江苏省政府发布《关于2019年度江苏省科学技术奖励的决定》,国家能源集团江苏公司泰州发电厂《高参数大容量二次再热机组运行控制关键技术》项目获江苏省科学技术三等奖。
提升运行控制技术是“刚需”
我国能源发展面临高效清洁低碳的多重挑战。研发新一代的高参数大容量二次再热发电技术,对进一步提升燃煤发电效率、减少煤炭消耗、降低污染物和二氧化碳排放具有重要意义。但机组系统结构庞大复杂,是控制难度最大的工业过程。
运行控制技术是实现各项设计性能指标的重要环节,是火电机组的“大脑”和“神经中枢”,是我国二次再热发电技术自主知识产权的重要组成部分。只有通过高性能控制系统和控制策略有效地监测和控制,机组的生产过程才能适应智能化、复杂化、大型化、精密化运行控制需求。提升运行控制技术因此也成为火电行业的“刚性需求”。在国际上,美国率先开展了高参数二次再热发电技术的研发及应用(美国Philo电厂125MW机组,31MPa/621℃/566℃/566℃和美国Eddystone电厂325MW机组,34.3MPa/649℃/565℃/565℃),但早期的超临界二次再热机组超越了当时的技术水平,在高温耐热材料、运行技术、自动控制等方面不能满足要求,机组投运后出现了汽轮机高压缸变形和锅炉过热器受热面超温等问题,不得不降温降压运行。此后,日本、丹麦等国选择了降参数二次再热技术路线(28~31MPa/ 550~580℃),最高蒸汽参数为31MPa/566℃/566℃/566℃(日本川越电站700MW机组,机组容量/压力最高)和28.5MPa/580℃/580℃/580℃(丹麦Skrbk 3号415MW机组,温度最高)。高参数大容量二次再热发电技术发展遭遇瓶颈。
清洁高效利用煤炭资源是火电人的初心和使命。该厂敢为人先,在别人没有成功的路上披荆斩棘。从2010年开始,该厂联合北京国电智深控制技术有限公司,依托国家科技支撑计划、省部级产业化重大项目、企业自主项目等科技项目,对二次再热机组调试运行技术、关键控制策略、控制系统研发等方面进行攻关,攻克了高参数大容量二次再热复杂热力系统控制、两级再热汽温精准调节、受热面壁温偏差调控、汽轮机三缸联合启动、大规模复杂控制系统开发及机组安全可靠运行等难题,为世界首次将两级再热蒸汽参数提升至610℃以上、容量提升至1000MW级提供了坚实保障。