第二届深度调峰灵活性技术改造交流会

核心提示:以“支撑煤电转型新使命,促进灵活性改造,应对深度调峰常态化”为主题的第二届“煤电机组深度调峰灵活性技术改造交流会”于2021年7月28日在“夏都”北戴河召开。



  紧随各地颁文新政,立稳鲁中深调会议基石,为新能源大发展保驾护航,顺应广大技术工作者要求,以“支撑煤电转型新使命,促进灵活性改造,应对深度调峰常态化”为主题的第二届“煤电机组深度调峰灵活性技术改造交流会”于2021年7月28日在“夏都”北戴河召开。
 

会场

首先,中国电力科技网苗姿佳代表主任魏毓璞致主题辞:

山东首政,吹响全国煤电机组深度调峰战役号角。
计不旋踵,抓铁有痕踏石留印,第一届鸿儒论道;
乘势而上,正值盛暑聚北戴河,第二届凿壁掘精。

  本届会议力求更务实、更深入、更精准。27位专家将重点解决燃煤电厂在深度调峰改造过程中存在的具体问题,面对今年以来火电机组的严峻经营态势,多措并举,并针对不同类型机组改造技术路线、改造策略、政策推动等进行更深入的探讨和交流。

  构建以新能源为主体的新型电力系统,意味着按照“3060”双碳目标要求,我国主体电源要从目前装机容量占比近一半的煤电转化为新能源电力、从我国电力生产和供应“压舱石”转变为灵活性资源中“稳定器”,挑战空前。容量和电量的不匹配迫使煤电机组的灵活性(低负荷、宽负荷快速响应)运行成为无奈却需要常态运营的方式。为此,新形势下,煤电必须转变角色,主动适应形势要求,以求创新发展、走上低碳之路,拓展存续空间。通过这次会议,专家同参会者深入交流国内外深度调峰工作的成果与经验,为广大煤电企业拓展思路,提供借鉴,达成共识,推进深度调峰进程。

  正如第一届会议专家所言:大时代不曾相信眼泪,能源革命更不会相信眼泪。火电作为人类在能源利用技术进步的一个重大技术发明,已经拥有了其辉煌的历史,发挥了不曾替代的核心作用。这个转型过程不会一蹴而就,需要自我革新、自我革命、自我突破的勇气。

  在此致敬各位在座“火电”行业的贡献者,冀望各位收起荣耀,在“火电”的新征程上不断突破、收获更多骄傲!

察势者智,求实务治,经世致用,行稳致远。
再度相聚,集思广益,深调计策,弘毅笃行!


苗姿佳

  清华大学能源与动力工程系毛健雄教授发表“学习习近平关于能源‘四个革命一个合作’的要求,在‘3060’双碳目标下对煤电深度调峰灵活性改造的思考”演讲。煤电转型最主要的举措是“灵活性改造”和“生物质燃料替代”,“构建以新能源为主体的新型电力系统”是习近平总书记和党中央关于“能源革命”和落实“双碳目标”的重大部署,是推动我国能源和电力转型的根本指导方针,也是能源供给革命的具体体现。这意味着以风光电为代表的新能源将逐步成为我国的主体电源,而现在11亿千瓦装机容量的煤电将逐步改造转型为调节型电源,这是煤电今后发展方向的根本遵循。20%深度调峰改造最大挑战是确保煤粉的稳定着火与燃烧,解决的思路是必须从整个系统出发,要“因地制宜”进行改造,重视中低负荷时的煤耗可能增量。“3060”双碳目标是煤电转型成为低碳电源和调节性电源的巨大推动力。对此,煤电应该 “拿出抓铁有痕、踏石留印的劲头,明确时间表、路线图、施工图”,第一步是采用创新技术,通过深度调峰的灵活性改造,然后大力推动煤电生物质混烧的发展,不断自觉和积极主动实现这一转型,为我国整个电力系统走上低碳之路做出贡献。


毛健雄

  上海申能电力科技有限公司锅炉室副主任李励发表“双碳目标下煤电机组20%深度调峰关键技术研发与应用”演讲。煤电机组要实现20%深度调峰,面临锅炉稳燃差、水动力不稳定、SCR入口烟温过低、空预器冷端堵塞腐蚀、机组煤耗大幅升高和热电解耦困难等诸多问题,困难很大。申能电力科技通过十多年来不断的技术研发、摸索和实践,已经研究出了包括广义回热系列技术、弹性回热技术、安全经济热电解耦技术等在内的深度调峰技术,并在外三电厂、徐州高温亚临界项目、平山二期两次再热项目等取得成功应用。深度调峰技术有两大主要特点:一是既可以和节能降耗技术(如高温亚临界技术)配套使用,也可以相对独立使用;二是相关技术路线实现了对所有类型煤电机组的全覆盖,但针对具体机组会提供定制化技术方案。现役装机容量巨大的火电机组调峰能力若能大幅度提升,将会相应大幅增加电网对新能源的消纳能力,进一步助力风光类新能源的发展,成为电网的“压舱石”,有利保障电网安全。
 

