[中國電力報]哈鍋二次再熱技術世界領先
來源：中國電力新聞網(wǎng)
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發(fā)布時間：2016-06-18
日前，由中國工程院院士、哈爾濱工業(yè)大學秦裕琨教授為組長的專家鑒定委員會對哈電集團哈爾濱鍋爐廠有限責任公司(簡稱“哈鍋”)“66萬千瓦超超臨界二次再熱鍋爐研制及應用”項目進行了成果鑒定，經(jīng)過認真嚴格評審，專家一致認為哈鍋“66萬千瓦超超臨界二次再熱鍋爐研制及應用”項目達到世界領先水平，標志著哈鍋自主研發(fā)的高參數(shù)二次再熱鍋爐獲得圓滿成功。
去年6月，哈鍋研制的中國首臺世界最高參數(shù)的66萬千瓦二次再熱超超臨界鍋爐在華能安源電廠順利投運，開啟了我國乃至世界火電機組高參數(shù)二次再熱新時代；今年6月，安源二次再熱鍋爐成功運行滿一年，鍋爐機組性能考核試驗報告揭曉，各項指標均優(yōu)于保證值。
安源二次再熱鍋爐性能考核成績優(yōu)異
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安源項目投運后，主汽壓力達到32.45兆帕，主蒸汽溫度605攝氏度，兩級再熱系統(tǒng)的熱力性能表現(xiàn)優(yōu)越，一次、二次再熱汽溫均達到623攝氏度高效運行參數(shù)，為我國乃至世界燃煤火電機組建設樹立了新的標桿。
近年來，隨著國家節(jié)能減排要求的不斷提高，火電行業(yè)對機組性能參數(shù)的要求也不斷提高，超超臨界二次再熱技術逐步成為行業(yè)熱門話題，是《國家能源技術“十二五”規(guī)劃》重點攻關技術，也是國家《2014－2020年煤電節(jié)能減排升級及改造行動計劃》推進示范技術。二次再熱發(fā)電技術代表了當今世界領先發(fā)電技術，比常規(guī)一次再熱機組效率提高約3%，二氧化碳減排約3.6%，具有高效率、低能耗、低排放等優(yōu)勢。
在安源項目之前，我國沒有二次再熱機組。哈鍋超前預判，在行業(yè)內率先啟動了二次再熱技術研發(fā)工作，并在安源項目上成功實踐。平穩(wěn)運行一年后，安源二次再熱機組性能考核試驗傳來了令人振奮的成績單：1號、2號機組鍋爐效率分別為94.61%、94.34%，均高于保證值93.8%，機組供電煤耗比常規(guī)一次再熱超超臨界機組低約20克/千瓦時；NOx排放分別為219毫克/立方米、216.5毫克/立方米，均低于保證值。1號、2號機組鍋爐效率相對于保證值分別提高了0.81%及0.54%，標志著兩臺機組供電煤耗比保證值再降低了2.64克/千瓦時、1.77克/千瓦時，按照年運行6000小時計算，兩臺機組每年可再節(jié)約標準煤1.75萬噸，二氧化碳再減排3.14萬噸，二氧化硫再減排211.6噸，NOx再減排37.7噸，整體機組的節(jié)能減排效果更加突出，創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟效益和社會效益。同時，機組不但實現(xiàn)了在高負荷再熱汽溫達到623攝氏度運行，而且在50%BMCR下再熱蒸汽溫度也能達到623/623攝氏度運行，有力地保證了機組在低負荷下的運行經(jīng)濟性。
在安源項目中，哈鍋自主研發(fā)出鍋爐核心性能計算程序、蒸汽溫度控制、工質側和煙氣側偏差控制、再熱蒸汽溫度623攝氏度下的受壓元件結構設計、超低NOx燃 燒系統(tǒng)、爐內受熱面吸熱特性匹配及運行控制等關鍵技術，在二次再熱鍋爐上首次采用煙氣再循環(huán)、擺動燃燒器、尾部煙氣擋板相結合的再熱蒸汽溫度調節(jié)系統(tǒng)，有效保證了50%～100%額定出力下兩級再熱蒸汽溫度達到額定參數(shù)。安源項目成功投運，在火電市場上起到了積極的示范和帶動作用，也標志著哈鍋設計制造能力達到了世界領先水平。
