江蘇國電泰州“二次再熱”示范工程

./國家優(yōu)質工程國電"二次再熱"示工程中國國電集團公司工程概況>>工程背景國電"二次再熱"示工程,建設世界首臺1000MW超超臨界二次再熱燃煤發(fā)電機組,是國家能源局示項目和國家科技部"十二五"科技支撐計劃項目。項目圍繞"二次再熱"核心技術,以機組發(fā)電效率、供電煤耗、環(huán)保指標達到國際領先水平為目標,利用現(xiàn)有的高溫材料,在機組參數(shù)和系統(tǒng)優(yōu)化等方面進行突破,攻克設計、制造、安裝、控制和調試等五大類15項自主創(chuàng)新的研發(fā)難題,設計研發(fā)具有我國自主知識產(chǎn)權的1000MW超超臨界二次再熱發(fā)電技術。>>建設規(guī)模工程位于省市高港區(qū)永安洲鎮(zhèn),距市中心約29km。工程建設兩臺1000MW超超臨界二次再熱燃煤機組,同步安裝單塔雙循環(huán)煙氣脫硫、SCR脫硝裝置及濕式電除塵。工程全景>>主要設備兩臺機組三大主機由電氣〔電站集團研制。鍋爐采用鍋爐廠研制的超超臨界參數(shù)變壓運行、螺旋管圈直流爐、單爐膛塔式布置、二次再熱、四角切圓燃燒方式,擺動噴嘴調溫、全鋼架懸吊結構、露天布置、采用機械刮板撈渣機固態(tài)排渣的鍋爐,鍋爐型號SG-2710/33.03-M7050；汽輪機采用汽輪機廠研制的超超臨界參數(shù)、二次中間再熱、單背壓、五缸四排氣抽汽凝汽式、帶二級外置式蒸汽冷卻器的十級回熱抽汽汽輪機,主蒸汽進口額定參數(shù)：31MPa<a>,600℃；一次和二次再熱蒸汽進口610℃；發(fā)電機采用電氣集團股份研制的水氫氫冷、無刷勵磁發(fā)電機?？刂葡到y(tǒng)由國電智深控制技術研發(fā)。世界首臺百萬千瓦超超臨界"二次再熱"燃煤機組>>參建單位設計單位1家：中國電力工程顧問集團華東電力；施工單位3家：中國能源建設集團省電力建設第三工程,中國能源建設集團省電力建設第一工程,國電龍源環(huán)保工程；監(jiān)理1家：省興源電力建設監(jiān)理；調試單位1家：方天電力技術；主要設備廠家217家。>>工程投資批準概算88.14億元,竣工決算79.17億元。>>建設時間20XX6月28日開工,兩臺機組分別于2015年9月25日和2016年1月13日建成投運。建設管理>>工程建設總目標精細化管理,全過程控制,創(chuàng)建國家優(yōu)質工程金獎；凝聚各方力量,加強科技創(chuàng)新,建成國家科技示工程；高標準達標投產(chǎn),長周期安全運行,主要技術經(jīng)濟指標達到或優(yōu)于設計值,實現(xiàn)"168轉商運后安全穩(wěn)定運行、環(huán)保達標排放、達到預期效益和三年達到一流運營機組標準"的"3+1"目標。>>質量控制目標安全零事故、質量零缺陷、工藝零差錯。>>質量追求終極目標獲得"國家優(yōu)質工程金質獎"。>>建設管理措施秉承"追求卓越、鑄就經(jīng)典"的理念,結合二次再熱示工程特點難點,創(chuàng)新開展工程管理工作。1．精準施策,防新技術示風險。〔1業(yè)主牽頭,開展設計論證和方案評審。重大方案組織第三方專家評審,對二次再熱總體技術方案、軸系穩(wěn)定性、啟動系統(tǒng)等重大和關鍵技術進行外部專家評審,確保技術風險降到最低?！?系統(tǒng)開展"回顧性"評審。在首臺機組安裝后期,專題組織主機廠和,重新對設計、制造、安裝過程進行回顧性評審,進一步優(yōu)化方案,確保各項新技術應用風險降到最低?！?首創(chuàng)"監(jiān)裝制",防止安裝與制造設計不符的風險。首次實現(xiàn)了主要設備廠家專業(yè)人員對現(xiàn)場安裝全過程質量監(jiān)督,確保設備安裝達到設計制造廠家的要求?！?提前預控制造風險。業(yè)主單位深度介入新設備的研制過程,參與論證和審核技術標準適用性、設備制造過程及出廠前質量檢驗方式和標準。