李励

  华中科技大学煤燃烧国家重点实验室副主任,向军教授发表“燃煤锅炉智能灵活燃烧技术”演讲。烟气中CO浓度对总风量变化的反应十分灵敏,特别是在临界点附近,总风量的微小变化就会导致CO浓度急剧变化。入炉总风量不足或炉内局部缺氧不仅使烟气中CO浓度增加,而且使飞灰可燃物含量增加,两者具有一致性,烟气中CO浓度越高,飞灰含碳量越高,H2S浓度越高,会导致严重高温腐蚀,因此CO可以有效反映高温腐蚀的风险。风电、光电等可再生能源比重持续提高,随机性、间歇性、不稳定对电网冲击明显。储电技术关键突破不容易,还不能实现大规模高效储电。火力发电深度灵活调峰是最经济、有效手段,缓解新能源引发电网失稳问题,改善弃风、弃光等问题。


向军

  京能(锡林郭勒)发电有限公司党委书记、董事长刘春晓发表“储能耦合协同与煤电机组深度调峰应用前景分析”演讲。在我国资源禀赋的实情下,煤电作为安全、可靠、稳定的电源,在未来较长期的一段时间内还会存续。在碳达峰、碳中和的背景下,煤电应向更高效率、更加灵活、更加多元的友好型综合能源产业升级。包含风火耦合、碳氢中和、宽负荷快速响应调度等为一体的煤电升级方案,具有技术成熟、经济性好、规模化实施便捷等优势,特别是在风光和煤炭资源丰富的三北地区,可以作为煤电未来产业转型的优选方案之一。煤电产生的二氧化碳资源化利用,通过与绿氢合成甲醇的液态阳光方案,可实现石油工业向甲醇工业社会转型,进而实现煤的能源属性从燃料到燃料的两次循环利用。
  

刘春晓

  中国矿业大学电气与动力工程学院周怀春教授发表“深度调峰燃煤发电机组锅炉燃烧稳定性”演讲。建立一个评价燃烧过程相对稳定性的直角坐标系,对煤粉燃烧着火稳燃机理、燃烧稳定性进行分析,介绍风煤水解耦精确前馈控制方法、炉内三维温度场监测技术和双通道煤粉稳燃技术。突破锅炉传统的“风煤比”“水煤比”的概念,提出风煤水直接跟随负荷指令的精确解耦前馈控制方法。基于机组运行历史数据分析的锅炉在线优化运行技术,基于锅炉火焰图像处理技术的炉内燃烧温度及煤粉浓度分布在线监测技术。在这个坐标系下,有可能同时对链条炉、煤粉炉(四角切圆燃烧火焰和 W 型火焰)、流化床等各种燃烧装置在燃用同一种类的煤时的燃烧过程相对稳定性,以及不同种类的煤在同一种燃烧装置上燃烧时的燃烧过程相对稳定性进行定量评价。


周怀春

  山东省经济和信息化委员会经济运行局正局级调研员萧文华发表“关于解决煤电机组深度调峰关键问题的主要思路”演讲。建议对锅炉进行两方面的改造:进行多级燃烧和多级抽汽的改造;结合生物质耦合发电技术对电力锅炉进行多种燃料适用性改造。实现根据深度调峰的需要合理搭配煤、炉、机的组合,实现“大车配大马、中车配中马、小车配小马”的合理运行方式。建议采取多方补偿措施,尽量减少参加深度调峰的煤电机组的效益损失:制定煤电机组改造的电价补偿机制,加快推动老旧煤电机组深度调峰改造,从而大力推动煤电机组深度调峰适应性技术改造和生物质耦合混烧改造的开展。对参加深度调峰的煤电机组要在发电运行小时上给予倾斜,增加其发电运行时间;按煤电机组参与深度调峰时间长短和深度,来进行补偿。
  

