福建鸿山发电公司：配汽优化不“担心”调峰

发布时间： 2021-01-19 15:05:44 来源：中国电力网作者：宋凤

　　中国电力网讯 2020年，福建鸿山发电公司按照集团公司“一三五七”发展战略中精细化、智慧化的要求，针对百万千瓦级超超临界复合阀汽轮机组变负荷调峰运行工况下效率下降问题，研发了一套配汽优化技术，高标准顺利通过院士领衔的科技成果鉴定，达到了国际先进、国内领先水平，是福建公司系统内首个由院士领衔的科技成果，为“十三五”收官递交了一份绿色发展的靓丽答卷!

　　这套技术实现机组中低负荷下供电煤耗率下降1.5到2.5克每千瓦时，平均降低供电煤耗率1.26克每千瓦时!

　　这套技术发明了适用百万千瓦级超超临界复合阀汽轮机组的配汽优化技术，为国内同类型汽轮机组提供很好的示范和借鉴作用!

　　高瞻远瞩困难重重

　　发展大容量超超临界燃煤发电技术是我国煤炭清洁利用的重要方向，但由于我国能源结构特点，火电机组普遍承担电网调峰任务，尤其在当前新能源占比不断加大背景下，对火电机组“灵活性”深度调峰要求日益提高。

　　该公司汽轮机为设备厂商引进国外技术生产的首代百万等级机型，采用复合配汽调节方式，经常在中、低负荷区间运行，汽轮机组四个高压进汽调阀均部分开启参与调节，存在较大节流损失，影响机组运行经济性。为此，福建鸿山发电公司高瞻远瞩，在2015年创新提出了顺序阀配汽优化的想法，即通过汽轮机配汽优化，减少调门节流损失，提升汽轮机组中、低负荷下的运行经济性，从而实现宽负荷高效运行。

　　然而在制定实施方案过程中，却出现了“卡脖子”技术问题，配汽优化是通过提升主蒸汽压力和改善高压缸缸效率，从而提高汽轮机相对内效率和循环热效率，但在实际工程中，机组带一定负荷时，降低高压调门总开度可以提升主蒸汽压力，同时也会带来一定节流损失，提升循环热效率和保证汽轮机相对内效率之间存在强耦合性。因此，在保证机组安全稳定运行前提下，在高压缸效率和主蒸汽压力之间寻优获得最高综合效率，是汽轮机组配汽优化需要解决的关键问题。

　　有了目标就有了方向。该公司领导高度重视，在现有技术部门的基础上，组建成立了专门技术攻关小组，集聚力量开展科研攻关，对配汽优化项目立项背景、技术原理、应用领域、主要技术性能指标等进行了研讨，最终确定了解决方案。

　　多方协作破冰前行

　　科技创新从来都不是闭门造车，更应走出去，引进来建立产学研联动机制，不让科技创新成果躺在实验室里。

　　该公司采取和汽轮机厂、高校、知名科研单位联合技术攻关方式，全力破解技术瓶颈。

　　时任福建公司项目管理部负责人郑恒走访东方汽轮机有限公司，在集团公司领导支持、协调下，主机厂提供了汽轮机结构设计、热力数据等重要资料，为后续完成科技创新积累基础。

　　鉴于百万千瓦级复合配汽机组采用双流调节级，轴系较长，改变配汽方式主要会对机组调节级、轴系受力、各阀门开启状态发生改变，存在汽流激振导致轴系失稳安全风险。该公司与同济大学、上海明华电力技术工程有限公司等科研机构及高校建立了良好的合作关系，通过仿真建模计算，理论分析科学、合理的调阀开启顺序，研判风险隐患，提出了建立调阀-双流调节级仿真模型，通过分析计算获取最有利于汽轮机轴系安全稳定运行的调门开度组合方案，有效规避了盲目试验风险，并通过摸底试验，验证了采用理论推导的阀序组合。

　　敢于探索、大胆创新。经过近2年的持续优化，2018年，该公司成功完成全新的顺序阀控制及阀序切换逻辑，实现阀序安全、自动、平稳切换，经过长周期运行考验，未发生汽轮机组振动或瓦温异常，同时创新实现多项同步于阀序切换的控制参数自适应控制技术。

　　2019年，配汽优化项目在该公司两台1050MW机组成功应用，经第三方测试与运行结果表明，通过配汽优化机组无需增加硬件投资，各负荷下平均降低供电煤耗率1.2克/千瓦时。单机年利用小数按5000，双机年发电量100亿千瓦时，每年可节约标煤约12000吨，标煤采购价850元每吨计算，两台机组每年可节约成本约1020万元。

　　高光时刻成果纷呈

　　2020年10月，由中国电机工程学会主持的“百万千瓦级超超临界复合阀汽轮机组配汽优化技术研究及应用”项目科技成果技术鉴定会在北京成功召开!

　　本次成果鉴定由中国工程院院士担任项目鉴定主任委员，委员会由清华大学、中国自动化学会、西安热工院、集团公司战略规划部和科技部、中国大唐集团电科院、国电电科院、国华电力公司、田集发电厂以及华北电力科技院等高校、科研、管理、生产、设计等不同领域11位专家组成。

　　鉴定会上，鉴定委员会听取了该项目的工作报告、技术报告、经济效益分析报告、测试报告、科技查新报告和应用情况的介绍，经质询、答疑和讨论，鉴定结论认为：该项研究成果经济、社会效益显著，具有良好推广应用前景，整体技术达到国际先进、国内领先水平。

　　抓好科技项目实施，促进科技成果转换。2020年11月，该公司继续加速科技成果转换，总结、提炼出适用于大型汽轮发电机组配汽方式优化的一套严谨、完整的技术路线，包括建模、试验和评价体系，促进生产需求与研究成果深度融合，让先进的研究不再止步于报告，而是真正投入实践、惠及生产，达到提高工作效率和智能化水平的目的，为国内、外同类型汽轮机组提供了很好的示范和借鉴，具有重要意义。项目已申报相关发明专利10项(已获授权5项)，获得1项软件著作权，其中1篇被EI收录，获评2020年第四届全国设备管理与技术创新成果一等奖。

　　抓创新就是抓发展，谋创新就是谋未来。配汽优化是福建鸿山发电公司积极践行“绿色发展效益领先”战略的一个缩影，在“碳达峰、碳中和”背景下，该公司将紧扣高质量发展要求，大力实施科技创新提升行动，努力推进节能创优、环保领跑、智慧电厂等工作，用科技创新凝聚高质量发展新动能。