針對主設備和主要輔助設備制造過程中出現(xiàn)的技術問題,主動介入處理方案的編制與評審,必要時組織外審,利用國知名專家的技術力量,提前進行有效的制造風險控制。2．秉承"追求卓越"理念,做好創(chuàng)優(yōu)頂層設計。依托中電建協(xié)開展創(chuàng)優(yōu)過程咨詢,高起點、高標準開展各項工作。通過對咨詢發(fā)現(xiàn)問題的整改,不斷提升現(xiàn)場的工藝質量,持續(xù)提高全員對工程創(chuàng)優(yōu)的能力和信心。3.深化精細化管理,鑄就"精品工程"。〔1全面落實潔凈化施工?，F(xiàn)場施工通過潔凈化管理控制流程貫穿始末,從材料入場到安裝結束均通過W點、H點、旁站等手段加以控制。全面推行現(xiàn)場管道工廠化制作,安裝現(xiàn)場不允許進行切割配管,所有管道均在后場管道組合場完成下料坡口、焊接組合、噴砂防腐等工序,制作完成封閉后運至現(xiàn)場直接安裝。大口徑管道實行一口一卡,管屏及小口徑管道實行一組一卡,使全程潔凈化始終處于受控狀態(tài)?！?質量控制關口前移,強化設備制造質量的控制。收集相關工程基建和運行過程中發(fā)生的重大設備問題,在常規(guī)出廠檢驗的基礎上,加大和擴大了出廠質量檢驗的力度和項目容?！?強化施工過程控制。在一般過程管控基礎上,特別重視了土建交付安裝、安裝交付調試的工序交接水平；加強了對關鍵施工工序的旁站監(jiān)督；在清水砼、砌筑、電纜敷設、接線、保溫、小口徑管道等工藝做到了樣板引路、工藝精良；編制"成品、半成品及設備保護實施細則",嚴格落實成品保護要求?！?高度重視金屬監(jiān)督工作,確保焊接質量。引進專業(yè)第三方技術服務,進行技術指導和監(jiān)督檢查,對高合金材料、六大管道以及焊接、探傷、熱處理等現(xiàn)場加強管理,加大檢驗比例,保證焊接質量,本工程189429道焊口至今無一滲漏?！?開展精細化調試。業(yè)主單位針對二次再熱機組特殊性,多次組織設備廠家、、安裝單位參與細化論證調試方案；在單體調試、分系統(tǒng)調試以及整組啟動過程中,嚴格執(zhí)行了調試管理制度和方案,順利解決了二次再熱機組啟動難題,成功實現(xiàn)了機組從點火到并網(wǎng)的全過程自動控制的一鍵啟?！睞PS>?！?持續(xù)做好運行優(yōu)化,全面達到各項性能指標。持續(xù)進行制粉系統(tǒng)優(yōu)化、燃燒優(yōu)化調整試驗,先后組織生產(chǎn)人員專題攻關,優(yōu)化解決再熱汽溫偏低問題,通過沖轉參數(shù)優(yōu)化解決了二次再熱汽輪機啟動時較長時間空載的難題?！?發(fā)揮國電公司整體資源優(yōu)勢。組成公司專家組,長駐現(xiàn)場,全過程參與質檢和調試及方案討論,及時發(fā)現(xiàn)安裝和調試中的問題,指導和督促問題整改與閉環(huán)。>>建設管理成效1.示機組投產(chǎn)后各項經(jīng)濟技術指標均優(yōu)于設計值,處于世界領先水平。2.兩臺機組的環(huán)保排放指標遠優(yōu)于國家最新超低排放要求,處于國際先進水平。3.機組投產(chǎn)后始終保持連續(xù)安全可靠穩(wěn)定運行,分別實現(xiàn)連續(xù)運行363天和215天,創(chuàng)國同類型投產(chǎn)機組最高記錄。4.管道安裝過程,通過實施精細化管理、潔凈化安裝措施,僅用30余次完成了鍋爐點火吹管工作,吹管次數(shù)遠少于國其他同負荷機組,處于國領先水平。5.從首次并網(wǎng)到1000MW滿負荷出力僅僅用不到4天時間；汽水品質自并網(wǎng)后不到24小時便達到運行機組標準,且在此過程中沒有進行一次濾網(wǎng)清理；并網(wǎng)后直至168小時試運完成未發(fā)生MFT。6.兩臺機組均實現(xiàn)了"鍋爐水壓、汽機扣蓋、廠用電受電、點火沖管、汽機沖轉、機組并網(wǎng)及168小時滿負荷試運行"七個一次成功。保護、自動投入率100%,保護動作正確率100%。