萧文华

  中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司火电灵活性部门负责人杨豫森发表“火电机组多联产灵活去碳化方案”演讲。介绍热电联产清洁智慧供热涉及的新一代火电灵活性热电联产技术、火电厂灵活性多联产减碳技术、源-网-储-用户协同调控技术等关键技术。在四方面介绍了中国供热行业的发展趋势——源:因地制宜的运用火电机组灵活性多联产技术,充分开发火电机组供热改造项目,推进工业蒸汽、垃圾焚烧及生物质等可再生能源供热,积极探索火电厂耦合电锅炉、压缩空气储能及空分、电解制氢、植物工厂等灵活性多联产方案,增加火电厂经济效益并实现火电机组低碳转型。网:长距离输热技术扩大了资源整合的空间半径,热网趋向互联互通,增加调度灵活性,包容波动性低碳清洁热源接入,高度重视管网安全。荷:热计量提升了自动化水平,IoT物联网技术为按需精准供热提供了条件,需求侧响应技术正在探索,分布式能源带来了更多灵活选择。储:探索大规模储热技术,以实现热负荷的“削峰填谷”并支撑热电解耦、热电协同。
 


杨豫森

  上海锅炉厂有限公司空气预热器专业总工程师蔡明坤发表“深度调峰机组空预器面临的问题和对策”演讲。深度调峰运行将大幅提高空预器的漏风率,低负荷时空预器入口烟温过低,硫酸氢铵堵灰区上移明显,低温段构件腐蚀风险加剧,快速变负荷运行对空预器内部状态在线监测提出了新的要求。建议采用热端自适应转子变形密封和可调式转子冷端密封;升级空预器冷端构件材质,采用两段式布置传热元件和线接触封闭通道波形冷段元件防止堵塞;设置前置空气预热器能有效减轻或消除空预器的低温腐蚀和传热元件堵灰风险,兼有降低煤耗的效果;低温省煤器、MGGH等余热利用设备,推荐采用综合性能较好的CS工程塑料管材。采用睿通在线监视和吹灰清洗优化系统,能提高运行安全性,减少能耗,提高在线清洗效果和延长连续运行时间。
  

蔡明坤

  国家能源集团科学技术研究院有限公司太原分公司总工程师石红晖发表“燃煤机组深度调峰实践与技术探讨”演讲。火电机组负荷提升调节能力、参与深度调峰是行业发展的必然要求,各发电企业应高度重视,提前谋划、系统工作。应该依据机组的实际情况和系统设备特性来开展针对性的技术改造或试验调整工作,遵循一机一策原则。建议先开展必要的试验摸底工作,掌握技术边界条件,挖掘机组自身的调峰能力,后采取相应的技术改造方案,避免盲目过度改造。供热灵活性技术方案的实施,必须结合长远规划的需求,按照能级匹配、梯级利用的原则实施相关改造,相关改造工作可分步骤实施,切忌采取不可逆的改造技术方案;应充分综合考虑采暖抽汽和工业供汽的综合兼顾。锅炉侧灵活性改造,应在设备具有深调能力的基础下,重点关注与完善安全性问题。

石红晖

  哈尔滨电气集团汽轮机厂副总设计师叶东平发表“火电汽轮机深度调峰和灵活性改造问题探讨”。机组深度调峰、灵活性改造的意义:对于纯凝机组来说,能够处于较低负荷下运行,获得低负荷运行的额外政策补贴能够快速增减负荷,适应电网新要求;对于供热汽轮机来说,满足在较低的电负荷下,对外供出较高的热负荷。深度调峰汽轮机运行安全性、经济性保障措施:叶片回流水蚀、叶片鼓风、叶片动应力增大、深度降低背压、安全运行背压设计依据、末两级叶片改造、低压缸冷却流量控制方式及系统改造方案。围绕灵活性调峰需求与目标,目前供热机组所采用的主要技术:储热+旁路供热技术、电锅炉供热技术、汽轮机旁路供热技术、切除低压缸供热技术。
  

叶东平

  中国电力报发电部主任冯义军发表“记者观察”。


冯义军

  东方电气集团东方锅炉股份有限公司技术中心性能室副主任李小荣发表“双碳目标下燃煤锅炉深度调峰灵活性运行技术研究”演讲。技术路线特点:安全可靠性高,烟气-空气直接换热,泄露风险小,泄漏后不影响系统正常运行。采用高温空气干烧的方式在线清除烟气暖风器上沉积的硫酸氢氨。长期低负荷运行,给水温度低,锅炉产汽量小,屏过和高过极易出现超温,一减和二减喷水大,喷水后温度急剧下降。容易超温爆管。低负荷运行受热面冷却不足、偏差增大、壁温波动大,易出现超温爆管!低负荷减温水量过大,易引起雾化效果差水塞导致爆管等问题。对低负荷稳燃、水动力安全、受热面安全、防堵、炉膛声波测温系统提出了方案措施。分享了深度调峰抽汽供热基本原则,着火区温度低、煤粉浓度低、热烟气回流量低、初始燃烧弱的解决方案。
  

