布连电厂隶属国电建投内蒙古能源有限公司,项目由国电电力发展股份有限公司与河北建设投资集团有限责任公司于2004年共同出资建设,一期工程建设2台66万千瓦超临界燃煤空冷机组,并配套建设年产1000万吨的察哈素煤矿。
布连电厂一期工程是内蒙古自治区单机容量最大、参数最高、技术最先进、自动化程度最高,最环保、节能、高效的机组,曾被授予“国家优质工程金质奖”和“国家煤电节能环保示范电站”称号,布连经验对于循环流化床发电节能升级减排改造具有积极的参考作用。

一、工程建设背景布连电厂一期工程于2009年3月取得国家发改委路条,2010年7月取得国家发改委核准,正式开工建设,两台机组分别于2013年1月、2013年6月投入运行。
项目旨在建设“国内领先,国际一流”的“创新型、效益型、绿色电站”示范工程,实现高水平达标投产,确保中国电力优质工程奖,誓创国家优质工程金质奖。

1.机组性能机组1×100%容量单系列设计和配置的四大风机、空预器、汽动给水泵组及100%高压旁路等系统简洁、操作简化、调节灵活、高效可靠。
锅炉、汽机、电气及控制系统匹配良好,启动及带负荷响应速度快捷,PSS、AVC、AGC、一次调频均正常投入,自动控制系统安全可靠。50%、100%甩负荷后5分钟左右即可重新并网,10分钟左右就可带至50%负荷(330MW)。机组成功实现了FCB功能,经受住了苛刻条件的考验,50%负荷FCB时自带厂用电18.8MW。

2.工程造价通过技术创新及设计优化,在提高设计质量和技术经济指标的同时,使电缆、桥架、管材、土建等设备材料投资及工程量大幅减少,节省投资上亿元。3.成果专利①国内首套660MW超超临界空冷机组主要辅机单列配置设计及应用②国内首套660MW超超临界空冷机组锅炉1×100%容量空预器的研制及应用③国内首套660MW超超临界空冷机组锅炉1×100%容量四大风机单的研制及应用④国内首套660MW超超临界空冷机组1×100%容量国产给水泵汽轮机的研制及应用⑤国内首套660MW超超临界空冷机组锅炉配套100%高压液压旁路系统的研究及应用⑥国内首套660MW超超临界空冷机组三缸两排汽汽轮机的研制及应用⑦巴威尔首套660MW超超临界空冷机组锅炉的优化设计及应用⑧国内首套660MW超超临界燃煤空冷机组主要辅机单列控制系统的研发及应用⑨国内首套660MW超超临界燃煤空冷机组主要辅机单列仿真机系统的研发及应用⑩国内首套660MW超超临界燃煤空冷机组FCB的开发及应用二、基建期的技术创新和设计优化1.新技术新设备的研究开发及应用锅炉主要辅机一次风机、送风机、引风机、增压风机、空气预热器均采用1×100%容量单列设计和配置,为国内首创,也是目前由豪顿华公司研制的国内单体容量最大的风机和空预器。采用单列设计和配置后锅炉烟风系统设备及控制方式相对简单,投资下降,而风机效率至少相当。


每台机组采用1×100%容量汽动给水泵组设计,且前置泵和主泵同轴布置。给水泵汽轮机采用杭汽研制的目前国内单机容量最大的WK型双分流小汽轮机,100%容量给水泵汽轮机内效率在各种工况下均高于2×50%容量的内效率,在低负荷运行时效率优势更加明显。100%容量汽动给水泵的效率比50%容量的给水泵的效率要高1%~3%。

采用上海电气电站设备有限公司研制的国内第一台超超临界三缸二排汽空冷汽轮发电机组(NZK660-27/600/600,QFSN-660-2)。

14米汽机运行平台采用北京巴布科克˙威尔科克斯有限公司国内研制生产的第一台超超临界锅炉(B&WB-2082/28-M),在国际上第一次采用100%高压旁路及可调式再热器安全阀和取消过热器安全阀、水冷壁节流圈及炉水循环泵的设计。
机组采用100%容量高压旁路系统,取消过热器安全阀,采用可调式再热器安全阀,且旁路系统和再热器安全阀均纳入DCS控制,在国内超超临界空冷机组上首次实现了FCB功能。

采用国电智深公司研制生产的国内第一套机组重要辅机1×100%容量单列设计和配置的EDPF-NT+分散控制系统(DCS)及仿真机系统。

2.提高机组效率提高蒸汽参数。根据上汽西门子HMN型模块技术生产的超超临界空冷汽轮机主蒸汽压力最高可以达30MPa的技术特点,最终将汽轮机主汽压力由26MPa优化至27MPa,相应的锅炉过热器出口压力提高至28MPa。