7.機組成功實現(xiàn)了APS一鍵啟動。8.工程被國家能源局授予電力安全生產(chǎn)標準化"一級工程建設項目"。工程質量>>建筑及安裝單位工程180項,一次驗收合格率100%。兩臺機組受檢焊口189429道,無損檢驗一次合格率達99.65%；>>主廠房區(qū)域樁基4743根,Ⅰ類樁99%,無Ⅲ類及以上樁；>>主體建筑物最大累計沉降量、差異沉降及速率符合設計要求和規(guī)規(guī)定,沉降已經(jīng)穩(wěn)定；>>土建工藝水平良好,尤其是汽輪發(fā)電機基礎框架清水混凝土觀感好、工藝質量優(yōu)良,埋件與混凝土表面平整,柱梁包角埋件順直、齊平。>>工程建筑結構工藝優(yōu)良,觀感質量好。主廠房彩鋼板圍護結構施工拼縫嚴密、色澤協(xié)調；運轉層地面平整,集中控制樓吊頂設計新穎；干煤棚網(wǎng)架節(jié)點連接緊密,施工工藝規(guī)、質量上乘。>>循泵房沉井工藝創(chuàng)造了長江沿岸軟土地區(qū)沉井施工最高水平。下沉過程中,采用標高和定位控制相結合,確保了四角間最大高差僅為5mm,軸線偏差1-2mm,低于規(guī)允許值的2%〔水平位移不大于170mm,垂直標高偏差不大于300mm。>>驗收評價工程質量評價為高質量等級優(yōu)良工程?？萍紕?chuàng)新>>科研攻關結合國家"十二五"科技支撐計劃項目和二次再熱示項目特點,工程開展了五大類15項自主創(chuàng)新及項目研發(fā)。>>世界首次在國際上首次提出百萬千瓦級二次再熱燃煤機組的總體設計方案,填補了國二次再熱電站設計空白。機組發(fā)電效率47.71%,處于世界最高水平。>>世界首臺自主研發(fā)世界首臺二次再熱塔型鍋爐,成功解決了受熱面匹配和一、二次再熱汽溫調節(jié)的難題。>>世界首臺自主研發(fā)世界首臺二次再熱1000MW單軸五缸四排汽汽輪機,國首次提出并采用了二次再熱汽輪發(fā)電機組彈簧隔振技術,攻克了汽輪發(fā)電機組54.2米長軸系的穩(wěn)定性難題；開發(fā)了適應620℃的轉子和汽缸新材料。>>自主創(chuàng)新發(fā)明了"四級高壓加熱器、五級低壓加熱器、一級除氧器和兩級外置式蒸汽冷卻器"的二次再熱汽輪機十級回熱系統(tǒng),相比一次再熱八級回熱系統(tǒng),提高機組熱效率1.8%。>>自主創(chuàng)新提出了三層缸結構的中壓缸和旋轉對稱性更好的超高壓缸,優(yōu)化了汽缸的溫度與壓力的梯度分配,解決了二次再熱機組中壓缸進汽區(qū)域中分面密封的難題,適應了主汽壓力提高至31MPa,提高了二次再熱機組的循環(huán)效率。>>自主創(chuàng)新研制了二次再熱機組的超高壓主汽門以及中壓再熱閥門,滿足了31MPa主汽壓力、620℃再熱溫度以及在百萬一次再熱機組基礎上增大40%中壓進汽容積流量的需求。>>自主創(chuàng)新發(fā)明了針對二次再熱塔式鍋爐的包括雙煙道和一、二次再熱受熱面并列以及高溫再熱器冷段前置在的三種新型布置型式,提升了對一、二次再熱汽溫的調節(jié)能力,減少了再熱汽溫波動的圍,滿足了610℃一、二次再熱溫度的需求。>>自主創(chuàng)新提出了以擺動燃燒器同步調節(jié)一、二次再熱汽溫,以煙氣擋板調節(jié)一、二次再熱汽溫間平衡的再熱器調溫策略,簡化了鍋爐再熱汽溫的控制邏輯。>>自主創(chuàng)新提出了針對塔式鍋爐的桁架式結構形式,提高了塔式鍋爐鋼結構大構件與鍋爐本體布置的適應性,減小了鋼結構占地面積和單構件重量,增加了運行維護空間。>>自主創(chuàng)新提出了引進微分前饋的改進型史密斯預估器〔SIMITH的一次再熱汽溫和二次再熱汽溫的協(xié)同控制策略,開發(fā)了相應的汽溫控制組態(tài)軟件,解決了機組汽溫控制的大慣性及交叉耦合難題。>>自主創(chuàng)新提出涵蓋鍋爐自動熱態(tài)沖洗控制策略的七種運行方式的三級旁路全程自動控制策略,發(fā)明了二次再熱機組高、中、低壓三級串聯(lián)旁路自動控制系統(tǒng),滿足了機組啟動、停機的控制和保護要求。