李小荣

  山东大学孙奉仲教授发表“汽轮机断油保护的汽动油泵技术”演讲。本项目采用了蒸汽驱动的非电源驱动方式,汽动驱动紧急供油系统解决了在紧急情况下交直流油泵均不起作用时可能发生汽轮机组断油烧瓦、轴径磨损等重大事故发生的隐患。蒸汽驱动润滑油泵紧急供油系统,在厂用电失电和汽机事故跳闸时自动快速启动,有效保证了汽轮发电机组安全停机。汽动应急供油系统技术具有如下特点:系统简单,投资小,易实施;模块化、快装化、系列化;系统自安全性能高;系统备用时的维护试验方便,不影响主机;非电源驱动。因此,汽动应急事故油泵具有无可比拟的优势,完全可以满足“反措25条”的有关规定要求,进一步推动火电厂和核电行业的安全运行,有着较强的市场竞争力和广阔的推广应用前景。


孙奉仲

  国家能源集团天津国能津能滨海热电有限公司总工程师方久文发表“350MW超临界供热机组深度调峰实践探讨”演讲。深调过程中,当给水投自动时,给水自动调节水量幅度较大,难以保证过热度调整,在初次降负荷过程中,存在过热度偏低现象,且随着负荷的降低,给水对过热度影响较大。因此,我们试验过程中较早的将燃料主控、给水主控均切至手动,保证了试验的稳定性,但正式参与调峰时,如何优化自动控制,仍需要深入的研究。非供热季的深度调峰,是以牺牲锅炉的安全性和经济性为代价,仅仅依靠现有燃煤发电机组很难达到要求。如何破解?一方面可以利用电厂在电网中的节点优势,可以通过储能、集中充电站来分担一部分调峰任务。另一方面利用现有厂址和输变电设施,通过储能和风光储设施,打造多联产柔性电厂,充分打造出和地方经济发展“离不开、靠得住”的综合能源供应。
  

方久文

  哈尔滨锅炉厂有限责任公司新技术研究所副所长刘恒宇发表“哈锅高效深度调峰技术”演讲。研判了锅炉改造方案低负荷燃烧技术、低负荷控制策略。提出采用低负荷稳燃燃烧器,再造稳定动力场,优化制粉系统、匹配烟风系统;评估低负荷水动力稳定性,提高质量流速,采用带泵的启动系统;优化受热面结构,减少低负荷下受热面的偏差;低负荷吹灰系统优化,降低积灰风险;增设宽负荷脱硝系统,提升低负荷脱硝能力;优化预热器结构或分级布置,避免低温腐蚀、堵灰的情况发生;优化低负荷控制策略确保机组低负荷运行安全、稳定;应用储能、储热技术,实现热电解耦,实现灵活性。火电机组具备深度调峰能力已是必然趋势,爬坡能力的需求和机组轮停也会逐步提上日程。哈锅以技术服务作为纽带,满足用户的切实需求,解决运行中出现的问题;围绕着客户的需求深耕深度调峰灵活性改造技术,以先进、可靠的技术回馈用户的信任,为碳达峰、碳中和提供有力支撑!


刘恒宇

  上海锅炉厂有限公司技术部设计处副处长孟洁扬发表“火电机组锅炉深度调峰灵活性改造技术”演讲。系统性分析了低负荷稳燃能力、全负荷脱硝、受热面安全性、低负荷运行特性、吹灰控制策略、主再热汽温,提出风煤比、氧量、煤粉细度、配风、风粉混合温度调整策略。分级省煤器、流量置换、烟气旁路为目前各地电厂采用的主流方案。对有更高温度提升要求的锅炉机组灵活性改造(20%~100%BMCR,或并网开始)而言,当采用单一方案较难满足温度提升要求时,可根据电厂实际情况,选取组合方案:烟气旁路+流量置换;烟气旁路+分级省煤器。在确保机组安全、稳定运行的前提下,针对锅炉特点尽量提升主、再热器汽温,提高机组效率。
  

