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世界先进煤电技术的背后
发展高参数大机组,是国家节能减排战略的关键组成部分。“掌握二次再热技术”是《能源科技“十二五”规划》的重要内容。与常规百万千瓦超超临界一次再热机组比较,二次再热机组增加了一级再热系统,目的是达到比一次再热更高的热力循环效率,从而进一步提高发电效率,降低煤耗,降低发电成本。
国电泰州百万千瓦超超临界二次再热项目(简称国电泰州项目)于2015年9月建成投产,实现了我国在高参数大容量火力发电机组制造技术的突破,是世界上首次在百万千瓦机组上采用超超临界、二次再热技术,被称为世界上发电效率最高、供电煤耗最低、环保指标最优的火电机组,为大容量燃煤机组综合提效提供技术示范。 创新中熔铸辉煌,奋进中彰显成就。在国电泰州项目这一世界最先进煤电技术的背后,是国电科环瞄准电力科技发展前沿,着眼于突破能源领域的关键核心技术,持续加大科研投入和新产品研发力度,加快科研成果转化和产业化发展的铿锵步伐。
一路艰辛一路歌,国电科环以崇高的时代使命,不断推动煤电技术持续进步。北京国电龙源环保工程有限公司环保技术助力世界最清洁煤电机组,北京国电智深控制技术有限公司号称“中国脑”的控制系统提升最先进机组含金量,烟台龙源电力技术股份有限公司“博维Burview”锅炉性能分析系统引领电站节能新高度,北京华电天仁电力控制技术有限公司的“云计算”推动智能电站建设。更多的生动实践共同支撑起了世界最先进的煤电技术。
“中国脑”提升最先进机组含金量
“试运成功了,咱们的国产控制系统又添了一个世界首台套业绩!”在国电泰州电厂的集控室里,2015年9月25日,伴随着世界首台百万千瓦级二次再热超超临界机组顺利完成168小时满负荷试运,国电科环旗下北京国电智深控制技术有限公司(简称国电智深)项目人员激动地欢呼起来,喜悦之情洋溢在每个人的脸上。
百万千瓦二次再热超超临界机组为目前世界上系统结构和动静态特性最为复杂、控制对象设备数量最多、测控I/O规模最大(比常规一次再热百万千瓦机组多10%)的火电机组。
“因此,控制系统必须满足高性能、大容量、高可靠性,处理能力强的要求,适应二次再热机组生产过程智能化、复杂化、大型化、精密化需要,以及实现快速控制、快速保护的运行控制需求。”国电智深相关负责人告诉《中国电力报》记者。
据了解,泰州项目DCS采用的国电智深自主研发的EDPF-NT+分散控制系统,核心技术达到世界领先水平。国电智深是我国最早从事火电厂自动化控制系统和控制技术研发及工程服务的企业之一,其电站自动控制系统实现了我国重大技术装备开启国产化的重大突破,被业界誉为“中国脑”。
近年来,国电智深充分发挥自主创新优势,开展科技攻关,取得了5大项关键技术的突破:一是研制并成功应用了具有自主知识产权的二次再热机组高性能成套自动化控制系统(DCS)。二是研发并成功应用了二次再热机组控制策略和技术,综合运用常规控制、预测控制、非线性控制等技术,有效解决了二次再热机组被控参数多、交叉耦合性强、大时延大时滞突出等控制难题。三是研发并成功应用机组自启停控制技术(APS),通过APS完成机组的启停过程,机组自动化水平实现全新的突破。四是研发二次再热机组仿真模型和高精度、全激励仿真系统平台,用于控制策略仿真试验验证、优化,为控制策略的设计、调试提供了有效手段,大大缩短了现场调试周期。五是研发应用了适用于二次再热机组的安全运行保护控制方案。
燃烧控制解决火电核心难题
国电泰州项目锅炉机组的黑箱封闭设计不利于对机组的实际运营管理和优化运行。国电科环旗下烟台龙源电力技术股份有限公司(简称龙源技术)承担了泰州项目的锅炉岛设计方案校核与运行特性分析,评价煤质变化对锅炉运行安全性和运行经济性的影响,给出锅炉配煤原则。
龙源技术对国电泰州项目塔式锅炉机组的设计校核煤种、多个负荷段的热力布置方案进行了全面校核计算,以此校验锅炉受热面布置方式以及高温区受热面危险点壁温分布的合理性,并根据电厂实际燃用煤种需求,提供了详细的配煤方案以及配煤原则,同时分析了运行煤种变化对锅炉安全和经济运行的影响。为机组投运后的壁温关键点监视,混煤掺烧后的火焰监视和制粉系统运行监视,以及不同工况下的燃烧调整、汽温控制、吹灰方式等提供专业性的指导意见,并为电厂提供可持续化的运行经济性评价、运行故障辅助诊断等技术服务。
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