解密创新高效绿色的布连电站

创新高效绿色的布连电站布连电厂2016年12月布连电厂一期2×660MW超超临界燃煤空冷机组汇报内容一、电站建设背景与目标二、技术创新和设计优化的实施和应用情况三、工程采取的主要措施四、取得成果五、布连工程的意义Contents项目及公司概况Part1建设背景为充分利用蒙西地区丰富的煤炭资源，促进区域经济协调发展，2004年，中国国电集团公司、河北省人民政府与内蒙古自治区人民政府签订了“合作开发煤电项目框架协议”，规划在内蒙古鄂尔多斯市伊金霍洛旗和准格尔旗建设布连－察哈素、长滩－刘三圪旦两个煤电一体化项目。其中一期工程建设布连电厂2×660MW超超临界燃煤空冷机组和察哈素年产1000万吨煤矿。项目于2009年3月取得国家发改委路条，2010年7月30日获得国家发改委核准，电厂严格按照中国国电集团公司“绿色电站”示范工程的要求，高标准开工建设。在基建期同步推行NOSA综合五星管理和三标体系认证，经过30+5个月的建设工期，1、2号机组分别于2013年1月31日和6月27日通过168小时试运行，并成功实现了FCB功能。建设背景目前两台机组运行稳定、安全可靠，各项技术经济指标和环保性能指标均达到或超过了设计值,是内蒙古自治区目前单机容量最大、参数最高的火力发电厂，也是国内首家及世界最大的主要辅机采用单系列布置的火力发电厂，在节能、高效、经济、环保指标方面创造了多项世界第一。布连电厂按照集约高效的能源基地模式开发建设，现有正式员工182人，平均年龄29岁，人均劳动生产率处于行业最高水平，符合我国能源政策方向。建设背景按照国电集团公司高标准开工、高水平投产的精细化管理要求，本工程在开工伊始，就确定了——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的工程建设总目标，各参建单位围绕此目标开展工作，目标管理效果显著。建设目标技术创新和设计优化的实施和应用情况Part2布连电厂一期2×660MW超超临界燃煤空冷发电机组最初是完全按照常规火电机组进行初步设计的，并于2008年11月通过了电规总院组织的初设审查。2008年12月，国电电力发展股份有限公司以国电股总[2008]479号文件要求布连电厂全面开展技术创新和设计优化，旨在提高机组效率、减少电厂排放、降低工程造价，建设更高效、更环保、更节能的现代化“绿色电站”示范工程。优化创新优化创新（一）新技术新设备的研究开发及应用1.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。典型双列式布连单列式锅炉辅机优化创新一次风机：型号为ANT-2000/1000C，轴功率为3278kW（TB工况）；送风机：型号为ANN-3392/1600C，轴功率为2600kW（TB工况）；引风机：型号为ANN-4240/2000B，轴功率为7514kW（TB工况）；增压风机：型号为ANN-4360/2000B，轴功率为4321.8；空气预热器：转子直径为20850mm，总重量为1280.3吨,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。优化创新2.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。典型2×50%布连1×100%汽机辅机优化创新前置泵：型号为HZB352-760，设计流量为2590t/h，出水最大压力可达3.52MPa(a)；主给水泵：型号为HPT400-450-5s，单泵最大流量为2500t/h，出水最大压力可达39.24MPa(a)。给水泵汽轮机：采用杭汽研制的目前国内单机容量最大的单缸双分流外切换小汽轮机，型号为WK63/80，最大连续功率为32MW。优化创新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）。4.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，取消过热器安全阀、水冷壁节流圈及炉水循环泵的设计。5.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。优化创新优化创新6.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。.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）。优化创新（二）提高机组效率1.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。2.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。3.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℃。4.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℃。优化创新5.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。优化创新6.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。优化创新7.