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调研考察

他山之石 可以攻玉

信息来源:     发布时间:2011-01-26

--澳门皇冠真人网站学习上海外高桥第三发电公司节能技改经验的报告

 

  为深入贯彻落实科学发展观,探索节约能源、减少污染、保护生态的对策和思路,学习先进经验,为我省建设资源节约型、环境友好型社会出力,促进我省电力企业节能减排技术上水平、上台阶,今年6月9日,皇冠彩票网官网组织了部分会员单位共33人,赴上海外高桥第三发电有限责任公司(以下称"外三")进行节能技改考察活动。

  考察期间,听取了"外三"冯伟忠总经理(以下称冯总)有关节能技改方面的经验介绍并实地参观了现场。考察团成员普遍认为:无论在创新视角上还是在"治企"理念上,"外三"都给人耳目一新的感觉,特别是节能技改的先进经验,非常值得广东各电力企业学习和借鉴。

一、概况

  "外三"是申能公司旗下的股份制发电企业。工厂位于浦东新区北部、长江口南岸。厂区占地37.8公顷,总投资85.3亿元,建有2×100万千瓦超超临界燃煤发电机组,同步建设脱硫,第二台机组还将建脱硝,两台机组始建于2005年7月,第一台机组已于2008年3月26日正式投入商业运行。第二台100万千瓦超超临界燃煤发电机组于2008年4月27日凌晨顺利实现并网发电。2008年6月,两台机组获得上海国际节能减排博览会节能产品和技术金奖;2009年6月,荣获中国电力优质工程奖第一名;2009年12月获得"2009年度中国国家优质工程金质奖";2009年10月该公司被《亚洲电力》杂志评选为"2009年度亚洲电力最佳环保电厂金奖。两台机组的建成投产,大大增强了上海市乃至华东地区的电网实力,改变了中国电力工业长期对欧美日等发达国家亦步亦趋的历史,在世界电力行业树起了具有中国特色的百万千瓦机组标杆。"外三"两台100万千瓦国产超超临界燃煤发电机组,是缓解上海"十一五"期间电力供需矛盾的关键工程,也是实现上海"十一五"期间节能减排目标的重点工程。

  "外三"最大的亮点是低煤耗,2008年全国火电机组平均供电煤耗349克/千瓦时,而刚刚投产的"外三"两台机组在当年负荷率仅为74%的情况下,运行供电煤耗却只有287.44克/千瓦时,这是当年供电煤耗的世界最低纪录。这意味着"外三"向电网每送出一度电就比全国平均水平节约62克标准煤,一年就可节省标煤70多万吨。另外:"外三"经验最显著的地方就是不迷信国外技术,不受制于传统理念,坚持走科技创新发展的道路,实施了"零能耗脱硫"等10项世界首创技术、"超超临界机组参数和运行方式优化"等6项国内首创项目,取得了184项企业新纪录和9项国家专利授权。2009年"外三"先后实施的"零能耗脱硫"和"广义回执技术"这两项重大自主创新技术,在年负荷率仅为75%的情况下,两台机组实际运行供电煤耗(含脱硫和脱硝等)进一步降低到282.16克/千瓦时,再次刷新自己创造的煤耗世界最低纪录。累计综合厂用电率为4.43%,在世界上大幅领先。目前两台机组节能降耗水平与中国国内之前最优机组相比,每年可进一步节约动力煤23万吨以上,减少二氧化碳排放48万吨,其它污染物排放亦相应大幅下降。两台机组的除尘、脱硫和脱硝等各项环保指标大大优于中国国家排放标准。

二、亮点

(一)起步高,打破常规束缚

  在电厂筹建设备选型、建造时就从系统上充分考虑节能降耗工作。

  1、摒弃闭环大联锁,真正实现FCB功能  在充分吸取外高桥第二发电厂2×900MW超临界机组成功实践经验和华能玉环发电厂主设备技术谈判经验的基础上,大胆采用技术成熟的塔式锅炉、SIEMENS单轴反动式四缸四排汽的机型以及欧洲惯用的100%容量/带安全功能的高压旁路,构成了一整套先进规范技术的主设备和主系统配置,调试时成功实现了FCB功能。FCB不但对电网和电厂的安全运行有其实际价值,而且可以减少锅炉误停,减缓温差应力,降低能耗。尤其对于大容量超超临界机组来说,可最大限度地减少锅炉启停次数、防止高温蒸汽氧化和固体颗粒侵蚀(S.P.E)。"外三"#1、2机组已运行两年多,在09年机组停机时用内窥镜拍照,汽轮机转子、叶片及隔板,如同喷了一层银色的油漆,也没有固体颗粒侵蚀任何痕迹,比新制造的汽轮机组状况还要好,创了世界纪录。08、09年四次汽轮机内效率试验结果表明,运行两年多的汽轮机内效率及焓降和设计值相等。可见FCB功能的应用对节能降耗和延长汽轮轮使用寿命是相当有效的。