>>自主創(chuàng)新研發(fā)了二次再熱機組DCS控制系統(tǒng)、三級串聯(lián)旁路自動控制和APS一鍵啟停技術,成功實現(xiàn)了機組啟停的全程自動控制。>>自主創(chuàng)新首次提出了熱力系統(tǒng)全方位化學清洗方式,擴大系統(tǒng)清洗圍,不留清洗死角,采用先進的清洗工藝,減少清洗藥劑在系統(tǒng)中的殘留,提高了整套啟動階段的汽水品質。>>自主創(chuàng)新打破二次再熱機組兩段法沖管的壁壘,設計了主蒸汽和一次再熱、二次再熱系統(tǒng)三級串聯(lián)沖管方案,采取降壓與穩(wěn)壓相結合的沖管工藝,選取高效的沖管參數(shù),時間效益及經(jīng)濟效益非?？捎^。>>自主創(chuàng)新提出了二次再熱汽輪機三缸啟動關鍵技術要點,優(yōu)化了啟動參數(shù),解決了二次再熱汽輪機軸封系列問題,確保了二次再熱汽輪機順利啟動并網(wǎng)帶滿負荷。>>驗收評價1.通過了中國電力建設企業(yè)協(xié)會"新技術應用示工程"驗收；2.通過了科技部科技支撐計劃項目驗收；3.科技創(chuàng)新成果經(jīng)中國電機工程學會鑒定為國際領先水平；4.項目入選國家"十二五"科技成就展和阿斯塔納世博會。節(jié)能環(huán)保工程采用先進的二次再熱創(chuàng)新技術、綜合提效及環(huán)保技術〔環(huán)保投資比例達22.5%,節(jié)能減排效果顯著。>>按設計5500利用小時,與國常規(guī)百萬機組相比,兩臺機組年節(jié)約標煤20.6萬噸,年減排二氧化碳57.6萬噸。>>通過等煤量替代工作,共計關停地區(qū)燃煤鍋爐1088臺,提高本地區(qū)節(jié)能減排水平。其中關停地區(qū)集中供熱鍋爐5臺,削減散煤消耗量折標煤40.3萬噸/年；關停其它燃煤小鍋爐1083臺,削減散煤消耗量折標煤120.4萬噸/年。>>通過采用高壓變頻調速、前置泵與給水泵同軸驅動、電除塵器高頻電源等一系列節(jié)能技術,機組發(fā)電廠用電率達到3.7%。>>通過采用寬負荷SCR脫硝技術、高效單塔雙循環(huán)脫硫工藝、六電場靜電除塵器、濕式靜電除塵器等技術,實現(xiàn)了環(huán)保排放指標優(yōu)于國家超低排放要求。核查在線值:〔1煙塵排放濃度：2.3mg/m3、2.2mg/m3；〔2二氧化硫排放濃度：17.7mg/m3、21.5mg/m3；〔3氮氧化物排放濃度：23.5mg/m3、25.5mg/m3>>灰、渣、石膏等100%綜合利用。>>廢水實現(xiàn)零排放。>>驗收評價1.通過中國電力建設企業(yè)協(xié)會"綠色施工示工程"驗收。2.通過省環(huán)保廳環(huán)保專項驗收。3.被國家能源局授予"國家煤電節(jié)能減排示電站"。4.被中國建筑業(yè)協(xié)會授予"第四批全國建筑業(yè)綠色施工示工程"。性能指標2015年11月和2016年4月分別完成了兩臺機組性能試驗,各項參數(shù)均優(yōu)于設計值,指標優(yōu)良。兩臺鍋爐效率分別為94.78%和95.12%,優(yōu)于設計值94.65%；兩臺汽輪機考核熱耗率分別為7064.87kJ/KW·h和7069.35kJ/KW·h,優(yōu)于設計值7070kJ/KW·h；廠用電率分別為3.625%、3.615%,優(yōu)于設計值3.7%；供電煤耗分別為：266.57g/kW·h、265.75g/kW·h,處于世界領先水平。各項環(huán)保指標優(yōu)于國家最新超低排放要求。兩臺機組脫硫效率99.2%/99%,高于設計值98.6%；脫硝效率86.4%/88.7%,高于設計值80%。核查在線值:〔1煙塵排放濃度：2.3mg/m3、2.2mg/m3；〔2二氧化硫排放濃度：17.7mg/m3、21.5mg/m3；〔3氮氧化物排放濃度：