孟洁扬

  大唐秦岭发电有限公司运行部主任邓北平发表“660MW超临界机组深度调峰”演讲。以大唐秦岭电厂为例论述燃煤火电机组面临的经营形式,详细介绍秦岭机组锅炉稳燃、水动力、环保等方面灵活性改造过程,通过对以往机组发生低负荷运行时的数据分析进行20%的深度调峰。从机组结构设计入手,利用当前先进结构仿生原理,结合有限元分析方法,对机组结构进行优化设计,用以消除热应力影响区内温度敏感性较大的区域,使机组在大负荷阶跃过程中寿命损耗最小;制定严格的运行规范制度,通过控制机组降负荷速率及降温率用以控制对机组关键部套的寿命损伤,延长机组运行寿命。通过监测机组各项参数,进而实现分析汽轮机组在冷、温、热态及变负荷工况运行时的瞬态及稳态运行过程中的力学行为以及转子在受到温度场及结构场耦合作用下的疲劳/蠕变特性功能,定量得到转子/汽缸/阀门等关键部套在各种运行工况下寿命损伤情况,同时提示出影响转子寿命关键位置区域,检修时重点检查。进一步提升安全经济性,解决电网适应问题,展开双向调节能力,生物质耦合发电是下一步企业发展方向。


邓北平 

  哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院博士石家魁发表“大型汽轮发电机组AGC性能综合优化策略研究”演讲。通过从不同思维角度看协调控制系统(CCS)对AGC影响,即从锅炉侧、汽轮机侧以及辅机侧分别研究其对AGC影响的大小,从而将常规“协调优化” 推向“智能优化”。核心思想:火电机组AGC调节性能,受锅炉系统、汽轮机系统以及辅机系统的影响,但其影响的大小与快慢各有不同,特点:影响大小上,汽轮机系统>锅炉系统>各自辅机系统(包含其他辅助系统)。现针对性分析各自特性,然后再协同优化,这样将更有利于系统协调,进而促进AGC调节性能提升。
  

石家魁

  国网浙江电科院电源技术中心高级工程师王茂贵发表“浙江省火电机组深度调峰的最新探索”演讲。浙江省火电机组深度调峰的推广应用,增加了浙江省电网的调峰容量,提升浙江省电网新能源消纳能力,为浙江省电网运行灵活性、适应性和安全性做出巨大贡献,其经济效益、环境效益和社会效益都非常显著。介绍了神华浙江国华浙能发电、国电北仑第一发电、华能玉环电厂深度调峰试验情况和主要问题,其中华能玉环电厂通过扩大锅炉稳燃临界,改变传统助燃模式,改变锅炉制粉系统传统运行模式,降低厂用电率。改变机组传统旁路运行模式得到了理想的调峰效果。

王茂贵
 
  华电电力科学研究院有限公司供热技术部项目经理马斯鸣发表“热电解耦与新型凝抽背供热技术”演讲。火电灵活性改造是一个系统工程,需要考虑电网调度、热网需求、电厂及热网设备、以及控制系统现状制定出符合电厂实际的最佳控制逻辑,再达到深度调峰的同时实现快速、经济调峰。通过上述方案的灵活使用,可使机组在整个采暖季满足供暖的同时响应电网调度不同阶段不同深度的调峰需求,并且机组效率最大化。最大调峰深度为采用主蒸汽调峰,机组负荷可降至80MW以下,若还需进一步调峰,可设置电锅炉消纳。收益决定于电网调峰深度和时间,按照每天调峰6个小时,补贴电价取每档中间值,年补贴收入在1500万元以上。
  

马斯鸣

  华北电力大学锅炉燃烧测量及优化研究所主任黄孝彬教授发表“锅炉深度调峰燃烧运行控制解决方案及关键技术的探讨”演讲。重点阐述了机组深度调峰下锅炉燃烧的运行控制总体目标是“不投油稳燃”及“宽负荷保效”,应采取的技术路线是:燃烧精细化监测和控制改造+必要的燃烧器稳燃改造+必要的燃烧器助燃改造。分析了燃烧精细化运行控制的主要制约因素,指出单个燃烧器燃烧状态的精细控制对低负荷稳燃的重要性,介绍了煤粉流速、浓度、细度、温度、风粉均衡分配对低负荷稳燃的影响,以及控制好这些参数所面临的问题和关键技术。
 


黄孝彬

  山西格盟安全生产咨询有限公司首席工程师,正高级工程师蔡新春发表“大型燃煤锅炉低负荷工况优化运行试验研究”演讲。目前煤价高电量低,燃用热值低、硫份高的煤种,是发电企业的主要难点;由于环保排放要求及机组灵活性的要求,较高SCR氨逃逸率、较低的排烟温度、长时间较低的运行负荷,空气预热器结晶堵塞、引风机叶片结晶问题越来越严重;采用合理的NOx燃烧器改造技术、通过优化燃烧调整、减少空气预热器漏风、控制SCR入口烟速的均匀性、优化各氨喷嘴的开度、提高暖风器出口风温以及优化空气预热器换热面的间隙等措施是防止空气预热器结晶堵塞的关键;通过减少高温受热面的面积,可有效地提高SCR进出口烟气温度,既能提高SCR脱销效率,降低氨逃逸,减轻空气预热器硫酸氢氨结晶堵塞,尤其是低负荷工况,经济效益显著,是一种行之有效的方案。
  

