江蘇國電泰州“二次再熱”示范工程

./國家優(yōu)質(zhì)工程國電"二次再熱"示工程中國國電集團(tuán)公司工程概況>>工程背景國電"二次再熱"示工程,建設(shè)世界首臺1000MW超超臨界二次再熱燃煤發(fā)電機(jī)組,是國家能源局示項(xiàng)目和國家科技部"十二五"科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目。項(xiàng)目圍繞"二次再熱"核心技術(shù),以機(jī)組發(fā)電效率、供電煤耗、環(huán)保指標(biāo)達(dá)到國際領(lǐng)先水平為目標(biāo),利用現(xiàn)有的高溫材料,在機(jī)組參數(shù)和系統(tǒng)優(yōu)化等方面進(jìn)行突破,攻克設(shè)計(jì)、制造、安裝、控制和調(diào)試等五大類15項(xiàng)自主創(chuàng)新的研發(fā)難題,設(shè)計(jì)研發(fā)具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的1000MW超超臨界二次再熱發(fā)電技術(shù)。>>建設(shè)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(shè)兩臺1000MW超超臨界二次再熱燃煤機(jī)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(shè)備兩臺機(jī)組三大主機(jī)由電氣〔電站集團(tuán)研制。鍋爐采用鍋爐廠研制的超超臨界參數(shù)變壓運(yùn)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(diào)溫、全鋼架懸吊結(jié)構(gòu)、露天布置、采用機(jī)械刮板撈渣機(jī)固態(tài)排渣的鍋爐,鍋爐型號SG-2710/33.03-M7050；汽輪機(jī)采用汽輪機(jī)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?zé)岢槠啓C(jī),主蒸汽進(jìn)口額定參數(shù)：31MPa<a>,600℃；一次和二次再熱蒸汽進(jìn)口610℃；發(fā)電機(jī)采用電氣集團(tuán)股份研制的水氫氫冷、無刷勵磁發(fā)電機(jī)?？刂葡到y(tǒng)由國電智深控制技術(shù)研發(fā)。世界首臺百萬千瓦超超臨界"二次再熱"燃煤機(jī)組>>參建單位設(shè)計(jì)單位1家：中國電力工程顧問集團(tuán)華東電力；施工單位3家：中國能源建設(shè)集團(tuán)省電力建設(shè)第三工程,中國能源建設(shè)集團(tuán)省電力建設(shè)第一工程,國電龍?jiān)喘h(huán)保工程；監(jiān)理1家：省興源電力建設(shè)監(jiān)理；調(diào)試單位1家：方天電力技術(shù)；主要設(shè)備廠家217家。>>工程投資批準(zhǔn)概算88.14億元,竣工決算79.17億元。>>建設(shè)時間20XX6月28日開工,兩臺機(jī)組分別于2015年9月25日和2016年1月13日建成投運(yùn)。建設(shè)管理>>工程建設(shè)總目標(biāo)精細(xì)化管理,全過程控制,創(chuàng)建國家優(yōu)質(zhì)工程金獎；凝聚各方力量,加強(qiáng)科技創(chuàng)新,建成國家科技示工程；高標(biāo)準(zhǔn)達(dá)標(biāo)投產(chǎn),長周期安全運(yùn)行,主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)達(dá)到或優(yōu)于設(shè)計(jì)值,實(shí)現(xiàn)"168轉(zhuǎn)商運(yùn)后安全穩(wěn)定運(yùn)行、環(huán)保達(dá)標(biāo)排放、達(dá)到預(yù)期效益和三年達(dá)到一流運(yùn)營機(jī)組標(biāo)準(zhǔn)"的"3+1"目標(biāo)。>>質(zhì)量控制目標(biāo)安全零事故、質(zhì)量零缺陷、工藝零差錯。>>質(zhì)量追求終極目標(biāo)獲得"國家優(yōu)質(zhì)工程金質(zhì)獎"。>>建設(shè)管理措施秉承"追求卓越、鑄就經(jīng)典"的理念,結(jié)合二次再熱示工程特點(diǎn)難點(diǎn),創(chuàng)新開展工程管理工作。1．精準(zhǔn)施策,防新技術(shù)示風(fēng)險?！?業(yè)主牽頭,開展設(shè)計(jì)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(shù)方案、軸系穩(wěn)定性、啟動系統(tǒng)等重大和關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行外部專家評審,確保技術(shù)風(fēng)險降到最低?！?系統(tǒng)開展"回顧性"評審。在首臺機(jī)組安裝后期,專題組織主機(jī)廠和,重新對設(shè)計(jì)、制造、安裝過程進(jìn)行回顧性評審,進(jìn)一步優(yōu)化方案,確保各項(xiàng)新技術(shù)應(yīng)用風(fēng)險降到最低。〔3首創(chuàng)"監(jiān)裝制",防止安裝與制造設(shè)計(jì)不符的風(fēng)險。