降低凝汽器背压。将汽轮机背压由13kPa优化至12kPa,空冷岛面积由161万平米优化增加至167万平米。

降低锅炉排烟温度。将空预器出口烟气温度由130℃优化至120℃,且在锅炉尾部设计烟气换热装置,使出口烟气温度降至90℃。提高给水温度。锅炉尾部烟道至脱硫吸收塔前设计烟气余热回收装置(低温省煤器),将凝结水给水温度提高15℃。

降低汽水、烟风系统阻力。将部分四大管道的弯头用弯管替代,且全厂采用紧凑型布置缩短了锅炉出口到汽轮机进口跨距和管道长度,使再热系统压降由原来的10%降至7.3%,过热系统压降由原来的5%降至3.78 %。锅炉主要辅机单列后烟风系统挡板基本取消且采用大口径圆形烟风道,以及锅炉至尾部烟道采用紧凑型布置,使烟风系统阻力明显降低。确保锅炉良好燃烧。采用最新型低氮燃烧器,顶部设计有燃烬风;考虑到锅炉辅机单列设计和配置后可能带来的烟气和进风分配不均,进行了大量模拟试验和优化布置工作,确保锅炉配风均匀、燃烧充分。


采用高效的辅机设备。采用1×100%容量的风机和汽动给水泵组设计,且锅炉四大风机均采用高效动叶可调式轴流风机;机组所有风机和泵在选型时压头和流量的富裕量均比传统的火规标准小;磨煤机采用比较经济的HP1003型磨;全厂所有大型重要辅机的电机均统一采用上海电机厂生产的高效节能型电动机;全厂变压器均选用高效节能型变压器。

3.高效节能环保取消锅炉燃油系统,采用完全等离子无油点火和稳燃技术;空冷岛所有风机及凝泵电机采用变频节能控制技术;优化锅炉启动系统及全厂辅助蒸汽、采暖系统;取消锅炉脱硫烟道旁路挡板,设计增压风机旁路烟道,且增压风机由集控进行控制和操作;辅机单列后,采用10kV高压厂用配电系统,并优化了A、B母线段负荷分配;超超临界空冷机组首次采用经深度处理后的城市中水;同步设计建设脱硫脱硝设施;利用洗煤厂储煤罐取消了储煤场;采用全封闭最紧凑的输煤系统;石子煤采用履带式自动输送技术;统筹规划、设计和建设煤电一体化项目的煤、电、水、汽;优化全厂设备和管道保温;全厂DCS分为主机控制和辅助车间控制两个网络系统,实现集散控制。



4.降低工程造价采用天然地基和土方平衡原则进行厂区总平面布置优化;电子间和配电间采用物理分散现场布置方式;全厂采用紧凑型优化布置,主厂房采用带有除氧间的紧凑型前煤仓布置方案;全厂综合管架采用圆形钢结构;优化输煤系统。

三、投产后节能工作1.节能管理管理体系:建立厂节能管理领导小组,三级节能管理网络,落实各部门、岗位节能管理职责,充分发挥组织保障作用,推动节能工作正常、全面开展。建立节能管理制度,包括节能管理标准、节能管理实施细则、非生产用能管理办法等等,规范节能管理及节能工作的具体内容及要求,检查与考核,定期检查节能管理制度的执行情况,保障节能管理工作正常进行。
指标管理:健全指标计划体系,制定指标计划应参考对标结果、设计值、试验优化值、标准值、行业及集团规定值,并充分考虑机组负荷率、环境因素及设备实际状况。各指标计划充分考虑指标对供电煤耗的影响程度,要有一定的完成难度,又要确保通过努力完成,以充分调动职工节能积极性。综合指标、小指标指定统一管理部门,按规定定期进行各项指标计算,在全厂SIS系统出具每日及每月完成值,便于各级领导、技术人员及时发现问题,及时解决。按照DL/T904-2004标准规定的计算方法,进行各项指标计算,确保其准确性、正确性。

节能分析:定期开展节能分析活动,确保及时发现、解决能耗问题。重大能耗问题进行专题分析,列入攻关课题进行攻关。根据集团公司要求,建立合理的对标目标体系,定期开展对标分析活动, 找出与先进企业的差距,修改指标计划目标,制定整改措施,提高指标先进性。节能规划、计划:对设备系统、指标、运行方式等进行全面分析诊断,必要时开展诊断试验,摸清目前存在的能耗问题及节能潜力。结合节能新技术、新设备、新材料发展,根据对标情况、集团公司计划值、机组和设备存在的能耗问题和节能潜力、资金需求状况、实施条件等制定中长期节能规划和年度节能计划。经济运行方式:运行方式优化投资少,甚至不投资,但见效快,应全面进行运行方式优化试验,任何运行方式及参数控制应根据优化试验结果并经分析计算确定,根据优化试验结果编制《主辅机经济运行方式》、《机组启停及热备用节能措施》,提高运行经济性。节能奖惩:建立健全并严格执行各项节能考核办法,激发职工节能积极性。办法确保合理,考核指标应全面,确保通过管理、运行调整、设备改造等能改善的指标均纳入考核,考核力度应正确体现各指标对供电煤耗的影响程度,确保考核竞赛办法能正确引导运行人员正确操作、调整,及时督促检修维护工作,保障设备健康水平。建立绩效管理考核系统 ,改善管理手段,提高管理系统的指导性能。热力试验:按规定开展各项热力试验,为节能降耗提供依据。