蔡新春

  会议设置多场“代表提问,专家答疑”环节,与会嘉宾同专家针对关心的实际问题展开热烈研讨,深度交流。
     







专家答疑、深度交流

  中国电力科技网对本次会议进行全程实况录像,赠送国家能源局、各大发电集团主管部门;还将本次会议专家演讲PPT上传至中国电力科技网相关栏目和电力月刊,供广大电力科技工作者在线浏览、免费共享、传播先进技术和经验,为我国电力发展贡献绵薄之力。

中国电力科技网:www.eptchina.com;
联系人:周丽15010503361;耿迪18910897399。
     







专家合影


第二届煤电机组深度调峰灵活性技术改造交流会技术总结
国家能源集团天津国能津能滨海热电有限公司
总工程师  方久文

  自从党中央做出“3060碳达峰、碳中和”双碳目标的战略决策后,习近平总书记更进一步提出“构建以新能源为主体的新型电力系统”,这是落实“双碳目标”的重大部署,是推动我国能源和电力转型的根本指导方针,也是能源供给革命的具体体现。由于风光电源的间歇性和不稳定性,而抽水蓄能、化学电储能、氢气储能等技术在短期内还不可能成为深度调峰的主要手段,因此,煤电现在仍将肩负着“兜底保供”的重要作用,为了能够最大限度的消纳新能源发电量,煤电从保证电量型向调节型电源转型最主要的任务和体现,就是要具有调节型电源的重要能力--“深度调峰”。

  通过中国电力科技网组织的这次煤电机组深度调峰灵活性技术改造交流会,参会者广泛交流了对深度调峰的认识和技术改造工作的成果与经验,相信必将会推进我国煤电机组深度调峰改造的进程,加速煤电企业转型升级。

  下面我谈一下对于这次深度调峰会议的具体收获与体会,也是对这次会议的一个总结。

  1. 作为“压舱石”的中国煤电, 现在仍然还是我国的主体电源, 随着新能源装机的快速发展,煤电的装机和发电量会不断下降,煤电在一个相当长的时期内还不可能被完全替代,更不可能完全关停, 再加上我国广大北方地区冬季供热的民生问题,更凸显煤电机组的稳定性、可靠性等优势的重要性。

  2. 煤电机组深度调峰还需要顶层设计,由相关政府部门牵头制定相关标准,避免盲目上马改造项目造成恶性竞争,要通过积极引导促进整个电力行业健康发展,为国家的社会经济生活,提供坚强可靠的保障。

  3. 煤电机组深度调峰是个系统工程,必须统筹考虑,要结合企业自身的设备基础、燃料状况、资金和所处地区调峰政策等条件,选择适合自己的技术路线与工作内容。

  4. 国内大量的现役煤电机组,在设计建造时并没有考虑深度调峰的需要,主辅机设备不适合进行频繁的深度调峰;不同容量和类型、燃用不同煤种、所处不同地区的煤电机组, 其深度调峰能力的要求和改造难度也不一样,因此,必须因地制宜,进行定制化改造,不能盲目设置不合理的改造目标。

  5. 新建煤电机组项目,其设计与设备选型,需要系统考虑深度调峰的要求,吸收现役机组深度调峰改造的经验,采用经过实践考验过的创新技术,其设计的深度调峰目标应该具备20%负荷的调峰能力及热电解耦的适应性能力,并在20%负荷时达到超低排放。

  6. 北方机组的供热以及热电解耦工作,根据情况不同,可选择蓄热、储能、制氢、电锅炉等多种方案,有着极大的优化潜力。

  7. 由于缺乏全面的监测手段,汽轮机、锅炉在深度调峰时可能存在很多隐性风险,短时间内无法完全显现,专业人员应该保持清醒的认识,在改造时应对机组安全性进行充分评估,不能以机组安全稳定为代价。

  8. 燃烧稳定性是锅炉深度调峰最大的难点。炉膛温度场监测技术, 能够检测燃烧器着火温度、着火强度和稳定性,在低负荷工况下能够实施监视每个燃烧器的运行情况,对避免锅炉灭火、保持燃烧稳定、指导运行人员配风调整都有很大的作用。再结合智能燃烧闭环控制系统,更能有效解决温度场、氧量场不均匀性问题。

