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【综合】铸造火电破局利器——东北院开拓火电机组灵活性改造市场
来源:东北电力设计院有限公司 作者:孙岳 日期:2018-01-08 访问次数: 字号:[ ]

2017年6月16日,兴发娱乐xf881工程顾问集团东北电力设计院有限公司(以下简称“东北院”)与国电吉林江南热电有限公司正式签订了《国电吉林江南热电有限公司灵活性改造工程EPC合同》。7月31日,东北院中标“华能丹东电厂机组灵活性改造项目勘察设计”项目。10月15日,由东北院承担设计的“国家电投阜新发电有限责任公司灵活性改造项目”供暖线路建成通水。

一系列的火电机组灵活性改造项目,是东北院目前谋划转型发展的重要方向,也是东北院为东北地区破解火电厂发展困局贡献的智慧与力量。

灵活改造 破解东北地区热电厂发展难题

近年来,东北地区电力市场供需矛盾突出,特别是供热机组在区域装机容量占比较高,导致供暖期电网调峰能力严重不足。以国电吉林江南热电厂为例,该电厂现有2×330兆瓦亚临界供热机组,机组的额定抽汽量为500t/h,最大抽气量为550t/h,现有供热面积为1060万平方米。随着全社会用电需求增速放缓,该热电厂机组利用小时数逐年下降,已经逼近4000小时的企业盈亏线,寻求新的经济增长点迫在眉睫。

日前下发的《2017年能源工作指导意见》明确表示,今年要加强煤电参加调峰改造,扩大煤电参与调峰改造试点范围,增加对煤电灵活性改造的政策补贴力度。借助国家能源政策的东风,灵活性改造工程将使该热电厂能够参与到深度调峰中来,给该企业带来新的利润增长点。

“用电高峰期能顶得上,用电低谷时能压得下,使热电厂能够在发电供热受益和调峰补偿受益中实现最大利润——这是本次灵活性改造的主要目的。”东北院该项目的项目经理李强强介绍说:“能上能下,这就是机组灵活性的体现。”

在该热电厂现有情况下,如需要参与深度调峰,则必须对锅炉、汽机、辅机、控制系统等进行一系列改造。东北院项目团队通过改造锅炉,满足了低负荷下脱硝催化剂运行温度的要求并进一步降低锅炉最低稳燃负荷;设置省煤器旁路烟道并增加挡板门的方式,提高低负荷时脱硝系统入口烟温,进而降低锅炉最低连续运行负荷,满足深度调峰的要求;增设高低压两级减温减压器系统,增加减温减压器的蒸汽流量,保证锅炉蒸发量与汽轮机进汽量之间的平衡;通过调整脱硫辅机冷却水回收吸收塔改为回收工艺水箱、制浆介质由原工业水改为稀浆液制浆等措施,使低负荷脱硫系统水平衡问题得以解决。

通过一系列的技术手段,电厂进行改造后将具有将发电负荷降低至40%以下进行深度调峰热电解耦的能力,有效的提升热电机组运行的灵活性,在冬季采暖期降低电负荷,大幅度提高热电机组的调峰能力,有效缓解电网消纳风电、核电的压力,将有利于地区节能减排和能源转型升级。

精心设计 解决低负荷下热能供应不足难题

“灵活性改造在旨在通过在热电联产机组中增设储热系统,从而实现电力生产和热力生产的解耦运行。对于热水储热罐系统而言,机组在一日24小时内的总供热量是固定不变的,储热系统实现了‘移峰填谷’。改造完成后将显著提升热电机组的供热调峰能力。”该项目主管总工丛东升介绍说。

在国电吉林江南热电厂灵活性改造项目中,利用常压储热罐系统来进行储热及放热,只要热电联产机组与热泵组成的供热系统的对外供热能力满足热网热负荷需求并有富裕,便可以进行储热。正是基于这点考虑,东北院设计团队在该项目中投用高低压两级减温减压器系统对外供热,在增加部分供热能力的同时,进一步降低进入汽轮机的主蒸汽流量,进而降低机组实际发电负荷。需要投用高低压两级减温减压器系统时,开启主蒸汽管道至减温减压器的关断阀门,使部分主蒸汽经过减温减压后送至再热冷段蒸汽管道,再热冷段蒸汽经过再热器加热后经过再热热段蒸汽管道送出,再热热段蒸汽通过新增的两组减温减压器后送至热网首站的热网加热蒸汽母管及工业抽汽母管,从而实现对外供热。