首次實(shí)現(xiàn)了主要設(shè)備廠家專業(yè)人員對現(xiàn)場安裝全過程質(zhì)量監(jiān)督,確保設(shè)備安裝達(dá)到設(shè)計(jì)制造廠家的要求?！?提前預(yù)控制造風(fēng)險。業(yè)主單位深度介入新設(shè)備的研制過程,參與論證和審核技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)適用性、設(shè)備制造過程及出廠前質(zhì)量檢驗(yàn)方式和標(biāo)準(zhǔn)。針對主設(shè)備和主要輔助設(shè)備制造過程中出現(xiàn)的技術(shù)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(shù)力量,提前進(jìn)行有效的制造風(fēng)險控制。2．秉承"追求卓越"理念,做好創(chuàng)優(yōu)頂層設(shè)計(jì)。依托中電建協(xié)開展創(chuàng)優(yōu)過程咨詢,高起點(diǎn)、高標(biāo)準(zhǔn)開展各項(xiàng)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(zhì)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(xì)化管理,鑄就"精品工程"?！?全面落實(shí)潔凈化施工。現(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(jié)束均通過W點(diǎn)、H點(diǎn)、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(jìn)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(yùn)至現(xiàn)場直接安裝。大口徑管道實(shí)行一口一卡,管屏及小口徑管道實(shí)行一組一卡,使全程潔凈化始終處于受控狀態(tài)?！?質(zhì)量控制關(guān)口前移,強(qiáng)化設(shè)備制造質(zhì)量的控制。收集相關(guān)工程基建和運(yùn)行過程中發(fā)生的重大設(shè)備問題,在常規(guī)出廠檢驗(yàn)的基礎(chǔ)上,加大和擴(kuò)大了出廠質(zhì)量檢驗(yàn)的力度和項(xiàng)目容?！?強(qiáng)化施工過程控制。在一般過程管控基礎(chǔ)上,特別重視了土建交付安裝、安裝交付調(diào)試的工序交接水平；加強(qiáng)了對關(guān)鍵施工工序的旁站監(jiān)督；在清水砼、砌筑、電纜敷設(shè)、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(shè)備保護(hù)實(shí)施細(xì)則",嚴(yán)格落實(shí)成品保護(hù)要求?！?高度重視金屬監(jiān)督工作,確保焊接質(zhì)量。引進(jìn)專業(yè)第三方技術(shù)服務(wù),進(jìn)行技術(shù)指導(dǎo)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(qiáng)管理,加大檢驗(yàn)比例,保證焊接質(zhì)量,本工程189429道焊口至今無一滲漏?！?開展精細(xì)化調(diào)試。業(yè)主單位針對二次再熱機(jī)組特殊性,多次組織設(shè)備廠家、、安裝單位參與細(xì)化論證調(diào)試方案；在單體調(diào)試、分系統(tǒng)調(diào)試以及整組啟動過程中,嚴(yán)格執(zhí)行了調(diào)試管理制度和方案,順利解決了二次再熱機(jī)組啟動難題,成功實(shí)現(xiàn)了機(jī)組從點(diǎn)火到并網(wǎng)的全過程自動控制的一鍵啟停〔APS>。〔6持續(xù)做好運(yùn)行優(yōu)化,全面達(dá)到各項(xiàng)性能指標(biāo)。持續(xù)進(jìn)行制粉系統(tǒng)優(yōu)化、燃燒優(yōu)化調(diào)整試驗(yàn),先后組織生產(chǎn)人員專題攻關(guān),優(yōu)化解決再熱汽溫偏低問題,通過沖轉(zhuǎn)參數(shù)優(yōu)化解決了二次再熱汽輪機(jī)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(zhì)檢和調(diào)試及方案討論,及時發(fā)現(xiàn)安裝和調(diào)試中的問題,指導(dǎo)和督促問題整改與閉環(huán)。>>建設(shè)管理成效1.示機(jī)組投產(chǎn)后各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)均優(yōu)于設(shè)計(jì)值,處于世界領(lǐng)先水平。2.兩臺機(jī)組的環(huán)保排放指標(biāo)遠(yuǎn)優(yōu)于國家最新超低排放要求,處于國際先進(jìn)水平。3.機(jī)組投產(chǎn)后始終保持連續(xù)安全可靠穩(wěn)定運(yùn)行,分別實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)行363天和215天,創(chuàng)國同類型投產(chǎn)機(jī)組最高記錄。4.