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中国电力报:乘风破浪,用实力成就精品工程——中国能建西南院设计的国内首台H级重型燃机顺利投运
作者:冯永宜、刘高成 日期:2020-06-23 访问次数: 字号:[ ]
  古往今来,增城都是繁荣富饶的代名词,不仅风景秀美、气候宜人、水陆交通便捷且物产丰饶,“十三五”以来,绿色生态更成为增城发展的主题。为促进环境保护和资源综合利用,位于增城经济技术开发区新塘镇银沙工业园东侧的华电广州增城燃气冷热电三联供工程项目(以下简称“增城项目”)应运而生。
  6月14日15点26分,中国能建西南院(以下简称“西南院”)总体设计的增城项目1号机组一次性通过168小时满负荷试运行,成为国内首个正式建成投运的9H级高效燃气联合循环机组电厂。捷报传来,西南院全体干部职工为之振奋不已,辛勤的汗水浇灌出丰硕的果实,绘制的蓝图已建设成为拔地而起的精品工程!

  打造世界一流综合能源供给项目
  增城经济技术开发区正处在工业化加速发展阶段,不仅面临因人口增加和生活水平提高而来自消费环节的大量废物问题,更面临由于经济高速增长中生产经营粗放、资源能源利用效率较低、污染产生排放严重所引发的资源环境问题。
  而华电增城项目的建成投产能够真正解决园区内各企业以前自建小锅炉导致能耗物耗过高、资源浪费严重等问题。除此之外,增城项目还能与园区内其它企业一起打造出完整的循环经济产业链,实现园区内资源的高效利用、节能、减排,满足国家绿色、低碳、循环经济的发展要求,实现以“小”发展成本获取“大”经济效益、社会效益和环境效益的综合目标。
  能够实现这个综合目标,源于增城项目采用了目前世界上技术最先进、容量最大、效率最高、排放最低的2套西门子SGT5-8000H重型燃气轮机组成的“一拖一”多轴燃气-蒸汽联合循环机组,总装机容量达130万千瓦。与采用环保设施的2×60万千瓦燃煤机组相比,增城项目每年向大气中外排大气污染物粉尘减少约120吨、二氧化硫减少约320吨、氮氧化物减少约260吨,减排量效果非常显著,充分体现了该设计团队“绿色、环保”的设计理念。
  “本项目的成功建成投运,不仅能为华电集团树立一个具有全球竞争力的世界一流能源标杆,为增城工业园区打造一个集中供冷热电的综合能源供给项目,同时也将对广州市增城区的环境保护和经济可持续发展作出巨大贡献。”西南院设计总工程师王忠介绍到。
  在另一方面,把增城项目建设成为世界一流的智能化数字电厂也是西南院设计团队追求的目标。建设燃机数字化电厂是电力企业主动适应电力改革和智慧能源纵深推进的根本要求,也是企业实现由要素驱动向创新驱动转变的重要内容。以增城项目为试点,通过数字化转型、工业化与信息化“两化”融合,推动生产运营模式转变,带来综合效益增长,为创新发展提供新动能,助力华电集团建设具有全球竞争力的世界一流能源企业。
  为此,西南院积极配合华电集团建设燃机数字化电厂的决策和部署,为华电增城项目精心设计的燃机数字化电厂包括生产管理体系、技术支撑体系和外部管控体系三部分,建成一体化平台拥有实现全厂各系统信息互联、电厂设备全寿命周期管理、机组一键启停、机组智能运行优化、智能安防、管控一体化等多项实用型功能,实现全厂运行优化、检修优化、成本管控及本质安全的运行和管理功能。

  精品设计创新优化无处不在
  从增城项目启动之初,西南院便将其列为重点科技创新攻关项目。设计团队精心设计,选定创新课题,集中研究国内外当前最先进的燃机机组先进经验技术,努力推进和完成设计优化创新工作,为实现建设新一代燃机精品工程的目标而夙夜为公、勤耕不辍。
  为节约初投资,减小占地面积,西南院设计团队将集约化设计理念融入厂区总平面布置,建成后围墙内实际占地面积为9.25公顷,各功能建筑板块间工艺流程合理、分区明确、布置紧凑、因地制宜、方便运行管理。“我们的厂区用地指标那是相当先进啊,相比常规9F级总容量80万千瓦等级规定的厂区围墙内允许用地面积还小1.82公顷。”西南院总图专业主设人房广善自豪地说。
  电厂的用排水指标已成为考核电厂运行的主要技术经济指标之一。西南院设计团队倡导“节约用水、一水多用、综合利用、重复使用”的设计原则,采取按水质不同梯级使用、废水重复利用等多种措施相结合,获得一个先进、经济、合理的用排水指标。增城项目耗水指标约为0.166立方米每百万千瓦秒,远低于发电厂节水设计规程中规定的“燃气-蒸汽联合循环机组循环供水系统耗水指标0.35立方米每百万千瓦秒”,居国内先进水平。
  西南院设计理念是在保证系统运行安全性、经济性和灵活性的基础上,尽可能地优化工艺系统,使其更加简洁、高效。为了使新型燃机更好地与工业园区各企业热负荷需求相匹配,西南院设计团队与主机厂家反复多次沟通,采取多工况性能核算、运行工况适应分析等验证方式,最终确定采用“从冷再抽汽供热系统”。此系统为全面创新优化的新系统,能够取得更高的全厂能源利用效率,使系统综合有效能损失大幅减小,参数匹配适应性更好,适应机组变工况运行的能力更强。此外,新系统所需匹配的汽机本体结构不仅简洁高效,还能降低设备投资,设计团队的高效沟通换取的是一举数得的成效。
  追求“低能耗、低排放、高效率”是增城项目的建设目标之一。而要达到这“两低一高”,余热锅炉中对烟气能量的三级利用可谓是功不可没。燃机出口排烟温度约639摄氏度,比F级燃机排烟温度高约30~40摄氏度,烟气通过余热锅炉换热面,产生的高压过热蒸汽和热水,高压过热蒸汽进入蒸汽轮机发电,然后余下的低压过热蒸汽用作对外供工业用的蒸汽;热水是用作驱动热水型溴冷机制冷、或者是直接用于取暖和生活热水,从而产生电能、热能、冷能;同时,西南院还开创性地采用“改进型扩大省煤器组合方案”,利用系统切换,可以将低压省煤器和溴冷机烟气热水换热器这两个设备串联或者隔开,也是在不同工况下充分利用烟气热量的一个有效手段,通过这一系列的综合利用,最终余热锅炉排烟温度能够降到约70摄氏度,比目前燃机项目余热锅炉排烟温度的低约10摄氏度,最大程度利用了燃机的排烟余热,充分利用了燃料的热量,提高了全厂的热效率。西南院热机专业主设人范勇刚介绍说:“可别小看这几十度的温度差,苍蝇腿再小也是肉,为了最大程度的回收这部份热量,我们针对园区各企业所需做了精准的分析和计算,合理化梯级分解各温度区间烟气余热能量,用小成本收获大利益!”
  西南院始终秉承“追求卓越、创造精品、服务社会、发展自我”的理念在项目设计中完善并自我超越,华电增城项目作为国内第一批管输天然气9H级燃机项目的首台投运,标志着西南院继续保持在全球大型燃机发电机组勘察设计技术引领者的示范品牌地位,对于推动绿色发展、创新发展、区域协调发展具有里程碑式的示范意义。
(来源:中国电力报2020年6月23日,第8版)

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