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IGCC:扬“煤”吐“气” 动中国
文、摄|天津IGCC电站 张秀甲
9月的天津,蓝天悠悠,白云朵朵,华能IGCC电站巍然矗立。作为我国洁净煤发电技术取得重大突破的标志性工程,IGCC电站已经安全运行了2年零9个月。它让火力发电扬“煤”吐“气”,绿动中国。
“逐绿”之路
作为中国第一座自主研发、设计、制造、建设和运营的整体煤气化联合循环(IGCC)电站,低碳发展、清洁环保是它生根萌芽的种子。2004年,华能集团率先提出实施代表世界清洁煤技术前沿水平的“绿色煤电计划”,天津IGCC电站就是该计划第一阶段的依托项目。
IGCC,扬“煤”吐“气”。IGCC是整体煤气化联合循环发电的英文缩写,主要原理是:氮气将煤粉输送至气化炉,在高温下与水蒸气、纯氧发生不完全燃烧反应生成粗合成气,经过净化后变成洁净的合成气,再以此为燃料进行燃气~蒸汽联合循环发电。应用这项技术,发电效率高,硫、灰渣等废弃物实现资源化利用,排放指标达到或超过天然气电站水平,对煤炭实现了清洁高效利用,对于我国“多煤少油缺气”的资源禀赋,具有重要的战略意义和现实意义。
天津IGCC电站自投产以来,运行水平不断提升。投产第一年检修时间长达261天,到2014年则成功“大逆转”,实现63天长周期连续运行,全年累计运行230天,远超国外同类机组当期水平。2015年3月份,电站又顺利完成72小时满负荷试验,为“IGCC大有可为”增添了一行坚实的注脚,也为IGCC未来的可复制、可推广增加了更有分量的“砝码”。
一张蓝图绘到底。国外IGCC电站通常在投产5到8年之后才能实现稳定运行。天津IGCC电站刚投产时仿佛也落入相似的发展“魔咒”,但日益凸显的城市雾霾危机,激发了华能人骨子里的绿色因子。电站自加压力,从2013年提出了“三年稳定期”的滚动计划:第一年(2013年)为夯实基础年,从安全到技术,从设备到人员,全面加强基础管理;第二年(2014年)为巩固提升年,实现机组安全、稳定、长周期运行;第三年(2015年)年为提质增效年,机组实现满负荷、优质运行。
天津IGCC电站的“逐绿”之路,得到了集团公司的高度关注和大力支持。IGCC电站门口,“责任重大、使命光荣”八个大字熠熠生辉,绿色煤电梦、美丽中国梦在这里不再是一句口号,它体现在IGCC人的一举一动上,他们砥砺前行,让绿色梦想照进现实。
创新擎起绿色大旗
天津IGCC电站具有“六新”的特点:新企业、新员工、新设备、新行业、新工艺、新技术。怎样才能吃好这第一只螃蟹呢?科技创新。作为国家“863计划”重大课题依托项目和“绿色煤电”研发基地,IGCC电站不但具有绿色的基因,同时也具备科技创新的细胞。
我的创新我做主。具有自主知识产权的两段式干煤粉加压气化炉,是天津IGCC电站的核心装置,打破了长期以来壳牌等国外公司的技术垄断。但气化炉的首次工业化应用道路并不平坦,堵灰、堵渣、烧嘴罩泄露等问题困扰着IGCC电站广大员工。“面对困难,讲客观只会更加被动,我们必须坚定信心,主动作为。”天津IGCC电站总经理刘振华的话掷地有声。
IGCC电站不等不靠,主动作为,先后组织近20次专题分析会,对粉煤成渣机理、渣流动性等进行了详细研究,建立了气化炉4个典型工况模型,完成配煤掺烧试验232组,气化炉温、压差、用煤组分等一批关键指标得到有效控制,让堵灰堵渣成为了历史。积极引进“外脑”,实现了由烧嘴罩温升测量气化反应区温度,结合系统结构优化,解决了烧嘴罩频繁泄露的难题;通过优化炉顶温度、水煤比等参数,大幅提升了气化炉的负荷。
针对员工90%以上为年轻职工的实际情况,天津IGCC电站始终坚持“一专多能”的培养思路,建立了专业培训、导师带徒、知识共享和岗位竞争四项培训机制,利用休班时间举行夜校培训,加大人才培养力度,实施了“112”人才工程,为企业创新发展引得了“源头活水”。
通过组织创新创效、技术比武等活动,在天津IGCC电站形成了人人积极创新的局面。2015年,电站基层员工共主动申报科技课题54项,其中“37单元滤饼回收利用”项目实施后每天可以节省原煤5吨左右,“空分氧气放空阀运行优化”项目每天可节电约1.5万千瓦时,合成气放散阀改造后每天可多发电量约7.2万千瓦时,提高了电站运行的经济性。
坚守环保红线
“环保红线,是我们的底线,决不能突破。”这是天津IGCC电站给自己立下的“责任状”。他们依照新的环保法和排放标准,不断进行技术改造和运行优化,促进节能环保再上新台阶。
执行最严标准。天津IGCC电站投产时各项环保指标均达到设计值,但2014年执行环保新标准后,受设备性能影响,在冬季氮氧化物排放时常不能达标。电站投资800余万元,对余热锅炉实施了脱硝改造,使氮氧化物年排放量减少680吨。目前,经过不断优化改造,粉尘、二氧化硫、氮氧化物排放浓度分别小于每立方米1毫克、1.4毫克和25毫克,达到了天然气排放水平。
要“讲究”不“将就”。天津IGCC电站对某些“冷门”指标,同样保持高度重视。由于设计原因,净化单元硫回收系统处理能力余量不足,偶尔会出现硫化氢超标的情况。为此,电站专门组织研讨攻关,实施了吸收氧化塔改造,实现了净化尾气达标排放,硫磺产品纯度达到99%以上。
将绿色进行到底。天津IGCC电站将节能环保指标看作是企业的生命线,每年技改项目几乎都围绕绿色环保主题实施。2015年,电站共安排了23个大型节能提效项目,全部实施后预计每年可节约资金2640余万元。下大力气搞创新创效和指标竞赛,通过优化启动方式,合理控制衔接,大幅压缩了启动时间,每次启动可节省原煤400吨、柴油40吨、外购电130万千瓦时。进行全厂疏水系统改造,使外购蒸汽减少25%,通过节水改造,实现部分化学水回收利用,每天节水近千吨。
建设中国美丽电厂
IGCC人的不懈追求和精心灌溉,使“煤电洁净之花”在渤海滩涂这片盐碱地上绚丽绽放。
2014年,“中国美丽电厂”大型公益活动第一站便来到了天津IGCC电站,看着美如画的厂区,解读一项项环保参数,专家组成员不由得伸出大拇指,纷纷表示:“中国最环保燃煤电站”果然名副其实。
对标杆促提升。天津IGCC电站陆续制定完善了《厂控指标实施方案》、《部控指标实施方案》,将性能指标、环保指标分别与化工行业、电力行业先进单位进行对标,认真查找差距,制定整改措施,不断降低能耗,提高机组效率,小指标里展现出了节能增效的大智慧。
坚持领先标准。目前以天津IGCC电站为依托的碳捕集实验室正在建设之中,燃烧前二氧化碳捕集将很快进行工业化实践与应用。电站申报的“IGCC电站运行优化技术研究”项目也已经被列入国家十三五科技支撑计划,在科技部正式立项、准备实施。
节能减排没有最好,只有更好。“两型企业”建设,只有起点,没有终点。天津IGCC电站用责任和创新守护着一方蓝天。
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