  思考 我省许多电厂设计上也有FCB功能,但基本上没有真正应用。原因是在设计方面考虑不周。在设计FCB功能的同时又设计机组闭环大联锁:发电机或汽轮机发生跳闸联跳锅炉,造成FCB功能没能真正应用。 "外三"则打破常规,跳出条条框框的约束,只要不是锅炉本身MFT的原因,汽机或发电机发生跳闸,不联跳锅炉,而按FCB方式运行。因为发电机或汽轮机跳闸联跳锅炉,不但大大增加机组跳机后恢复时间和启动费用,同时锅炉还会因启停造成温差应力,也会使高温过热器和高温再热器管内的高温氧化层因温差变化大而掉落,从而对汽轮机叶片造成固体颗粒侵蚀(S.P.E),致使汽轮机内效率下降。汽轮机一旦因固体颗粒侵蚀造成内效率降低则基本上无法修复的,即使在机组大修时进行处理,也不可能完全恢复到原来的内效率。因此节能降耗首先要将汽轮机内效率保持好。由此我们有必要对我省电厂有大联锁设计的机组进行重新评估,发电机或汽轮机跳闸是否有必要一定要联跳锅炉?从我省许多电厂的实际情况来看,取消发电机和汽轮机联跳锅炉风险并不大,难点在于我省部分电厂是汽包炉,发电机或汽轮跳闸后对汽包水位影响极大,关键是热工给水系统调整可靠性,是否可自动调整汽包水位,如果热工给水调节达不到要求,要靠运行人员手动调整汽包水位则很难保证锅炉不MFT,从而很难实现FCB功能。因此要实现FCB功能还要做很多工作,如热工自动化的完善,热力系统的完善。

   2、再热蒸汽系统压降的优化  通过对再热蒸汽管道的设计优化,在安装时用弯管取代弯头,将再热蒸汽系统的压降从国内现行设计规范中的10%高压缸排汽压力降到7%,机组热耗可下降18kJ/kWh。我省部分电厂在机组大修进行探伤时,多次发现再热减温水后弯头焊囗因温差应力而产生很多裂纹,因此机组大修都要更换许多再热器弯头,运行中也多次发生因再热器弯头泄漏被迫停机事件。

  思考 建议学习"外三"的经验,机组大小修要更换再热器弯头时,可与厂家联合进行技术攻关,应用弯管以取代弯头。一来可将再热蒸汽压损降低,二来可降低再热器弯头故障率,提高机组安全经济运行,减少机组非计划停机。

  3、给水系统  "外三"在国内百万级机组中首次采用了单台100% 容量的汽动给水泵,小汽机自带小凝汽器,并不设备用电动给水泵。

  国内目前已经投运的百万等级火力发电厂给水泵配置主要有三种方式:一是2×50%汽动给水泵和1×40%启动/备用电动给水泵,二是为2×50%汽动给水泵和1×25%启动/备用电动给水泵;三是2×50%汽动给水泵和1×30%启动/备用电动给水泵;国际上已运行的百万等级机组中,日本电厂多采用2×50%汽动给水泵方案,欧洲电厂都采用1×100%容量汽动泵,但电动给水泵的配置绝大多数为2×40%以上容量带液力耦合器的调速电动给水泵。   

  '配1×100%容量汽动泵,单泵在机组40~100%负荷范围,泵与主机的负荷相匹配,系统简单、操作和调节比较方便。从"外三"的设备造价来看,1×100%容量汽动给水泵与2×50%容量汽动给水泵的价格相当,但给水泵主泵、前置泵、给水泵汽轮机效率较高,是100%容量方案的一项重要优势。仅就"外三"汽动给水泵主泵来说,100%容量给水泵较50%容量给水泵效率高2%左右,与汽动给水泵组(含小汽机、前置泵)效率相比,效率将提高5%以上。

   "外三"在国内百万级机组上首次取消了电动给水泵。为了满足锅炉启动时低流量上水和补水,在给水泵出口配置调节旁路,用来在给水泵最低转速时调节给水流量。

   "外三"投产运行两年多来,还未有发生过因汽泵故障造成机组跳机事件。

  思考 结合"外三"经验,我们认为节能要转变观念,不能过分为了强调安全可靠,而淡化节能。只要在设备选型上选用可靠性高的设备,加上平时运行、检修及设备人员对设备加强巡检、检修、维护及状态分析,设备的可靠性是能得到保证的。