  9. 结合负荷预测、数字煤厂管理和煤质在线检测以及基于物联网的煤流跟踪等技术的应用,将助力智慧化、精细化掺烧,从燃料侧给深调工作带来新的着力点。

  10. 电网中新能源装机占比达到一定比例之后,对煤电机组的灵活性提出了更高要求。煤电机组深度调峰灵活性改造不局限于对机组出力下限的不断摸索,还应在机组带负荷爬坡能力和快速启停上下功夫,临机、临炉加热及预启动技术,AGC性能综合优化,小机阀门优化和高低旁自动控制技术的应用将大大提高机组运行稳定性和快速响应能力。

  11. 深度调峰改造实际上是一次技术革命,除了深度调峰本身的改造,还要考虑在深度调峰过程中,机组的控制逻辑、控制模式也可能出现新的变化。专家提到的突破原有“水煤比”、“风煤比”的束缚,利用大数据和历史数据寻优对各项参数进行直接控制,也是将来深度调峰自动控制的一个新思路。

  12. 煤电机组在深度调峰灵活性改造中还应关注机组的经济性,既要算总账,也要通过一定的设备改造保持机组煤耗处理合理区间,为了深度调峰消纳新能源而造成煤电机组能耗大幅度攀升,也是应该避免的。

  13. 深度调峰环境下,保证机组超低排放是重要一环。特别是脱硝设备的优化设计、优化运行、优化控制,有着非常重要的意义。改进测点的代表性、进行流场优化、采用预测智能控制、多点喷氨减少氨逃逸。通过烟气旁路、给水旁路、零号高加、运行调整等手段提高低负荷脱硝入口烟气温度。通过新型空预器换热原件以及密封技术,提高空预器防堵能力,用免拆解药洗技术快速解决积盐堵塞问题。

  14. 新机组设计与现役机组深度调峰改造时,需要适应今后煤电机组作为调节型电源,在中低负荷下运行将成为常态, 因此应该创新开发和应用宽负荷节能技术,尽量保持尽可能低的供电煤耗,降低深度调峰带来的能量损失。     

  中国电力科技网这次在北戴河组织的第二届煤电机组深度调峰灵活性技术改造交流会,是继上一次淄博会议后,对煤电深度调峰这一主题,又上了一个台阶,会议内容丰富,参会人员来自与煤电有关的各个方面,极具代表性,包括各大发电设备制造企业、各发电企业、有关大学和科研单位,28位讲演专家,来自不同单位、专业和岗位, 对“煤电深度调峰”这一主题,从不同角度,做了高水平的发言。会议对话环节,气氛活跃,各显身手,相互启发,展示了大家对煤电转型具有重大意义的深度调峰问题重视、关注和深入的思考,本次会议展现了我国煤电在深度调峰技术改造方面的水平和专业人员的创新能力,对于今后我国煤电深度调峰改造和运行的发展, 必将会起着良好的示范与引领作用。

  最后,我要表示对中国电力科技网和魏主任及全体工作人员表示最衷心的感谢,感谢你们精心组织了这次高水平的深度调峰技术交流会,不但有线下交流, 而且还组织了线上的视屏转播, 更加扩大了这次会议的影响,用心良苦,功不可没。你们多年来为中国的电力事业的发展,搭建的这个交流平台,对于促进我国电力事业的进步和发展, 做出了重大贡献, 希望你们再接再厉, 为实现习近平总书记提出的构建以新能源为主体的新型电力体系 为推动中国煤电的低碳和灵活性转型发展, 做出更新的贡献。 也希望能尽快看到第三届交流会,看到更多深调的技术应用和更多电厂带来的成果展示。


第二届煤电机组深度调峰灵活性技术改造交流会技术总结
京能(锡林郭勒)发电有限公司党委书记、董事长 刘春晓
2021年7月29日

  自2014年6月习近平总书记提出能源从消费、供给、技术、体制四个方面变革和全面加强能源领域国际合作的“四个革面,一个合作”方针,已七年多了。我国能源转型发展、结构调整优化更加合理,技术创新与突破有了长足的进步,这为中国电力在“3060”双碳战略目标下“构建以新能源为主体的新型电力体系”打下了良好的基础。当然,也给传统煤电行业带来生存与发展的巨大挑战。

  中国电力科技网组织的这次会议,正是在新形势下,汇集政府主管部门、高校、科研院所、电网公司、设备厂家、设计院、发电企业等单位科研技术人员,共同研讨煤电如何从主体型电源逐步转变为调节型电源的路线图、时间表。

