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核心提示:2023 年 10 月 31 日,申能安徽淮北平山电厂二期国家节能减排示范工程——1350MW 高低位双轴布置二次再热超超临界发电机组,顺利通过

2023 年 10 月 31 日,“申能安徽淮北平山电厂二期国家节能减排示范工程——1350MW 高低位双轴布置二次再热超超临界发电机组”,顺利通过国家验收。
 
251 工程平二项目远景

平二高低位高效机组单机容量全球第一,效率全球第一,各项指标的世界上遥遥领先(皆优于设计指标):负荷工况100%时,供电煤耗为 249.31 克标准煤/千瓦时(设计供电煤耗 251 克标准煤/千瓦时);工况 75%时,供电煤耗为 251.98克标准煤/千瓦时。机组低负荷时也能实现高效,灵活性调节负荷至 19%时仍能稳定运行。

与此同时,该机组还具有快速甩负荷(FCB)技术,能在突发性故障导致电网崩溃时,立即转入只带厂用电的“孤岛运行”方式,并在电网故障切除后立即对外恢复送电,从而能彻底杜绝如美、加大停电及印度大停电一类的灾难性电网事故。

平二高低位高效机组的示范成功,一跃登上世界发电技术巅峰,成为当之无愧的大国重器。251 工程既是上海申能的骄傲!也是上海市的骄傲!更是国家的骄傲!为我国电力事业,为实现双碳目标,作出了巨大贡献!

高低位分轴布置发电技术发展的过程中,得到过党和国家领导人的关怀和支持。

251 工程集成了上海申能电力科技冯伟忠教授多年潜心研究的节能减排系列创新技术:

首先是高低位分轴布置,平二高低位高效机组汽轮机高压缸、次高压缸布置在 82 米高位平台,与锅炉出口联箱就近连接,将原来需要的 200 多米高温高压管道,缩短为 15米的连接管道,温度和压力损耗大大减少,机组效率大幅提高。从而使得用 600℃的材料和设备,实现并超过国外尚在研发中的 700℃的发电效率。

汽轮机高压缸放置 82 米平台

汽轮机中、低压缸放置 17 米平台

平二高低位高效机组还解决了超大容量机组的辅机设计制造的诸多难题。采用台板整体弹簧隔振,解决高位汽轮发电机的振动问题;采用浮动联箱创新技术,解决高位机与锅炉出口联箱间热应力吸收问题;采用基于启动阀的高位机单独启动技术,解决高低位机的启动冲转并网问题;采用基于三线圈变压器的电磁绑定技术等,解决高位机因转动惯量小而可能引起的超速问题。

此外,平二高低位高效机组还采用了基于蒸汽加热的静压上水和快速点火启动技术;基于广义回热的低氧低氮稳燃技术和超低负荷运行技术等;能在 20%负荷下运行时,确保环保等各项运行特性;基于广义回热的一次风空预器及单一次风机技术;基于蒸汽加热及高动量冲洗的 SPE 防治系列技术;二次再热机组的中、低负荷提效系列技术;基于中低温省煤器的烟气余热利用及低低温除尘系列技术,以及基于变频发电机与给水泵二合一的广义变频中心技术。

平二高低位项目工程各项指标均达到或优于设计指标。平二项目的成功实施,完成了韩正副主席当年在上海任市委书记时命名的 251 工程,攻克了十一届全国人大常委会副委员长华建敏为我们划定的 1350 高地。平二高低位高效机组这一国家节能减排示范工程的成功实施,印证了西门子火力发电集团总裁罗兰·菲舍尔博士的话,使中国成为世界火力发电技术的权威,平二也无愧于工程开工仅 3 个月就在POWER-GEN 国际会议上获得的第五届皮博迪年度全球洁净煤领导者奖。

十一届全国人大常委会副委员长华建敏在机组投产时亲临 1350MW 发电机组运行现场

上海申能电力科技冯伟忠教授研发的系列创新技术,不但可以用于新建机组,还可以普遍应用于在役机组的升级改造。在华润徐州电厂 320MW 机组进行的“高温亚临界综合升级改造”,也取得了创新的巨大成功,改造后机组额定工况供电煤耗平均为 285 克标准煤/千瓦时,比改造前下降了 35克标准煤/千瓦时,达到超超临界机组水平,机组还具有20-100%负荷的深度调峰能力。华润徐州电厂因此而获得2021 年度国际顶级电厂奖。该技术已被国家发展改革委和国家能源局在《全国煤电机组改造升级实施方案》中,列为十四五现役机组改造的重点推荐技术。此项技术对我国占煤电装机三分之一的高煤耗亚临界机组升级改造,进一步提高我国发电技术整体水平,具有重大意义。

在高低位发电技术示范应用基础上,中国能源研究会还邀请能源领域院士、专家已对申能电力科技有限公司研发的汽轮发电机本体全高位单轴布置二次再热超超临界技术方案进行了评审,该技术是在平山二期 1350MW 高低位分轴布置技术基础上的优化升级版。660MW 全高位单轴二次再热超超临界机组,通过进一步优化系统和参数,设计供电煤耗仅有 245 克标准煤/千瓦时,这将突破 50%净效率的历史性大关,可提前实现科技部和国家能源局提出的高效清洁煤电发展2030 年目标。

据统计,截至 2022 年,我国煤电机组总装机容量 11.23亿千瓦,其中超超临界机组约 2.92 亿千瓦,超临界机组约2.85 亿千瓦,亚临界机组约 3.56 亿千瓦,亚临界以下机组约 1.9 亿千瓦,均存在较大的节能减碳空间。超超临界机组通过实施节能降耗改造,机组在平均负荷下供电煤耗可降低10g/kWh 以上。亚临界机组通过综合升级改造,额定工况下供电煤耗可降低 30g/kWh 左右,且能同步实现 20%深度调峰。如果利用申能电力科技先进节能降耗技术,对不同类型机组实施改造,则全国 11.23 亿千瓦装机的煤电机组,平均节能量按最保守的估算也可达 28.5g/kWh。据国家统计局公开数据,2022 年我国总发电量为 83886.3 亿度,其中煤电占比58.4%,折算为 48990 亿度,则对应的节能量为每年节约标煤 1.4 亿吨,对应减少二氧化碳排放约 3.8 亿吨,由此,煤电行业每年至少可以增加经济效益 1610 亿元。由于改造可使机组同步实现 20%深度调峰,对应全国 11.23 亿千瓦煤电机组,可腾出 1.68 亿千瓦的深调容量,可以支撑新建 8.42亿千瓦的风光新能源发电容量。

电力创新技术的全面推广,可以有效降低我国未来新建煤电机组的煤耗,实现在役机组大幅提效降耗,同时有力支撑电网对于风光新能源的消纳,支撑建立新型电力系统,创造巨大的减碳空间和经济效益。
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