  4、采用单列U型管式高压加热器  "外三"工程为百万千瓦等级机组国内首次配套100% 容量的单列卧式U形管加热器,使之达到简化系统,节省投资,降低热耗的目标。

  思考 单列U型管式高压加热器具有系统简单、运行操作方便、厂房投资和设备的一次投资均能显著下降,而且有利于其他辅助设备的灵活布置(例如给水泵组等)。根据比较,"外三"决定采用单列卧式U形管加热器。为了谨慎起见,"外三"还专门组织专家对单列高加进行了评审,确保了国产单列卧式U形管加热器成功运行。

(二)严密论证、科学改造

  遇到问题要从系统上看问题,用理论研究问题,解决问题,从系统上统筹考虑节能和技改,而不是头痛医头,脚痛医脚。这是"外三"的一大特色。

  "外三"在应用新技术上,不盲目相信厂家,而是十分慎重,经过充分理论论证可行后才应用。比如在微油枪和等离子直接点煤粉启动技术应用时,他们就没有盲目相信厂家,而是从系统上经过充分理论论证此两种新技术的优点及风险。"外三"没有应用微油或等离子直接点煤粉启动方式,而借鉴于原有临时锅炉加热的理念,创造了全新的"直流锅炉蒸汽加热启动法"。机组冷态启动时的给水温度从传统的90-100℃ 提高到180-240℃,为此设计了专用的锅炉加热系统及新的机组启动操作程序。据该厂介绍,试验时间锅炉启动质量流量从传统的30%BMCR降为15%BMCR。由于启动期间锅炉水动力工况的改善及水冷壁启动流量大幅度降低等原因,启动期间不再使用炉水循环泵,这也为简化和优化直流锅炉启动系统提供了宝贵经验。由于锅炉在点火时炉膛已被均匀加热至相当的温度,使通常的冷态启动变成了热态和热风启动,因此,启动阶段的厂用电率大幅下降,启动耗油量大幅减少。"外三"的机组从安装启动到168小时试验结束,总共耗用1000多吨重油,节能效果相当显著,点火油枪燃烧工况明显改善,可以提前投电除尘器,使启动过程更加符合环保要求。

(三)节能工作日常化、精细化及程序化

  1、"外三"安全技术管理有一个特点,就是领导带头引导员工自觉学习,树立良好的学习氛围。厂领导带头学习、研究厂家设计参数原因,让全厂技术管理人员清楚掌握设计参数,知道为何如此设计的理由,这也是我省电力企业技术人员值得学习的地方。

  2、"外三"锅炉燃烧调整程序化。德国西门子锅炉厂预选将不同煤燃烧调整配风最佳方式等做到热工自动化系统中,运行人员接到入炉煤化验结果后,在预估即将要烧到此煤种时将煤种参数输入到计算机中,锅炉燃烧控制系统将自动按相应煤进行自动调整,避免运行人员因不同操作习惯而偏离最佳运行方式运行。

  思考 对于我省的许多电厂,由于锅炉设计厂家没有做这方面的工作,实施起来难度很大,但可作为我省电厂日后追求的目标。

  3、"外三"将高压加热器的投、退操作按要求温升率/温降率程序化。在热工自动化系统中,以3秒为一个开或关脉冲信号控制高加进汽电动门,以保证高加投入或退出过程温升率/温降率在厂家规定规范内,避免因运行操作不当温差应力过大造成高加泄漏事件。

  思考 我省很多电厂经常发生高加泄漏现象,原因有多方面,有设备质量、检修工艺、运行操作不当等原因,建议引进"'外三'高加投、退操作按要求温升率/温降率程序"做法,技术难度不大,设备技术改动不多,容易实现,对提高我省电厂高加投入率有很大帮助。

  4、节能分析日常化、制度化。"外三"每旬由技术管理部门组织专业人员对全厂设备运行情况进行分析讨论,以设计值参数及运行方式为基准进行分析,及时发现问题,及时改进。厂家的设计值和运  行方式,是经过理论计算和已投入运行机组运行情况综合得出,是最经济运行参数和运行方式。

  思考 建议我省电厂由生技或运行部门每旬按专业进行一次机组运行经济分析会,以厂家设计参数及运行方式为依据进行经济分析,特别对一些老大难问题(如机组真空低、机组真空严密性不合格、机组烧煤时汽温低等)采用上述方法,将会有很大帮助。