光榮的背后，有著哈鍋人執(zhí)著的努力與付出。為了保證安源項目高質量推進，哈鍋成立了由公司相關領導組成的項目領導小組，并組建了以副總工程師為組長的二次再熱技術服務團隊，從安源項目設計開始，一直到機組性能考核結束，為項目的建設及移交提供源源不斷的技術支持，體現(xiàn)了哈鍋服務用戶的誠意和能力。在安源項目建設之初，哈鍋技術服務團隊便針對工程中的設計創(chuàng)新點、工作難點與研發(fā)設計人員深入交流、探討，并且及時準確地編寫完成鍋爐運行說明書；試運期間便進駐現(xiàn)場，主動與電廠相關專業(yè)人員進行交流，并組織運行技術交底。在機組啟動前，他們對鍋爐關鍵的煙溫、壁溫、汽溫、流量等重要測點進行現(xiàn)場抽查，保證試運階段數(shù)據(jù)的準確和可靠，并積極參與吹管、冷態(tài)試驗，將可能出現(xiàn)的問題一一確認、解決，確保了熱態(tài)啟動階段的順利進行；在機組試運期間，他們在現(xiàn)場加班加點、輪班職守，針對各類工況進行嘗試，自主摸索出新型鍋爐的運行規(guī)律；在后期的燃燒調整過程中，他們完成了大量精細化調整和測試工作，全力以赴保證電廠鍋爐機組優(yōu)質高效運行，確保了鍋爐性能考核成績優(yōu)異。在施工現(xiàn)場，哈鍋技術服務團隊全程統(tǒng)一著裝，嚴格穿戴工作服、自帶安全帽，藍色的工作服、藍色的安全帽，藍色的技術團隊、藍色的哈鍋形象，成為一道獨具特色的靚麗風景。
萊蕪百萬二次再熱鍋爐再創(chuàng)世界之最
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哈鍋的二次再熱技術走在了世界前列，在全國招標的10余個二次再熱項目中，哈鍋拿到了一半訂單，占據(jù)市場半壁江山，引領行業(yè)發(fā)展。
繼國內首臺二次再熱安源機組投運后，哈鍋研制的更高參數(shù)華能萊蕪電廠100萬千瓦二次再熱超超臨界塔式鍋爐也于去年12月順利通過168小時試運行，是目前世界最高參數(shù)、環(huán)保指標最優(yōu)的百萬二次再熱鍋爐，主蒸汽壓力為32.9兆帕，主蒸汽溫度605攝氏度，一次、二次再熱汽溫均達到623攝氏度，設計發(fā)電煤耗為256.16克/千瓦時，是目前中國乃至世界唯一達到623攝氏度運行參數(shù)的百萬千瓦二次再熱鍋爐，刷新了二次再熱鍋爐蒸汽參數(shù)和機組效率世界紀錄。隨著萊蕪電廠百萬機組的順利投產(chǎn)和參數(shù)創(chuàng)優(yōu)，標志哈鍋二次再熱發(fā)電技術水平達到了新的高度，再創(chuàng)世界之最。
該工程同樣采用了煙氣再循環(huán)系統(tǒng)，能夠靈活調節(jié)再熱氣溫，保證再熱氣溫負荷范圍大，適合調峰運行需要，使機組在低負荷運行時也有優(yōu)異經(jīng)濟性；采用全爐膛數(shù)值模擬計算，精確分析燃燒系統(tǒng)及爐內 煙氣流場，結合煙氣再循環(huán)運行方式，實現(xiàn)高效低氮燃燒，機組更加高效節(jié)能環(huán)保。該鍋爐創(chuàng)造了“水壓試驗壓力最高、從水壓試驗到機組點火吹管用時最短、從并網(wǎng)發(fā)電到完成168小時試運用時最短”等多項紀錄，機組運行穩(wěn)定，樹立了世界火電設備制造史上新的豐碑。
萊蕪百萬二次再熱1號機組投運后，哈鍋組織調試和研發(fā)團隊對鍋爐進行燃燒優(yōu)化調整和數(shù)據(jù)分析，并根據(jù)分析結果對鍋爐高溫受熱面進行優(yōu)化，取得了令人滿意的效果，鍋爐效率超過95%，NOx排放濃度低于180毫克/立方米，達到了國家環(huán)保指標的最高水平。日前，萊蕪2號鍋爐也順利一次通過水壓試驗，預計9月底投運。