  与会专家报告内容充实,客观、理性,既分析了新形势下煤电生存与发展的难点、痛点和巨大的转型压力,提出了理性解决方案和发展的坚定信心。交流互动更是思想的撞击、理念的重塑和认知的再构,进一步强化了本次会议“煤电转型为灵活性电源的必然要求”主题,进而为构建以新能源为主体的新型电力体系护航。

  大家一致认为,根据我国化石能源和以风光水等为特征的资源禀赋,煤电在今后相当长时间周期内仍然是电力供应安全压舱石、稳定器,但要适应新能源为主体新型电力系统新要求,必需有更快的负荷调节跟随能力和深度调节能力,从而转变为调节型电源。围绕这些难题以及煤电自身的碳中和能力如何构建,大家结合工作经验和研究方向,各抒己见,提出较好技术解决方案、产业重塑和体制变革方向。就研讨综合小结如下,供大家进一步思考和借鉴。

一、技术方面

  结合现役煤电机组大部分已基本具备30~100%调节能力,探讨20~30%深度调节可行性。

  1、深调后如何稳定燃烧,探讨了从来煤管理、煤粉制备、燃烧器升级优化及炉内燃烧组织的测量、感知与良好控制的智能方案。

  2、深调后如何解决氮氧化物仍然能满足超低排放要求的技术路线,探讨了炉机协同,烟、风、汽耦合的多路径方案。

  3、深调后如何解决锅炉尾部省煤器、空预器等设备的腐蚀、结垢等问题,探讨了相关设备新材料应用可行性。

  4、深调后如何避免机组效率大幅降低,能耗大幅升高的难题,探讨了热电冷协调等解决方案。

  5、讨论储能耦合宽幅、深度快速响应调峰的可行性(0~100%)。

二、体制方面

  为提升煤电宽负荷和深度调节能力,呼吁政策体制给与大力支持。

  1、快速跟随宽负荷调节和深度调节,在电价上给予更大的政策鼓励。

  2、增加电网调度的灵活多样性。应结合电化学储能、冷热储能、空气储能、氢储能、抽水蓄能等与煤电耦合形式的应用,探索能源岛调度方式,最大限度发挥煤电的高效能。

三、碳中和,产业再构方面

  由于煤电在我国能源结构中占比较大,二氧化碳排放较聚集,总量大,探索走综合产业道路,实现其资源化利用。

  1、利用风光火耦合制氢,推动氢卡运输产业构建,实现减碳。

  2、捕集烟囱排放的二氧化碳,利用已成熟的二氧化碳加氢催化反应,合成甲醇、合成胺等能源产品及其化工延伸产品,实现二氧化碳资源化利用,实现煤电自身减碳和碳中和。

  3、推动甲醇汽车的研发应用。构建电动汽车、氢能汽车、甲醇汽车为主体的通行运输方式,减少对石油的依赖,加快碳中和。

  4、利用风光火热耦合,在有条件地区进行植物工厂试验,利用植物吸收二氧化特性,促进碳中和。

  5、加快生物质燃料替代研究,保障火电运行的同时,实现减碳和碳中和。

四、应注意的问题

  1、现役大量的煤电机组,在设计与设备选型配置时,大部分没有考虑深度调峰的需要,主辅设备不适合进行频繁的深度调峰。在选择深调改造方案时,既要考虑改造投入的经济性,更要考虑设备的可靠性、全周期寿命和安全性。

  2、煤电机组深调要一厂一策,同机同策,全面系统思考,应多专业协调,不宜选择大幅降低机组能效,增加机组能耗的方案。

  3、面对国内煤价奇高、煤质多变且品质不好的困境与现状,要平衡好煤质与拟改造方案设备的匹配性。

  4、各地区选择改造方案时,一定要因地制宜、客观理性,既考虑短期效益,更要思考中长期的存续能力,避免一哄而上。

  5、在碳中和的推动下,煤电可考虑产业延伸。应选择项目属地资源劣势、产业短板领域。要充分分析东西南北环境差异、资源差异,宜选择地区产业结构互补的项目。

  简要的总结这些,望能为大家提供温故知新的效果。面对煤电的新任务,如何为构建以新能源为主体的新型电力系统护航,为“3060”碳达峰、碳中和,创新探寻煤电灵活性调节、深度调节和综合产业拓展的清洁、高效、灵活、安全和循环新方案。我们坚信,有煤电人的不懈奋斗与探索,有煤电人不忘初心的情怀,在碳达峰、碳中和的进程中主动作为,自我革新,煤电肩负着国家能源安全,承载着新能源消纳的重任,仍有相当长的存续发展空间。
上海电气
电力月刊150期
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