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电动机；全厂变压器均选用高效节能型变压器。优化创新锅炉辅机采用单列式配置后，取消了联络风道和烟风系统的大部分挡板，大大简化了烟风系统，从本质上减少了故障点、消除了泄漏源，同时通过采用大口径圆形烟风道、锅炉至尾部烟道紧凑型布置等措施，烟风系统阻力明显降低。三电站特色[1.全厂设备无泄漏]干式除渣机安装过程阶段监理和工程专业人全过程跟进，严格执行精细化管理，认真落实洁净化安装，扩大锅炉受热面、烟风道、输灰系统焊口的检验范围，确保安装质量达到优良水平；在机组调试期间成立专门的查漏小组，制定防泄漏方案，分系统，分区域对设备进行检查，投入生产后一直坚持沿用上述方式，将机组泄漏做为重大缺陷对待。通过这一些列的努力，布连电厂机房内环境良好，完全做到系统无泄漏。电厂和煤矿输煤和存煤设施全部封闭，无粉尘污染。电站特色电站特色在本工程设计及设备招标及选型阶段，采用效能优越、噪音低、安全经济的设备，并明确所选用设备噪音低于标准所要求的85dB，如在炉侧（含脱硫）的风机均采用轴流动叶可调式风机、磨煤机采HP型中速碗式磨；[2.工业噪声控制效果显著]磨煤机区域在安装阶段，紧紧依靠监理，专业全程跟进，实行精细化管理和洁净化施工，使得所有辅机的安装均高于《验评》中所规定的标准，同时大量使用降噪技术，如在磨煤机本体增加隔音层，风机外护与筒体之间的间隙进行特殊处理，增加了风机外护的吸音效果等，经一系列以上措施的采用，目前设备运行工业噪声测试远低同类电厂的水平，尤其是磨煤机区域，工业噪声控制效果显著。电站特色电站特色与电厂配套的察哈素煤矿设有3个28000吨原煤仓，2个28000吨末煤仓，1个25000吨块煤仓，贮煤能力合计达165000吨，可满足6×60万千瓦机组5天的储煤要求。电厂利用煤矿的贮煤设施，不再另建煤场。煤矿提供的末煤和煤泥粒度均小于25毫米，而锅炉制粉系统要求原煤粒度小于30毫米。经过选煤后，产生的末煤粒径完全满足锅炉制粉系统要求。仅此—项，就可减少工程投资约770万元。[3.电厂与煤矿共用贮煤设施]电站特色优化后的煤矿工业广场布置方案为：煤矿与电厂接口调整至正对电厂主厂房煤仓间，同时取消了“老虎头”转运站，减少了转运站的个数和缩短了输煤栈桥的长度。相对于原方案，输煤栈桥缩短180米，转运站个数减少2个，节省工程投资约1300万元。电站特色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。主厂房布置遵循煤电一体化设计要求及布置特点，和输煤系统整体优化，最前煤仓形式、紧凑式四列式布置。汽机房运转层平台仅布置汽轮发电机组和低压旁路阀站，100%同轴驱动汽动给水泵组布置于汽机房中间层B列柱与汽轮发电机基础靠近发电机侧，虽压缩汽机房跨度至27m，但运转层视野开阔，检修空间充足。[4.电厂设计布置有序]电站特色采用ＰＤＭＳ三维设计，机务管道布置整齐、协调、美观，汽机房零米、6.9米层、14.5米层、锅炉房0米层、17.5米层各主通道均非常宽敞明亮，设备布置一览无余。除氧间BC列零米层只布置闭冷水换热器和闭冷水泵，锅炉一次风机、引风机、送风机、空预器等辅机单列配置，烟风系统大幅简化，减少了大型风门和联络烟风道和设备的数量，锅炉房零米检修场地开阔，风机等大型设备维护检修便捷。灯光效果与建筑协调统一，采用高效率的敞开式荧光灯和高强气体放电灯具，使得主厂房内更显明亮。电站特色取消锅炉燃油系统，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；石子煤采用履带式自动输送技术；优化全厂设备和管道保温；[5.采用多项节能环保技术]电站特色同步设计建设脱硫脱硝设施；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。利用光缆通讯技术，控制系统分散布置、集中控制，外围辅控设备实现无人值守；电厂和煤矿共用一套水源系统，从东胜区污水处理厂处理后的中水经76公里管线输送到现场，深度处理后用于电厂和煤矿的生产；超超临界空冷机组首次采用经深度处理后的城市中水；[6.煤电一体资源共享]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；煤矿设有110kV变电站，可通过110kV联络线路实现电厂、煤矿相互供电，且电厂厂用系统和煤矿主电源均为10kV电压等级，煤电一体化项目各电压等级均设有安全、可靠的备用电源；电厂可满足机组、煤矿生产及生活、办公的采暖供热需要；煤电一体化项目的煤、电、水、汽资源统筹配置，是国内真正意义上的煤电一体化项目。电站特色电站建设采取的主要措施Part3布连电厂技术创新和设计优化最大的风险主要是重要辅机采用单系列设计和布置，因此，在前期策划、工程设计、设备制造、安装施工、调试试运及生产管理整个过程中进行了认真的风险分析和预控，严格按照中国国电集团公司绿色火电厂建设指导意见、六个精细化施工安装指导意见和一个精细化调试指导意见，全面推行精细化管理，强化过程质量控制，在基建期同步推行NOSA综合五星安健环管理和三标管理体系认证（已取得证书），并坚持持续改进。管理措施布连电厂及配套察哈素煤矿煤电一体化项目股东方在前期规划、总体布局、技术路线、经济指标、管理模式等方面均站在世界前沿的高度进行了顶层设计和规划，要求建成国内、国际最先进的煤电一体化示范项目。管理措施（一）注重“顶层设计”按照股东方的“顶层设计”，项目公司坚定信心，毫不动