投资近2亿元建设自己的燃烧试验中心。该中心占地6000平方米,是目前世界上热容量最大、系统最完善、控制最先进、最接近工程实际的清洁、高效燃烧试验平台。自2013年建成以来,燃烧中心已经开展了国内外动力用煤特性分析、低NOx旋流燃烧器试验研究、新疆准东煤和哈密煤结焦特性研究、生物质掺烧特性研究、无烟煤W火焰燃烧技术研究、催化剂再生研究等多项重大科研项目,为哈锅新产品的开发提供准确完整的试验数据支持,为新产品的稳定性及环保、经济性能提供强有力的保障。借助这一平台,哈锅自主研发了先进的高效环保燃烧技术,实现了由引进技术为主向以自主研发、原始创新为主的转变。

  准东煤燃烧取得重大成果。2014年10月,国家工业和信息化部在新疆新特能源股份有限公司自备电厂组织召开了“哈锅燃用准东煤35万千瓦超临界锅炉科技成果”鉴定会,该锅炉创造了国内首次燃用新疆准东煤95%以上的新记录,各项性能指标优于设计值,达到国际领先水平。该成果顺利通过评审,标志着我国新疆准东煤利用实现重大突破,将储量丰富但高水分、高结焦性、高沾污的准东煤资源变废为宝,为国家发展提供强大的动力支持。

  高效超超临界锅炉实现突破。2014年12月,由哈锅自主研发的当时世界最高参数66万千瓦高效超超临界锅炉在华能长兴电厂顺利通过168小时试运行,其主汽压力29.3兆帕,再热汽温达到623摄氏度,成为国内首台达到高效设计参数的超超临界机组。该机组锅炉效率为   94.7%,炉膛出口NOx排放值为133.3毫克/立方米,机组供电煤耗275.8克/千瓦时,比常规超超临界机组效率提高2%,各项参数达到世界先进水平。

  超临界W火焰锅炉自主技术研发获得成功。今年5月,哈锅运用自主技术改造成功的贵州华电塘寨电厂60万千瓦超临界W火焰锅炉,机组运行稳定,各项指标优良,达到国内同类机组先进水平。

  国内最大容量锅炉顺利投产。哈锅在消化吸收原有超超临界锅炉技术的基础上,成功研制新疆信发电厂110万千瓦大容量褐煤锅炉,锅炉机组容量进一步增加,技术水平又上一个台阶,为更有效地利用在我国分布广泛的高水分、强结焦褐煤开辟了一条新路。目前哈锅已研发出单机容量125万千瓦超超临界锅炉技术,可为用户提供更加优质的产品和服务。

  66万千瓦和100万千瓦二次再热锅炉齐头并进。哈锅研制的安源电厂66万千瓦超超临界二次再热机组1号机组已进入商业运行,2号机组近期即将投产。

  与此同时,哈锅正在研制的更高参数的华能莱芜电厂两台100万千瓦二次再热超超临界锅炉也在紧锣密鼓地建设之中,预计将于今年底投运。

  哈锅高度重视人才队伍建设,建立完善了“一站四所一中心”科研开发体系(即博士后科研工作站、锅炉研究所、工艺研究所、材料研究所、水务科技研究所和燃烧技术中心),并在行业内率先引进3名国家“千人计划”特聘专家,在基础试验研究、锅炉性能设计、燃烧技术研发和污染物排放控制等领域,以国际化的视角引领哈锅技术团队深入开展基础研究和工程应用,形成了强大的研发实力,有力地推动了哈锅科技进步与发展。

  绿色产品推动火电实现“近零排放”

  核心阅读  哈锅超净排放技术为电厂实现“近零排放”奠定坚实基础,2014年度全国火电60万千瓦级以上机组竞赛95台优胜机组中使用了哈锅设备的机组有34台,占总数的35.8%,“哈锅牌”领跑榜单。

  哈锅致力于实现电厂超净排放,在节能治污方面有着雄厚的实力和明显的优势。2014年度全国火电60万千瓦级以上机组竞赛共评选出95台优胜机组,其中使用了哈锅设备的机组有34台,占总数的35.8%,为行业之最。其中,华能南京金陵项目荣获100万千瓦超超临界机组一等奖,福建鸿山和国电蚌埠项目荣获60万千瓦级超超临界湿冷机组一等奖,华能南京金陵1号机组荣获供电煤耗指标最优机组第一名,华能玉环4号机组荣获厂用电率指标最优机组第一名。另外,在国家3个煤电节能减排示范电站中,有两个采用了哈锅产品,其中浙能嘉华电厂两台百万机组锅炉为哈锅供货,神华三河电厂33万千瓦进口锅炉改造使用了哈锅最新型的MPM燃烧器,这些机组排放和煤耗指标均优于最新出台的国家节能减排指标。“哈锅牌”还帮助华润海丰百万千瓦机组实现“超净排放”。

  哈锅不断加大环保技术和产品的研制力度,自主研发的多功能超低NOx燃烧技术,通过整体提高煤粉的着火性能,强化主煤粉燃烧器的低氮能力,在降低NOx的同时,提高燃烧效率。华能安源工程就采用了新型高效低氮燃烧系统,满足了当下以及未来日益严格的低NOx排放量的需要,并且机组运行平稳,具有较高的燃烧效率及低负荷稳燃能力,炉内没有产生结焦及高温腐蚀现象。

  为了使锅炉岛成为一体,各环保设备参数上完美匹配,哈锅成立了环保工程技术公司,主要从事电站锅炉脱硝、脱硫和除尘等环保设备的研发、制造和服务,将锅炉技术与烟气处理技术有效结合,在提高各项技术自身污染物脱除效率的同时,使多种主要污染物一次性脱除,达到整体性能最优化、整体经济指标最优化,实现污染物超低排放。应用SNCR和全负荷SCR脱硝技术,满足全负荷脱硝的要求,通过数值模拟计算出导流板布置方案,依据试验台确定最优流场匹配,实现全负荷范围内最低的NOx排放效果。建立尾部超净一体系统,采用低低温静电除尘及高效脱硫吸收塔+湿式静电除尘器方法,烟尘排放浓度小于5毫克/立方米。采用湿法脱硫超净排放技术,强化传质及PH值分区调控方法,实现脱硫效率99%以上,二氧化硫排放浓度不大于20毫克/立方米。烟气换热器采用MGGH综合回热利用技术,有效降低风机电耗,提高机组热经济性。

  目前,哈锅正积极践行国家《煤电节能减排升级与改造行动计划》要求,开展了60万千瓦超临界锅炉参数升级工程改造项目执行工作,同时也在开展亚临界锅炉参数升级方案设计工作,为老机组节能减排升级献计献策。展望未来,哈锅将进一步加大自主创新力度,用先进的技术、优异的产品和优质的服务全力打造锅炉行业标杆。

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