安源和萊蕪二次再熱機組運行效果優(yōu)異，實現(xiàn)了煤炭的清潔高效利用，標志著哈鍋自主研發(fā)的二次再熱技術完全成熟，優(yōu)勢更加明顯。哈鍋憑借該項領先技術在二次再熱市場搶得先機。
鍋爐提效改造業(yè)績一流
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根據(jù)要求，2020年前燃煤電廠必須全面實施超低排放和節(jié)能改造。哈鍋在開發(fā)二次再熱等更高參數(shù)節(jié)能環(huán)保產(chǎn)品的同時，加大現(xiàn)役機組改造新技術研發(fā)力度，幫助電廠實現(xiàn)節(jié)能減排目標。
由哈鍋承制的華潤電力（常熟）有限公司3臺65萬千瓦超臨界機組鍋爐整體綜合提效改造工程，2號機組于今年2月19日實現(xiàn)65萬千瓦滿負荷運行，各項指標全面達標，成效顯著，標志著我國首臺提效改造機組獲得圓滿成功。本次提效改造，鍋爐主蒸汽溫度由543攝氏度提高至571攝氏度，鍋爐提效后總輸入熱量增加1.7%，一次汽系統(tǒng)吸收熱量增加3.6%，二次汽系統(tǒng)吸收熱量減少5.5%，降低發(fā)電標準煤耗2.1克/千瓦時；實現(xiàn)全負荷脫硝投運，NOx排放濃度小于50毫克/立方米；機組的供電煤耗低于300克/千瓦時，達到了國家環(huán)保要求，并有效降低了運行成本。
超臨界W火焰鍋爐改造成為行業(yè)典范。去年，哈鍋運用自主技術成功改造貴州華電塘寨電廠兩臺60萬千瓦超臨界W火焰鍋爐，機組性能指標全面達標，得到國資委和用戶的高度評價。鍋爐改造采用高效濃淡分級燃燒和風包粉相結合的高效低氮氧化物燃燒系統(tǒng)，增加水冷壁中間混合系統(tǒng)，實現(xiàn)了水冷壁壁溫分布均勻，且在升降負荷及啟停磨過程中波動小，鍋爐運行穩(wěn)定，經(jīng)濟和排放指標達到預期，標志著哈鍋超臨界W火焰鍋爐燃燒技術研發(fā)成功。
2012年哈鍋投資2億元建設了燃燒試驗中心，目前已成為國內第一家也是唯一一家電站鍋爐企業(yè)國家重點實驗室，擁有目前世界上熱容量最大、系統(tǒng)最完善、控制最先進、最接近工程實際的清潔高效燃燒試驗平臺，為哈鍋高效環(huán)?！? 新產(chǎn)品開發(fā)提供了準確的第一手數(shù)據(jù)。
借助該平臺，哈鍋在新疆準東煤結焦特性研究上取得重大突破，實現(xiàn)了在新疆特變電工兩臺35萬千瓦超臨界鍋爐上燃燒90%以上準東煤且連續(xù)安全可靠運行三年以上的優(yōu)異成績，達到國際領先水平；自主研發(fā)的最新型旋流燃燒器，成功應用于烏沙山電廠改造，在降低污染物排放、提高鍋爐熱效率等方面效果顯著，NOx排放濃度小于180毫克/立方米，達到國內領先水平。
哈鍋超凈排放技術為電廠實現(xiàn)“近零排放”奠定堅實基礎，在2015年全國火電30萬千瓦級和60萬千瓦級以上機組競賽中，哈鍋產(chǎn)品領跑榜單，獲得了用戶和業(yè)內的高度評價。30萬千瓦級機組107臺優(yōu)勝機組中國產(chǎn)機組94臺，選用哈鍋產(chǎn)品的機組37臺，占39.4%；60萬千瓦級以上機組共評選出95臺優(yōu)勝機組，其中使用了哈鍋設備的機組34臺，占35.8%。
另外，在國家3個煤電節(jié)能減排示范電站中有兩個采用了哈鍋產(chǎn)品，其中浙能嘉華電廠兩臺百萬機組鍋爐為哈鍋供貨，神華三河電廠33萬千瓦進口鍋爐改造使用了哈鍋最新型的MPM燃燒器，這些機組排放和煤耗指標均優(yōu)于最新出臺的國家節(jié)能減排指標。
哈鍋在二次再熱超超臨界鍋爐、準東煤燃燒、電廠提效改造等領域不斷取得新突破，積累了豐富的設計、制造、運行和服務經(jīng)驗，新技術新產(chǎn)品處于行業(yè)最高水平，為我國煤電高效潔凈發(fā)展做出了突出貢獻。
（原文刊登在2016年6月16日《中國電力報》， 作者：中國電力報記者 于海江 通訊員 邱慧玲）