管道安裝過程,通過實(shí)施精細(xì)化管理、潔凈化安裝措施,僅用30余次完成了鍋爐點(diǎn)火吹管工作,吹管次數(shù)遠(yuǎn)少于國其他同負(fù)荷機(jī)組,處于國領(lǐng)先水平。5.從首次并網(wǎng)到1000MW滿負(fù)荷出力僅僅用不到4天時間；汽水品質(zhì)自并網(wǎng)后不到24小時便達(dá)到運(yùn)行機(jī)組標(biāo)準(zhǔn),且在此過程中沒有進(jìn)行一次濾網(wǎng)清理；并網(wǎng)后直至168小時試運(yùn)完成未發(fā)生MFT。6.兩臺機(jī)組均實(shí)現(xiàn)了"鍋爐水壓、汽機(jī)扣蓋、廠用電受電、點(diǎn)火沖管、汽機(jī)沖轉(zhuǎn)、機(jī)組并網(wǎng)及168小時滿負(fù)荷試運(yùn)行"七個一次成功。保護(hù)、自動投入率100%,保護(hù)動作正確率100%。7.機(jī)組成功實(shí)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(biāo)準(zhǔn)化"一級工程建設(shè)項(xiàng)目"。工程質(zhì)量>>建筑及安裝單位工程180項(xiàng),一次驗(yàn)收合格率100%。兩臺機(jī)組受檢焊口189429道,無損檢驗(yàn)一次合格率達(dá)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(jì)沉降量、差異沉降及速率符合設(shè)計(jì)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(jī)基礎(chǔ)框架清水混凝土觀感好、工藝質(zhì)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(jié)構(gòu)工藝優(yōu)良,觀感質(zhì)量好。主廠房彩鋼板圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工拼縫嚴(yán)密、色澤協(xié)調(diào)；運(yùn)轉(zhuǎn)層地面平整,集中控制樓吊頂設(shè)計(jì)新穎；干煤棚網(wǎng)架節(jié)點(diǎn)連接緊密,施工工藝規(guī)、質(zhì)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(biāo)高和定位控制相結(jié)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(biāo)高偏差不大于300mm。>>驗(yàn)收評價工程質(zhì)量評價為高質(zhì)量等級優(yōu)良工程。科技創(chuàng)新>>科研攻關(guān)結(jié)合國家"十二五"科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目和二次再熱示項(xiàng)目特點(diǎn),工程開展了五大類15項(xiàng)自主創(chuàng)新及項(xiàng)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(jī)組的總體設(shè)計(jì)方案,填補(bǔ)了國二次再熱電站設(shè)計(jì)空白。機(jī)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(diào)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(jī),國首次提出并采用了二次再熱汽輪發(fā)電機(jī)組彈簧隔振技術(shù),攻克了汽輪發(fā)電機(jī)組54.2米長軸系的穩(wěn)定性難題；開發(fā)了適應(yīng)620℃的轉(zhuǎn)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(jī)十級回?zé)嵯到y(tǒng),相比一次再熱八級回?zé)嵯到y(tǒng),提高機(jī)組熱效率1.8%。>>自主創(chuàng)新提出了三層缸結(jié)構(gòu)的中壓缸和旋轉(zhuǎn)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(jī)組中壓缸進(jìn)汽區(qū)域中分面密封的難題,適應(yīng)了主汽壓力提高至31MPa,提高了二次再熱機(jī)組的循環(huán)效率。>>自主創(chuàng)新研制了二次再熱機(jī)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(jī)組基礎(chǔ)上增大40%中壓進(jìn)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(diào)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(diào)節(jié)一、二次再熱汽溫,以煙氣擋板調(diào)節(jié)一、二次再熱汽溫間平衡的再熱器調(diào)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(jié)構(gòu)形式,提高了塔式鍋爐鋼結(jié)構(gòu)大構(gòu)件與鍋爐本體布置的適應(yīng)性,減小了鋼結(jié)構(gòu)占地面積和單構(gòu)件重量,增加了運(yùn)行維護(hù)空間。