乘科學發展之風 為可持續發展之源——京能集團建設酸刺溝煤矸石發電示范項目之路

內蒙古京泰發電有限責任公司

03-16 閱讀次數: 新聞作者:京能集團

內蒙古京泰發電有限責任公司

2010年2月8日,內蒙古準格爾煤田腹地,北京能源投資集團有限公司(以下簡稱京能集團)旗下首臺30萬千瓦循環流化床機組建成投產,至3月9日,另一臺機組順利完成168小時試運、投入商業運行,一個集井口電站、煤矸石綜合利用、煤電聯營優勢于一體的循環經濟項目業已成形,其資源節約、效益領先、環境友好的典型特征猶如一泓清泉,為廣袤的黃土高原注入了勃勃生機。

由京能集團控股建設的內蒙古準格爾礦區酸刺溝煤矸石電廠自啟動前期工作到獲得國家發改委核準歷時兩年,自開工建設至機組投產工期僅為17個月;實施了208項循環流化床鍋爐技術改進,實現了施工全過程事故為零,鍋爐點火、吹管、汽機沖車、機組并網、168小時試運等主要節點均一次成功;168小時試運期間,機組連續平均負荷率為101.5%、綜合廠用電率為6.37% 、平均供電煤耗為352.48克/千瓦時 、熱控自動化投入率100% 、熱控保護投入率100% 、熱控儀表投入率100% 、電氣保護投入率100% 、全部電氣儀表投入率100% 、主機軸振測試值 ≤72μm、調試方案和試驗技術報告齊全、結論明確,,各項經濟技術指標達全國同類機組領先水平;盡管面臨建設期間設備材料價格高企、廠區溝壑縱橫造成土建施工投入大等多重困難,經測算,其單位千萬造價仍可控制在4400元左右,顯著優于同類機組的造價水平;經對標分析,該項目取得了全國同類項目前期籌備效率最高、鍋爐技術優化最多、工程造價最低、安全施工最好、北方地區建設周期最短等一系列輝煌業績。這是京能集團繼岱海電廠之后,秉承科學發展之風、為可持續發展之源的生動寫照。

站在科學發展觀的角度,追求資源綜合利用的最大化。

我國作為煤炭生產和消費第一大國,每年產生的煤矸石達3.8億噸。目前已累計堆放50多億噸。在煤炭資源富集的鄂爾多斯地區,僅2008年產煤就達3.3億噸,產生的煤矸石數量十分巨大。如果這些煤矸石得不到很好的消化和利用,勢必會影響鄂爾多斯地區經濟的可持續發展,同時對地方環境造成的傷害也將無法彌補。

京能集團在規劃電源項目之時,以敏銳的戰略眼光,攜手內蒙古伊泰集團、廣東粵電集團合資建設準格爾礦區酸刺溝煤礦及煤矸石井口電站(電站緊鄰礦井),并將兩個項目整體規劃、同步推進,促使前期工作快速推進。其中,由內蒙古伊泰集團控股的酸刺溝煤礦于2007年9月獲國家發改委核準,同年12月開工建設、2008年9月投產。其6號煤層年產煤炭1200萬噸,其4號煤層年產煤炭400萬噸,全部達產后每年產出煤炭1600萬噸,通過重介洗煤系統加工,每年將產生煤矸石477萬噸、煤泥240萬噸,可作為發電燃料,通過皮帶直接送入鍋爐,沒有中間運輸環節,免去了燃料運輸成本,發電效益顯著。與煤礦配套建設的矸石電廠采用國際上普遍認可并為國內引進吸收的潔凈煤發電技術——30萬千瓦等級常壓循環流化床(CFB)鍋爐,具備燃燒煤矸石和煤泥以及準格爾低熱值煤的優勢,既保證了燃料供應、節約了發電成本,又做到了就地取材、消化了煤矸石對環境的不良影響。正是基于科學發展觀引領下的戰略決策,使京能集團緊緊把握住了國家實施節能減排政策的脈搏,奠定了煤電聯營、循環經濟項目可持續發展的基礎,

由于采用了CFB技術,酸刺溝煤矸石電廠具有六項環保特性:

一是燃燒方式獨特,脫硫效率高。將一定粒度和級配的煤粒與石灰石粉同時送入爐膛內,在高壓流化風的帶動下呈流化狀態,一邊流動一邊燃燒。較低的燃燒溫度(850攝氏度~900攝氏度,常規煤粉爐約1500攝氏度左右)、合理的配風、煤與石灰石粉進行脫硫反應時間較長、循環物料熱容量大的燃燒組織方式與常規炬形火焰或W型火焰煤粉爐截然不同。這種獨特的燃燒方式,使CFB鍋爐不僅具有良好爐內脫硫功能(脫硫效率高達85%)。,而且易于操作,運行安全、穩定,技術經濟指標優良,具有很強的低負荷適應能力,調峰幅度可達到滿負荷的70%以上。

二是污染控制成本相對較低。CFB技術可實現爐內脫硫,只需向爐內加入價格低廉的石灰石粉就可以使煙氣二氧化硫排放達到嚴格的環保排放標準要求,節約了建設脫硫設施的專項費用。采用低氮燃燒技術,使氮氧化物排放可以直接達到環保要求(其排放濃度小于250毫克/立方米,遠低于450毫克/立方米的國家標準),幾乎沒有運行成本。  

三是燃料適應性廣。可以同時燃燒矸石、煤泥以及低熱值煤,可保燃料供應無虞且成本低廉。  

四是節約土地和水資源。由于不需另建脫硫設施,占地及耗水都少于常規機組。將煤礦疏干水作為生產水源,廠區生產及生活污水全部回收處理,作為綠化灌溉及消防、除塵水源,實現廢水零排放,進一步實現了水資源綜合利用。

五是除塵效率高。用布袋除塵器,除塵效率達99.75%,顯著優于靜電除塵效果。

六是能源就地轉化,避免了燃料運輸二次污染。

正是上述特性,使得酸刺溝煤矸石電廠與國際潔凈煤電技術的發展方向趨同,符合日趨嚴格的環保政策,對于在煤炭富集區發展循環經濟項目具有借鑒和示范意義。京能集團正確決策,京泰發電公司籌備者以高度的責任感,精心準備、積極協調、百折不撓,會同伊泰集團前期工作人員僅用一年時間就完成了煤電兩個項目的相關資料及有關手續,兩年后就相繼獲得國家發改委核準,為項目開工建設和獲得經濟與社會雙重收益、走向可持續發展鋪平了道路。

掀技術創新之風,攻克循環流化床技術難關。

煤矸石發電技術的關鍵在于循環流化床鍋爐。我國于2005年底在四川白馬電廠投產首臺國外引進技術的30萬千瓦CFB機組,此后,國內哈爾濱、東方、上海三大鍋爐廠和中國電力工程顧問集團公司及下屬六大電力設計院完成了技術引進及消化吸收。接著,我國進行了CFB鍋爐國產化和自主研發具有自主知識產權的30萬千瓦CFB鍋爐的工作。至2008年5月底,國產30萬千瓦CFB鍋爐投入運行僅10臺。由于技術引進及消化吸收需要一定過程,這些投產的CFB鍋爐普遍存在爆管頻繁、受熱面磨損嚴重、冷渣器缺陷多、機組連續運行時間短等諸多缺陷。如何采取措施努力消除這些缺陷,提高鍋爐設備運行可靠性,是擺在建設者面前的一道難題。

京能集團深知,準格爾地區煤礦眾多、電站云集,同業競爭十分激烈,要想提高競爭力,就必須建成精品工程,使設備和系統運行的可靠性得到保障。于是,針對國內同類機組在設計及設備選型方面存在的問題,責成項目建設和管理單位——內蒙古京泰發電有限責任公司(以下簡稱京泰發電公司)派出工程技術和生產人員參加寶麗華、秦皇島、蒙西發電等30萬千瓦等級的矸石電廠的調試及試運,收集了大量技術資料,充分掌握了其設備和系統設計及制造方面存在的弊病,與東方鍋爐廠、西北電力設計院進行了多次溝通,對酸刺溝煤矸石電廠的兩臺循環流化床鍋爐系統實施了208項技術改進,并且與各參建單位充分溝通,在設計、施工、設備制造與安裝環節加以落實,走出了CFB技術發展的創新之路。