与此同时,储热罐还设置有安全泄放保护系统。储热罐本体设置有安全泄放装置,可以保证储热罐在异常工况不超压,并及时泄放罐内压力,保证安全。进入储热罐的热网循环水供水及回水管道上均设置有安全阀。

东北院该项目经理李强强介绍说:“通过这种方法,由于参与热电解耦深度调峰而降低负荷造成对外供热能力不足时,就可以启动常压热水储热罐系统对外放热,使热电联产机组保持低电力负荷的情况同时,仍然能够保障正常的供热能力。”

优化设计 化解老旧电厂灵活性改造困难

在东北院开展的灵活性改造项目中,老旧热电厂的灵活性改造占有很大一部分。以阜新电厂灵活性改造项目为例,该电厂作为一个有80多年历史的老厂,老旧设备及基础情况极其复杂,土建设计任务尤其繁重,困难层出不穷。

面对困难,东北院项目团队以严谨认真的态度,根据现场情况反复修改设计方案。土建专业主设伍雪南在项目土建开工之初就进驻现场,实时指导现场施工,不仅在进度上完全满足了施工的需要,还最大限度的保证了方案的安全、可靠。在原母线桥利旧、管线布置方案调整等瓶颈问题的突破上,他勇于担当,善于解决复杂问题,为项目建设争取了大量宝贵时间,节省了大量建设成本,最终帮助项目建设突破重重困难,顺利建设。机务专业主设张硕,多次根据现场实际情况灵活调整设计方案,在工作过程中表现出了极强的耐心、细心以及责任心,在时间要求极其苛刻、设计空间极其受限的情况下,夜以继日、不厌其烦的对设计方案仿佛推敲、精雕细琢,帮助现场解决了大量的难题。

与此同时,现场施工也经常发生突发状况。为确保供暖工期,现场对热网管道的位置进行了大量调整,此种修改对设计来说几乎是颠覆的。修改后的热网管道需要增加支架,且各线管道在管架上的支架位置以及每个支架的荷载大小都会有所改变,个别位置变化会很大;管道在出B段管架范围时也需要根据现场实际情况进行管道的路径修改。而之前所有管道支架结构的设计均是针对管道布置发生变化之前的,管道布置变化后,原设计的管道和支架能否满足要求尚无法确定。

供热期临近,现场管线调整又如此之大,这都给项目团队的现场服务工作带来了巨大难题。为了更好地服务业主,项目团队加班加点,对管道和土建部分重新核算,几乎以前所有的核算工作重新再做一遍!项目经理王喆、潘恒超多次亲自带队到现场勘查,了解情况;项目团队人员也多次赴项目所在地开展长时间现场设计;机务专业于中宇等主设工程师及时提供远程协助。在项目团队的辛勤付出下,最终按时、保质、保量完成了关系到阜新市2017年民生供热大计的改造工程。

该部分管道自2017年10月15日建成通水试运行以来,运行状况良好。阜新市供热已于11月1日正式开始,为阜新市数以万计的市民们送去了实实在在的温暖,项目建设取得了阶段性胜利。东北院项目团队的优质服务也得到阜新电厂及参加单位的一致好评。

据了解,东北院2016年以来正在筹备和执行的灵活性改造项目就有20多项,工作范围涵盖了可行性研究、初步设计、施工图、竣工图等各个阶段,工作内容包括包括灵活性改造、脱硫脱硝、供热改造、超低排放等多个领域。与此同时,多家灵活性改造设备制造和技术研发单位也纷纷与东北院联系,希望与东北院公司签订合作协议,合作开发、共同执行热电机组灵活性改造、环保达标改造等项目。通过强强联合,将进一步促进煤电机组灵活性改造和节能环保升级改造的技术实力。

通过深入研究火电机组灵活性改造相关技术、组建专业改造设计服务队伍,东北院牢牢把握住灵活性改造项目所带来的市场机遇,未来在这一领域必定会大有作为,也为我国煤电产业落实“灵活、深度、安全”的能源战略方针,不断提升煤电企业发展水平做出更大贡献。

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