>>自主創(chuàng)新提出了引進(jìn)微分前饋的改進(jìn)型史密斯預(yù)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(yīng)的汽溫控制組態(tài)軟件,解決了機(jī)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(yùn)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(jī)組高、中、低壓三級串聯(lián)旁路自動控制系統(tǒng),滿足了機(jī)組啟動、停機(jī)的控制和保護(hù)要求。>>自主創(chuàng)新研發(fā)了二次再熱機(jī)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(shù),成功實(shí)現(xiàn)了機(jī)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(xué)清洗方式,擴(kuò)大系統(tǒng)清洗圍,不留清洗死角,采用先進(jìn)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(zhì)。>>自主創(chuàng)新打破二次再熱機(jī)組兩段法沖管的壁壘,設(shè)計(jì)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(jié)合的沖管工藝,選取高效的沖管參數(shù),時間效益及經(jīng)濟(jì)效益非常可觀。>>自主創(chuàng)新提出了二次再熱汽輪機(jī)三缸啟動關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn),優(yōu)化了啟動參數(shù),解決了二次再熱汽輪機(jī)軸封系列問題,確保了二次再熱汽輪機(jī)順利啟動并網(wǎng)帶滿負(fù)荷。>>驗(yàn)收評價1.通過了中國電力建設(shè)企業(yè)協(xié)會"新技術(shù)應(yīng)用示工程"驗(yàn)收；2.通過了科技部科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目驗(yàn)收；3.科技創(chuàng)新成果經(jīng)中國電機(jī)工程學(xué)會鑒定為國際領(lǐng)先水平；4.項(xiàng)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(jìn)的二次再熱創(chuàng)新技術(shù)、綜合提效及環(huán)保技術(shù)〔環(huán)保投資比例達(dá)22.5%,節(jié)能減排效果顯著。>>按設(shè)計(jì)5500利用小時,與國常規(guī)百萬機(jī)組相比,兩臺機(jī)組年節(jié)約標(biāo)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(jì)關(guān)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(guān)停地區(qū)集中供熱鍋爐5臺,削減散煤消耗量折標(biāo)煤40.3萬噸/年；關(guān)停其它燃煤小鍋爐1083臺,削減散煤消耗量折標(biāo)煤120.4萬噸/年。>>通過采用高壓變頻調(diào)速、前置泵與給水泵同軸驅(qū)動、電除塵器高頻電源等一系列節(jié)能技術(shù),機(jī)組發(fā)電廠用電率達(dá)到3.7%。>>通過采用寬負(fù)荷SCR脫硝技術(shù)、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(shù),實(shí)現(xiàn)了環(huán)保排放指標(biāo)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(shí)現(xiàn)零排放。>>驗(yàn)收評價1.通過中國電力建設(shè)企業(yè)協(xié)會"綠色施工示工程"驗(yàn)收。2.通過省環(huán)保廳環(huán)保專項(xiàng)驗(yàn)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(biāo)2015年11月和2016年4月分別完成了兩臺機(jī)組性能試驗(yàn),各項(xiàng)參數(shù)均優(yōu)于設(shè)計(jì)值,指標(biāo)優(yōu)良。兩臺鍋爐效率分別為94.78%和95.12%,優(yōu)于設(shè)計(jì)值94.65%；兩臺汽輪機(jī)考核熱耗率分別為7064.87kJ/KW·h和7069.35kJ/KW·h,優(yōu)于設(shè)計(jì)值7070kJ/KW·h；廠用電率分別為3.625%、3.615%,優(yōu)于設(shè)計(jì)值3.7%；供電煤耗分別為：266.57g/kW·h、265.75g/kW·h,處于世界領(lǐng)先水平。各項(xiàng)環(huán)保指標(biāo)優(yōu)于國家最新超低排放要求。兩臺機(jī)組脫硫效率99.2%/99%,高于設(shè)計(jì)值98.6%；脫硝效率86.4%/88.7%,高于設(shè)計(jì)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：