华能4项重大关键技术
铜川照金电厂60万千瓦机组超低排放
作为集团公司超低排放改造重点项目和陕西省环保改造示范项目,2014 年 5月,华能铜川照金电厂在陕西省燃煤电厂中率先实施一期 2台 60万千瓦机组超低排放改造,该工程为国内首台亚临界空冷 60万千瓦机组案例,充分应用了华能自主知识产权的多污染物一体化协同脱除超低排放先进技术,技术创新亮点包括 :高性能 SCR 脱硝技术、低低温静电除尘技术、高效双塔双循环脱硫技术、节能节水高效湿式静电除尘技术、WGGH技术、高效节能风机技术以及系统集成技术等。其中,西安热工研究院自主开发的湿式除尘器最为突出,该湿式电除尘器投运后的性能指标处于国内外领先水平,经过多家单位测试验收,烟尘排放均长期稳定达到超低排放水平,细颗粒物 PM2.5 排放小于每立方米1.5毫克,同时对三氧化硫和重金属汞去除效率较高,德国、韩国、日本等环保专家团先后专程到电厂调研。
700摄氏度超超临界机组用高温合金
耐温需达 750 摄氏度级(100 兆帕 /10万小时的持久寿命)的锅炉过 / 再热器所用的高温合金管是 700 摄氏度超超临界机组中承温最高、压力最大、服役环境最苛刻的关键部件。近期,西安热工院工程中心通过与相关企业合作,经过 3 年努力,自主设计研发出了系列 HT-700T(Ni-Fe 基)合金,完成了 750 摄氏度级高温合金管材的中试验证制备,初步测试结果表明该系列合金的性价比处于世界领先地位,为国家 700 摄氏度超超临界发电技术的顺利推进打下了坚实的材料基础。
景洪水电站水力式升船机
根据华亭、砚北、山寨矿井不同地质条件、不同开采条件下强矿压的孕育和诱发条件,华亭煤业公司联合多所科研院校历时 5年,对各煤矿进行了局部卸压与动力诱发技术、强矿压作用下的强化支护技术、避让与冲击防范技术、强矿压安全生产管理模式等研究应用。构建强矿压三级监测体系,形成了包括大直径钻孔卸压、注水软化、爆破卸压以及定向解危等强矿压综合控制技术与防治方法,提出了强矿压条件下巷道锚网支护策略,制订了强矿压防治、危险区治理、监测预报、巷道支护设计、强矿压管理制度和企业规范。项目实施以来,矿压显现的强度每年皆有所降低,能够初步预测矿压发生的地点、时间段,对部分可能发生矿压灾害的积聚能量实现了成功诱发释放,灾害程度有所减弱,造成的设备、巷道的损坏程度及人员伤害明显减小,实现了“强矿压灾害控制与安全防护”的总体目标。
华能景洪水电站水力式升船机,是具有我国自主知识产权的首创升船机型式。建设过程中,澜沧江公司组织开展了景洪水电站水力浮动式升船机关键技术研究、抗倾斜数模分析计算、抗倾斜物理模型及调试补充试验等多项专题研究。通过研究工作建立了系统、完善的水力式升船机设计理论和设计方法,解决了水力式升船机非恒定流作用的复杂流固耦合问题 ;创新提出主辅阀控制理论解决特有对接难题 ;解决了 70 米水头充泄水阀门空化难题及水力提升系统同步关键技术,在此基础上,建立主要由水力稳定均衡系统、主动抗倾覆机械同步系统、承船厢自反馈抗倾覆稳定系统构成的具有抗倾覆能力的水力式升船机,并提出三系统耦合作用及对乘船厢整体进行抗倾覆保护机制。相关成果已申报专利13 项,其中 8 项已授权。
矿压灾害控制与安全防护技术
根据华亭、砚北、山寨矿井不同地质条件、不同开采条件下强矿压的孕育和诱发条件,华亭煤业公司联合多所科研院校历时 5年,对各煤矿进行了局部卸压与动力诱发技术、强矿压作用下的强化支护技术、避让与冲击防范技术、强矿压安全生产管理模式等研究应用。构建强矿压三级监测体系,形成了包括大直径钻孔卸压、注水软化、爆破卸压以及定向解危等强矿压综合控制技术与防治方法,提出了强矿压条件下巷道锚网支护策略,制订了强矿压防治、危险区治理、监测预报、巷道支护设计、强矿压管理制度和企业规范。项目实施以来,矿压显现的强度每年皆有所降低,能够初步预测矿压发生的地点、时间段,对部分可能发生矿压灾害的积聚能量实现了成功诱发释放,灾害程度有所减弱,造成的设备、巷道的损坏程度及人员伤害明显减小,实现了“强矿压灾害控制与安全防护”的总体目标。
华能1个试验平台
700摄氏度关键部件材料验证试验平台
为进一步提升燃煤机组发电效率,华能自主研发的我国首个700 摄氏度关键部件验证试验平台,在南京电厂成功投运并实现 700 摄氏度稳定运行。项目由清洁能源研究院负责,依托南京电厂 2号机组,本试验平台设计蒸汽温度 725 摄氏度、流量 10.8 t/h、进口压力 26.8MPa,相关参数达到了国际先进水平。具备完善的试验研究功能,可对水冷壁、过热器、集箱、高温管道及其附件(管件、阀门、减温器、吊架等)进行长期验证试验。后续,本试验平台计划开展为期 5 年的长期验证试验研究等相关工作,以获得 700 摄氏度高温合金材料、部件在实际服役环境下的重要运行数据和实践经验,从而降低建设示范工程的技术风险,为未来 700 摄氏度机组的建设和示范运行奠定坚实基础。
华能7项示范项目
天津IGCC示范电站