在充分調研的基礎上,針對循環流化床鍋爐冷渣器運行不穩定問題,京泰發電公司會同設備制造廠家實施了多項重大技術改進:在冷渣器進口處安裝防漏渣裝置,將進渣口向外移動的灰渣再反送回冷渣器筒體內,同時在冷渣器進渣口處加裝了迷宮式機械密封裝置,在迷宮內裝有密封填充料,完全保證進渣管處不漏渣;在冷渣器進渣口處安裝撥渣和反堵料裝置,防止灰渣在冷渣器進渣口處停留和堵塞,保證進渣的順利暢通;冷渣器的冷卻水由旋轉接頭輸送,旋轉接頭采用浸樹脂的石墨填料,密封比以前盤根密封更可靠;在冷卻裝置的頭部(高溫段)采用雙頭螺旋,讓高溫渣加快移動;采用超厚無縫鋼管和加裝防磨護套管方法,以提高冷卻管束的使用壽命;在冷渣器爐渣通流接觸的內膽、螺旋片高溫段使用耐高溫、溫耐磨材料0Cr25Ni20,并采取特殊手段來強化材料表面的耐磨性能,增強耐磨性;設置超溫、斷水、低水壓報警及保護裝置,配套的電機采用節能、變頻調速電機,并配帶變頻控制器及控制柜;就地控制箱留有與DCS系統硬接線接口,能實現就地和遠方(DCS)操作。通過上述技改,酸刺溝矸石電廠兩臺鍋爐的冷渣器在機組試運期間一直保持了安全穩定運行,克服了漏渣缺陷。

針對風機出力過大、風機效率低的問題,在設計院選型基礎上,會同有關專家進行了論證,將引風機由靜葉可調式修改為動葉可調式;會同設備廠家召開了循環流化床風機技術研討會,對風機選型、參數的優化進行了論證,采取了5項優化措施,經過機組試運檢驗,解決了技術難題

對于循環流化床鍋爐受熱面易磨損、床料添加系統易堵塞等問題,京泰發電公司協調設計與設備制造方的技術人員,并邀請西安熱工研究院專家,進行技術探討,督促各方在設計和制造、安裝階段落實了20余項技術措施,經試運檢驗,鍋爐運行可靠性得到了保障。

酸刺溝矸石電廠初設審查時原定采取其他矸石電廠通用的控制方案,即主機用DCS系統控制,輸煤、除灰、化學水等外圍系統使用PLC控制,并用PLC組成輔控網。在做了大量的調研和專題會后,京泰發電公司改為實施全廠主、輔系統DCS一體化控制的方案,經過認真比對和分析,采用國產控制設備,不僅節約了大筆費用而且擴大了自主知識產權的應用范圍,并且有針對性地組織運行人員上仿真機培訓,實現了輔控人員集控管理,打破了同類電廠燃、化、灰運行人員分設、各自獨立值班的管理模式,不僅節約了人力成本,而且實現了輔助運行人員全能值班,提高了運行人員的整體技能。

經機組試運檢驗,酸刺溝煤矸石電廠兩臺300MW循環流化床機組各項經濟技術指標均為國內同類機組之最優,甚至不亞于同等規模煤粉爐型機組的水平,其設備安全可靠性得到大幅度提升,一舉扭轉了此類機組穩定運行差、經濟技術指標低的局面,而且為實施二期擴建工程,開展最先進的60萬千瓦超臨界CFB技術攻關積累了經驗,對于進一步促進國家煤矸石綜合利用具有深遠的戰略意義。

樹精細化管理之風,著力建設精品工程。

作為京能集團首個煤電聯營項目,京泰發電公司志存高遠,自開工建設之日即確定了“創安全、質量、工期、造價、文明施工全國同類項目五領先”的目標,并為實現這樣的目標而協同各參建單位勤勉奮進、科學籌劃,編制并完善了一系列施工管理制度,建立了工作流程,使施工過程控制有章可循、有章必循,并督促監理去貫徹落實,充分發揮監理工程師“四控制、兩管理、一協調”的作用,使精細化管理由理念落實到行動,體現在項目管理的各個環節,展示于工程建設的非凡業績:

