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九曲黄河,奔腾入海。高原黄土,滚滚而来。在黄河入海口三角洲地带——山东东营,一座清洁、高效、节能的世界级火电新标杆巍然矗立。
发电煤耗248.86克/千瓦时、供电煤耗258.72克/千瓦时、全厂热效率49.4%、厂用电率3.88%……近日,中国能建东北院设计的世界首台百万千瓦超超临界、二次再热、六缸六排汽燃煤发电机组——大唐东营电厂新建工程1号机组通过168小时试运行,系统运行平稳、指标参数优良,打造出大容量、高参数清洁环保型火力发电厂的新标杆。
东营电厂新建工程本期建设2台100万千瓦级超超临界燃煤发电机组,是《山东半岛蓝色经济区发展规划》和《黄河三角洲高效生态经济区发展规划》重点能源项目,也是山东电网“第一跨”东营黄河500千伏输变电工程重要电源支撑点。
据项目主管总工魏显安介绍,二次再热技术是现阶段提高百万千瓦超超临界机组效率的有效途径。但是,随着该技术近年来的加快速度进行发展,各项参数的提升空间已经很有限。如何再攀高峰,需要敢为人先的勇气和精益求精的努力。
东营电厂采用多项世界首次和国内首例的集成创新技术,实现了在同期百万千瓦火电机组中指标最优。“东北院项目设计团队从一次再热、四缸四排汽到二次再热、五缸四排汽,再到二次再热、六缸六排汽方案,经过反复科学研判,世界首创的六缸六排汽、百万等级超低背压、二次再热方案应运而生。”项目经理艾立双说。
其中,汽轮机是世界首次采用的单轴“六缸六排汽”型式,超长轴系59.627米,大大降低了机组运行的热能损失。锅炉采用国内先进的超超临界二次再热塔式炉,效率94.9%,大大降低了机组运行的热能损失,提高了机组效率。
数据直观体现了节煤效能:机组每提供度电仅需258.72克燃煤,比普通机组每年可节约标煤20万吨,相当于单台百万千瓦机组一个半月的“口粮”。
东营电厂新建工程同步建设脱硫、脱硝、除灰、除尘、污水处理等环保设施,二氧化硫、氮氧化物、烟尘排放浓度等指标均达到设计值,低于国家超低排放标准,实现了废水零排放,开创了更加节能、环保、高效的百万千瓦级二次再热燃煤发电机组的先河。
不仅如此,由于位于渤海之滨的盐碱滩涂上,如何利用紧邻海岸优势,在高效节水上深耕细作,是东北院项目团队从设计之初就在思考的问题。依托紧邻海岸的优势,东北院采用海水淡化解决方法供给、利用海水循环冷却技术、采用取水保证率高的“海域明渠+陆域明沟”的海水直流供排水设计的具体方案代替冷却塔,既节约了成本,又提高了水资源的综合利用效率,建成了东营市第一个海水淡化项目。
据测算,海水淡化系统每小时可生产淡水360立方米,每年节约淡水200余万吨,有效推进了黄河水资源集约节约利用。污废水、雨水回用系统,每年可节约用水4.8万吨,实现了废水“零排放”和水资源综合利用。
“节能环保”和“超低排放”两条技术创新路线,让东营电厂二氧化硫、氮氧化物和烟尘排放浓度分别为24.68毫克、30毫克、3.22毫克,均大幅低于国家规定的排放标准,为煤炭资源高效、低污染利用探索出了路径。
东营电厂采用了41项国内、世界首次应用的集成创新技术,在关键核心技术上实现了巨大的突破,在高效、节能、节水、节地和环保等方面效果显著。
全面深度的优化设计,大幅节约了工程投资。项目经理钱序说:“国内首次采用的高效热一次风调温装置,可大大降低系统损失,提高机组热效率,进而达到热效率最佳值,保证全厂热效率49.4%。”通过优化六大管道布置、合理选择管径、保温,降低管道压损,将管道效率优化至99.35%,降低发电煤耗0.76克/千瓦时。通过优化主机房钢结构设计,合计节约投资890万元;通过优化灰场设计,节约总投资1383万元;通过优化循环水泵房设计,节省混凝土量1700立方米、钢筋300吨,节约投资409万元;通过对全厂PHC桩及承台的优化,节省造价共计约1400万元。
该工程还采用翻车机入厂端布置,将翻车机布置在铁路专用线入厂端咽喉处,使翻车机室尽可能靠近厂区,缩短输煤栈桥长度,降低运行电耗的同时,节省投资约1200万元。新型无人值守矩形煤场可使堆、取作业一起进行,自动化程度高,煤场实现了无人值守作业。
今天,世界级火电新标杆大唐东营电厂以技术先进、指标领先打下了“世界首创”的深深印记。明天,这座百万机组,将在提升装备水平、优化电源结构、加快新旧动能转换、改善区域环境质量等方面发挥示范作用,为打造山东省高水平质量的发展和鲁北高端石化基地、建设富有活力的现代化湿地城市提供坚实的能源支撑。