具有华能自主知识产权的国内首台煤气化联合循环电站——天津 IGCC示范电站于 2012 年投运以来,在国家科技支撑计划项目“现役 IGCC 电站运行优化技术研究”和集团公司“天津 IGCC示范机组系统完善化技术研究”的支持下,以“安稳长满优”为目标,机组运行稳定性逐年提高,2014 年、2015 年全年机组运行均在 5500 小时以上。“25万千瓦级整体煤气化联合循环发电(IGCC)关键技术及工程应用”获 2015 年中国电力科学技术一等奖、“2000 吨 / 天级全热回收两段式干煤粉加压气化技术及工程应用” 获得 2015 年石化联合会科技进步一等奖。电机工程学会和石化联合会分别认为本项目IGCC 技术达到了世界先进水平。
二次再热技术
华能安源电厂66万千瓦超超临界二次再热工程和莱芜电厂百万千瓦级超超临界二次再热工程是集团公司重点科技课题依托项目。项目采用世界最先进的二次中间再热技术,主要是通过增加热力循环次数提高机组运行效率,环保指标超净排放,为目前效率最高、能耗最低、指标最优、环保最好的火电机组。华 能 在 国 内 首“ 吃 螃蟹”,建成我国首座超超临界二次再热电厂,为提高我国高端大型燃煤机组装备设计制造和运行水平,实现火力发电重大技术进步,引领我国燃煤发电技术发展方向奠定了坚实基础。
石岛湾高温气冷堆核电站示范工程
国家重大科技专项——世界首台高温气冷堆示范工程在山东荣成石岛湾开工建设。华能石岛湾高温气冷堆核电站示范工程(简称“HTR-PM”)为“大型先进压水堆及高温气冷堆核电站”国家科技重大专项的一个分项,是我国具有自主知识产权的新型核电站,具有固有安全性、发电效率高、系统简单、用途广泛等特点,其在堆芯物理设计、反应性控制、堆芯过渡等方面具有众多的创新性,为全球首座具有第四代核能系统安全特性的球床模块式高温气冷堆核电站。HTR-PM为一项系统、复杂、集成度高的重大科技创新工程,以关键设备制造为例,高温气冷堆反应堆压力容器下筒体、蒸汽发生器换热单元组件、主氦风机电磁轴承等关键设备制造突破了众多技术瓶颈,标志着我国核岛关键设备的设计、制造装配水平通过独立研发、自主创新实现了新的跨越。
长兴电厂66万千瓦超超临界项目
华能长兴电厂 66万千瓦超超临界项目,是我国首座高效环保超超临界电厂。集团公司倾心打造的集成创新示范工程、基建精品工程,是华能实施烟气协同治理技术路线实现超低排放的首台机组,首座实现脱硫废水零排放电厂,首座采用蜂窝型集束式封闭储煤仓的电厂,并首次实施了“后工业化”设计理念。长兴电厂多项首创科技创新成果处于国际、国内领先水平,并因其成效显著、成本合理、系统简洁、便于维护等特点而极具推广价值,对国内火电建设产业设备升级具有里程碑意义。
糯扎渡超高心墙堆石坝工程
项目依托华能糯扎渡水电站超高心墙堆石坝工程完成。糯扎渡水电站坝高 261.5米土石坝,澜沧江公司会同多家参建单位组成以企业为主体、产学研用相结合的科研团队,围绕糯扎渡大坝坝体结构与材料分区、大坝变形及渗流控制、坝体计算分析方法、大坝安全评价及预警等关键技术问题,首次系统地提出了超高心墙堆石坝采用人工碎石掺砾土料和软岩堆石料筑坝成套技术,发展了适合于超高心墙堆石坝的坝料静、动力本构模型和水力劈裂及裂缝计算分析方法,系统提出了超高心墙堆石坝成套设计准则,建立了超高心墙堆石坝安全综合评价体系。多项具有中国自主知识产权的创新性成果的取得和应用,使我国堆石坝筑坝技术水平迈上了一个新台阶,引领我国 300米级超高心墙堆石坝筑坝技术。项目荣获 2014年度国家科技进步二等奖。
线性菲涅尔太阳能混合热发电装置
华能自主研发的我国首个超 400 摄氏度太阳能热发电科技示范项目——海南南山电厂 1.5 兆瓦项目 2012 年投运以来,清洁能源研究院持续运行测试该装置并开展新技术的研发测试。2015 年 4月,清能院建成了导热油集热储热系统,该集热储热换热系统不仅能在多云阴天运行时产生稳定的蒸汽参数,在阴天或晚间也可正常稳定产汽运行。试验完成了集热、储热和换热等全流程测试,并对自主研发的新型反射镜框架、镜场闭环跟踪控制技术及 DCS系统进行了测试,整套导热油试验系统和技术在国内处于先进水平。2015 年 5月,清能院建成熔盐储热系统,开始了包括熔盐熔化、系统预热、熔盐换热及熔盐吹扫等在内的全流程测试,达到系统设计目标。储热系统可补偿太阳能自身的不稳定性,实现对太阳能的可调度利用,并进一步降低度电成本。
10千伏配网中分布式风电并网技术
国内第一个分布式风电场——华能陕西定边狼尔沟分布式示范风电场,对分布式风电选址定容、控制策略、对配电网影响等方面开展了系统的研究工作,项目安装 6台1500千瓦的风力发电机组,直接“T”接到两条10千伏配电网用户线路末端附近,6台风机可在两条配电网用户线路上实现任意数量的组合,运行过程中可根据配网线路的实际负荷情况来决定风场的出力分配,使风电场所产生的电能直接在10千伏配电网范围内进行消纳,实现10千伏配电网用户侧直供电,在提高配电网电能质量、降低配电网线路损耗的同时,有效降低了风电作为不稳定电源的调峰难度。