實施了安全文明施工整體策劃,建立并推行了安全管理綜合預控方法,以危險點預控控制施工中人為失誤造成的不安全事件,用安全性評價避免施工各個環節、各個崗位安全隱患擴大而發生事故,依靠強有力的安全監察體系和安全技術措施保證項目管理的本質安全,實現了施工全過程施工為零、施工區域模塊化管理,在華北區域電力建設安全專項檢查中,獲得電源建設項目第一名。

堅持“基建同行對標、過程一次成優”的質量理念,做到設備優選、樣板引路、過程監控,經內蒙古電力質監中心站檢驗,兩臺機組汽機機座、空冷支柱、廠房結構、輸煤棧橋等混凝土施工做到了內實外光、棱角分明、線條流暢、煙風道制作整體成型良好,焊接質量高、工藝先進;兩臺鍋爐焊口合格率均達到99.6%,高低壓管道清潔、密封性能良好,鍋爐吹管質量達到高標準;分項、分部工程合格率為100%,建筑工程優良率高于90%,安裝工程優良率高于95%,土建及設備安裝質量各項指標全部符合規范要求,被質檢專家譽為內蒙古地區近兩年來電力工程建設質量的最高水平。

為達成先進工期,督促各參建單位嚴抓各項工作銜接,在設計圖紙催交、現場工程進度、輔機排產、主機設備交貨等各個環節明確目標、責任到人。所派出催圖人員常駐設計院負責聯絡相關事宜,即使冒著汶川大地震后西安多次余震的危險也不停止工作。工程部、檢修部、運行部的技術人員經常與工程主設人員溝通,確保工程設計所需設備資料及時到位,多次召開專題會議,明確圖紙交付日期并建立責任制,加以認真落實。公司領導多次前往東方鍋爐廠、上海汽輪機廠、上海發電機廠協調設備排產、交付事宜,適時宣傳工程建設進展情況,以真誠和勤奮取得廠家的理解與支持,在電力設備供應緊張的情況下,廠家優先安排本項目設備排產計劃,各項設備得以及時供貨。公司高度重視主機設備及重要輔機設備的監造與前檢工作,選派監造隊伍進駐設備廠家,鍋爐和主廠房鋼結構廠家也派專人進行監造,有力地保證了設備質量的提高,同時減少了設備返廠延誤工期情況的發生。通過持續努力,盡管橫跨越兩個冬季施工,仍取得了全國北方地區建設周期最短的成績。

通過在立項決策、工程設計、招標采購施工管理、竣工結算五個環節采取有效措施,建章立制、規范流程,工程造價始終處于可控狀態。

推行“4S”管理,建立了創國家優質工程工作體系,現場整潔有序,文明施工長期保持了高標準。

打造循環經濟鏈條,充分發揮資源綜合利用價值

京能集團沒有止步于建設煤矸石發電示范項目,而是根據當地煤炭及矸石富含氧化鋁成分(酸刺溝矸石電廠產生的灰渣及灰分含三氧化二鋁高達48%)的特點,立足于資源就地轉化、進一步延伸資源綜合利用產業,正在著手開展當地工業園區的前期工作。

該工業園區著眼于對矸石發電產生的灰渣和灰分進行資源再利用,通過煤礦、煤矸石電廠和氧化鋁及硅鋁鈦合金工業項目的一體化,真正實現循環經濟的集約式發展。

一個年產50至100萬噸氧化鋁及硅鋁鈦合金的工業項目以及水泥加工項目正在進行初步可行性研究,隨著這些項目的啟動,將有力地推動實現當地經濟全面、協調、可持續發展,為建設資源節約型社會貢獻力量。

“問渠那得清如許,為有源頭活水來”。由酸刺溝煤矸石電廠建設所帶來的科學發展之風、技術創新之風、精細管理之風,帶來了京能集團及其所屬京泰發電公司高起點規劃、高水平建設、高質量投產、高素質團隊,形成了推動企業可持續發展的不竭源泉,必將在今后的生產運營過程中發揮其持久、巨大的影響力 。

京公網安備 11010502033142號

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