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機(jī)組延壽30年!哈電國(guó)際完成國(guó)內(nèi)首個(gè)煤電跨代升級(jí)改造項(xiàng)目

來(lái)源:《中國(guó)電力報(bào)》 時(shí)間:2024-12-26 17:18

  “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(guó)內(nèi)當(dāng)期在役同等級(jí)機(jī)組的先進(jìn)水平?!苯眨晒娂瘓F(tuán)哈爾濱電氣國(guó)際工程有限責(zé)任公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“哈電國(guó)際”)承擔(dān)的國(guó)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(guó)能盤(pán)山發(fā)電有限責(zé)任公司兩臺(tái)53萬(wàn)千瓦機(jī)組創(chuàng)新升級(jí)及延壽改造項(xiàng)目(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“盤(pán)山項(xiàng)目”)通過(guò)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(guó)內(nèi)唯一一個(gè)通過(guò)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(guó)家發(fā)展改革委、國(guó)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(pán)山項(xiàng)目切實(shí)解決了燃煤電廠能耗、排放和靈活性等問(wèn)題,使老電廠煥發(fā)出新活力,有效填補(bǔ)我國(guó)電力裝備升級(jí)改造的產(chǎn)業(yè)空白,為國(guó)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(pán)山電廠是“八五”期間國(guó)家重點(diǎn)工程建設(shè)項(xiàng)目之一,也是我國(guó)最早一批超臨界燃煤發(fā)電機(jī)組,主輔設(shè)備均為蘇聯(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(wú)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。”哈電國(guó)際國(guó)內(nèi)區(qū)域總部工程師劉文斌介紹說(shuō),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(wú)法解耦。

  2022年9月,哈電國(guó)際與天津國(guó)能盤(pán)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(guó)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(pán)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(pán)山項(xiàng)目是哈電集團(tuán)與國(guó)家能源集團(tuán)集團(tuán)聯(lián)合申報(bào)的,被國(guó)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(guó)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(guó)際首例同類(lèi)型機(jī)組改造項(xiàng)目,為國(guó)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(pán)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(wàn)平方米的供熱任務(wù)。服役以來(lái),盤(pán)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(guó)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(pán)山項(xiàng)目是我國(guó)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(pán)山項(xiàng)目中,哈電國(guó)際充分利用盤(pán)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(zhǎng)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(wàn)千瓦俄制超臨界機(jī)組升級(jí)改造為國(guó)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(shuō),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(pán)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(guó)內(nèi)當(dāng)期在役同等級(jí)機(jī)組的先進(jìn)水平。

  盤(pán)山電廠原鍋爐為53萬(wàn)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(guò)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(cè)控制及遠(yuǎn)程診斷等方面研究,開(kāi)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(wàn)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(guó)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(guò)熱器和再熱器非對(duì)稱(chēng)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(pán)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(wèn)題,為該項(xiàng)目開(kāi)發(fā)和研制的53萬(wàn)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)、定子鐵芯端部屏蔽和結(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(guó)內(nèi)當(dāng)期在役同等級(jí)機(jī)組的先進(jìn)水平。

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

  新時(shí)期下,煤電在我國(guó)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(guó)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(guó)家發(fā)展改革委、國(guó)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(lèi)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(lèi)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(pán)山項(xiàng)目改造過(guò)程中充分利用盤(pán)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(shuō),盤(pán)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(pán)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(guó)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(guó)際以先進(jìn)設(shè)計(jì)、高端制造和專(zhuān)業(yè)服務(wù)將盤(pán)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(guó)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(guó)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(zhuān)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(chǎng)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(wèn)題得到有效解決。

  據(jù)統(tǒng)計(jì),與盤(pán)山項(xiàng)目同類(lèi)在運(yùn)的國(guó)外機(jī)組共有45臺(tái),其中50萬(wàn)千瓦等級(jí)22臺(tái),80萬(wàn)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(guó)家,且均面臨延壽升級(jí)改造,通過(guò)盤(pán)山項(xiàng)目積累的延壽升級(jí)改造經(jīng)驗(yàn)與多年國(guó)外執(zhí)行項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn),哈電國(guó)際將深耕俄制機(jī)組改造市場(chǎng),從而帶動(dòng)中國(guó)裝備、中國(guó)技術(shù)、中國(guó)制造走出國(guó)門(mén)。

責(zé)任編輯:王萍

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