技术培训:以责任制落实来保证培训工作的到位,以考核机制来强化培训工作的完成。做到凡事有人筹划、凡事有人负责、凡事有人监督、凡事有人考核,把各项工作做细、做实、做好,使所有员工能够统一思想,紧跟电厂生产工作的节拍,实现企业与职工双赢的目标。建立培训管理制度及台账,主要包括:职工技术培训档案,培训人员考核管理标准,运行岗位培训上岗管理标准,仿真机培训及取证管理,培训手册;值班员及点检员取证管理。最终提高职工理论分析水平、操作水平、指标统计计算水平、检修维护水平等。2.机组经济运行降低供电煤耗的实施(1)制粉系统优化调整调整前各磨煤机分离器挡板开度为5.5,磨煤机出力在40t/h时煤粉细度R90在12%左右,煤粉均偏细。调整后:A、B、C、E磨煤机分离器挡板开度为3,D、B磨煤机为4。在磨煤机常用出力下,煤粉细度随磨煤机出力增加而变粗,磨煤机出力在常用40~50t/h出力范围时,煤粉细度R90均保持在17.5~22.5%范围内,煤粉细度合格,煤粉均匀性良好。分离器挡板调整后,磨煤机电流平均降低了1.5A左右,磨煤单耗平均降低了0.43kWh/t左右。根据调整结果提出了磨煤机风煤比曲线,并在各出力下进行了校核,按照该风煤比曲线控制磨煤机入口风量,可保证煤粉细度R90在18~20%,同时减少制粉系统的冷风掺入量,降低排烟温度。

(2)锅炉燃烧调整氧量调整:在保证固体不完全燃烧损失最小,锅炉热效率较高情况下,得出不同负荷下的推荐运行氧量值。配风方式优化调整:通过配风方式调整,得到机组不同负荷时,“均等”型与“正塔”型配风方式锅炉热效率相对较高,而“倒塔”型配风方式的锅炉热效率相对较低,具体负荷情况下,机组负荷低于500MW以下时采用“正塔”型配风方式,当负荷高于550MW时采用“均等”型配风方式。
内外二次风优化调整:综合考虑锅炉效率、再热减温水量及风箱压力情况下,把内二次风旋流强度初始位30°调整至26°。飞灰含碳量由0.87%降至0.56%,锅炉前后墙风箱压力由0.709 kPa /0.614 kPa升高至0.823 kPa /0.731 kPa。把外二次风旋流强度初始位40°调整至50°,降低外二次风旋流强度,飞灰含碳量及固体不完全燃烧热损失均变化不大,排烟温度升高了1℃左右,锅炉热效率降低了0.05个百分点。(3)汽机真空查漏对汽轮机共查出漏泄点24处,真空严密性由345Pa/min降至100Pa/min以下,主要漏点:汽机低压缸汽封螺栓、高/中压主汽门门杆、真空泵进口手动门法兰、#7低加事故疏水调节阀前无压放水阀,机组热耗降低23KJ/kWh。(4)降低厂用电率通过磨组运行方式控制,负荷低于480MW且总煤量低于190t/h及时停运一台磨煤机运行。同比2013年降低磨煤机耗电率0.050%、降低一次风机耗电率0.091%左右、降低引风机耗电率0.012%左右。通过主机凝结水泵运行参数优化,降低凝结水泵出口压力由不低于2.3MPa优化至不低于2.0MPa,降低主机凝结水泵运行频率,开大除氧器水位调节阀开度,降低节流损失。同比2013年降低主机凝结水泵耗电率0.03%左右。
通过调整电除尘电场运行参数调整,在保证出口烟尘指标小于30mg/Nm3情况下,根据机组负荷调整机组电除尘三、四电场参数,在机组负荷降至400MW时,降低电除尘B3、C3、A4、D4电场参数,在负荷升至450MW时,依次提高上述4个电场参数。同比2013年降低电除尘耗电率0.122%左右。四、2014年各项指标完成情况(#2机组)

五、机组下一步节能计划1.根据负荷周期变化规律,负荷长期低于450MW时,停运增压风机,降低脱硫耗电率。2.优化增压风机、引风机运行方式,使效率达到最优,降低引、增风机耗电率。3.优化机组空冷岛冬季运行方式,降低机组背压。4.优化机组滑压曲线。5.合理控制空预器冷端综合温度,减少锅炉排烟热损失。6.锅炉暖风器汽源由五抽供给。7.论证环形二次风箱加装隔板可行性,实现二次风分层控制进风,提高二次风进风的可控性。六、精细化工程成果展示



原标题:循环流化床发电该向布连学什么?