三、启示

  "外三"的节能技改工作有很多独特之处,令人叹服,其先进性给了我们很多启示:

(一)先进源于系统创新

   "外三"经验最显著的地方就是不迷信国外技术,不受制于传统理念,坚持走创新发展的道路。"外三"先进的原因可归结为大量的技术创先和节能技术的实施。这与广东电网公司创建国内领先、国际先进的省级电网企业的目标和途径其实是相似的,同样是理念、技术上的革新,同样是"全球视野定标杆,结合实际寻路径,持之以恒求实效"。 "外三"创新实践的先进之处源自其系统化的创新理念。其一,它有重点,重点围绕节能减排,突出减少能源消耗主题,不搞花架子,集中精力攻关;其二,它有切入口,都是从理论研究出发,科学引路,能做到"结果早知道";其三,它有途径,它是站在世界最先进成果的基础上走"再超越"之路,采取的是引进→消化→吸收→再创新→超越的模式,取其精华而求新,弃其糟粕而求变,在引进西方先进设备的同时,冲破国外技术障碍,专门针对未攻克的技术难题进行自主创新和性能优化,从而在缺乏自身积累的客观条件下,实现了跳跃式、跨越式的发展。

(二)先进源于钻研细节

   "外三"在对待细小环节上,秉承着认真的态度和钻研的精神。譬如,在面对汽轮机叶片固体颗粒侵蚀问题上,"外三"围绕"保住效率"这个主线,向每个细节要效率,他们运用了综合治理的系统疗法,对汽轮机运行控制方式、相关设备配置、管道设计和布置方式等都进行了设计改进,系统治愈了汽轮机氧化皮问题,创造了运行两年汽轮机叶片依旧光洁如初的世界唯一个案。诚然,就我省电力企业的创先工作而言,多个领域的创先工作是一个庞大的系统工程,要走出一条独具特色的创先之路,往往靠的是细节上的钻研和拿捏,"小细节能医治大文章"。因而在注重系统创先的同时,不应一味地追求大而全,而要小而精,把每个细节做好了就是成功,善于从小细节入手,注重细节,了解细节,做好细节,有了点滴量的积累,就会有质的飞跃。

(三)先进源于科学"减负"

  科学"减负"是企业实现创先目标、科学发展的必由之路,这也是"外三"在安全运行中十分推崇的一个方针。该厂负责人曾表示,"外三"几乎不存在误操作事故,因为运行的程序设计得十分简单,基本不需要人手操作,也就没有误操作。由此看出,"外三"通过技术创新,不但达到了节能的效果,而且简化了系统,最大限度减少了操作量,提高了设备的安全性、经济性。我省电力企业也可以通过技术的创新、再造的流程,精简环节、优化流程、提高效率,从而实现创先工作减负、提质、增效的目的。

(四)先进源于"治企"理念

  企业文化是凝聚力量的源头,是成就奇迹的幕后推手。"外三"之所以能在短短的两年内,创造了后来者居上的神话,与其鼓励技术创新、营造特定氛围的"治企"文化不无关系。从环境细节上看,"外三"十分注重突出"节能"这个特色。譬如,一进办公大楼,就会看到大屏幕上显示着两个机组最新的一个运行及节能指标,包括综合厂用电率、今年累计供电标准煤耗等,以此引导员工关注节能指标,烘托出绿色电厂的企业品牌。又如,在办公大楼入门处的小屏幕上,滚动播放着该厂评选出来的"员工之星"的基本资料及先进事迹,巧用激励机制营造了比学赶帮超的良好平台。从会议管理上来看,"外三"也将其"节能减排"的品牌延伸到了空间的节约上,将会议室建在地下室,充分利用空间。从"外三"的治企文化推及到我省电力企业创先工作氛围的营造,亦可在环境细节、精神激励上做文章,将创先理念在员工中充分渗透,全面营造比业绩、比干劲、比奉献的良好创先氛围。不难想象,如若每位员工都能做到价值共守、精神共通、感情共流和命运共担,那么打造国内领先国际著名的企业目标将指日可待。

四、结束语

  "不积跬步,无以至千里。不积小流,无以成江海。"此次考察,考察团成员看到了我省电力企业与外省先进电力企业的差距,通过考察,开阔了视野、提升了观念、坚定了信念。有理由相信,这次的考察将对我省电力企业的节能减排将起着积极的推动作用。

 

 

                               皇冠彩票网官网赴上海节能技改考察团

                                      2010年6月30日

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