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重大关键技术

  超超临界二次再热机组


  二次再热技术是在一次再热基础上再增加一套再热系统,该技术也是提高机组效率的有效方法之一。在结构上,锅炉相应需要增加二次再热受热面,汽轮机相应增加超高压缸,设备相对复杂。其启动方式、调节方式等与一次再热相比均有较大变化。


  华能莱芜电厂和华能安源电厂超超临界二次再热机组属国内首批建设的100万千瓦和66万千瓦级超超临界二次再热机组,且机组再热蒸汽参数将达到620℃的世界先进水平,在此之前,我国没有此类型机组的任何设计、调试、运行经验。为保证机组建成以及投运后的安全、可靠、环保、经济运行,充分发挥“二次再热”的节能效益,华能集团公司于2013年成立了二次再热机组应用技术研究领导小组,相继设立了10个课题进行研究,解决了二次再热机组安装、调试、运行等一系列关键技术难题,为机组的顺利建设和安全稳定运行提供了强有力的技术支撑。


  二次再热机组在国内无现成设计和设备,缺乏施工和运行经验,华能集团公司为此开展了大量工作,破解了汽温调节、超厚壁合金钢焊接、机组启停及甩负荷、精细化运行等大量难题,安源电厂66万千瓦机组设计发电净效率达到45%,设计供电煤耗达到271克/千瓦时;莱芜电厂100万千瓦机组设计发电效率47.95%,供电煤耗256.2g克/千瓦时。在相同蒸汽参数条件下,二次再热机组的热效率比一次再热机组提高2%左右。


  华能集团公司在二次再热机组建设过程中,坚持“资源节约、环境友好”的两型电厂建设理念,紧紧抓住“高效、可靠、环保”三个着力点,运用数字化、紧凑型、节水型设计技术,集成低低温省煤器等十多项节能提效技术以及烟气协同治理技术,使机组的可靠性得到了充分保证,节能环保指标达到了行业领先水平。


  火电厂深度节水与废水零排放技术


  火电厂深度节水是采用相关技术,使电厂水资源最大限度地梯级使用和处理回用,减少废水排放量。实现火电厂深度节水是降低废水零排放设备建设与运行成本的基础。


  火电厂废水零排放需对用水系统末端的少量高含盐量废水,采用蒸发结晶法处理工艺,将废水中的盐、水进行固液分离,将末端废水里95%~98%的水分回收利用,废水中的可溶性盐类被蒸发结晶成工业盐回收使用,从而实现废水零排放。蒸发结晶法处理系统主要由预处理、蒸发结晶处理两部分工艺系统组成。


  集团级远程集中式仿真系统


  集团级远程集中式火电厂仿真系统以互联网技术为基础,集远程实时数据通讯技术、通用虚拟DCS技术、图形建模技术为一体,采用先进的系统资源调度管理策略,将不同类型火电机组设备和控制系统的模型集成在统一的、易维护和扩展的远程服务器平台中。各地用户通过客户端软件,连接远程服务器,选取火电机组模型,开展远程运行操作培训、热控组态培训、控制策略验证、运行方式优化等学习与仿真验证工作。


  FCS165现场总线控制系统


  FCS165现场总线控制系统是用于大型火力发电厂主控与辅控系统监视、控制、保护以及信息和设备管理的自动化控制系统。该系统不仅具备先进DCS的全部功能,而且无缝嵌入Profibus现场总线技术,实现设备层的数字化,是实现数字化电厂的基础。FCS165现场总线控制系统采用了国际先进的电子、通信、计算机及控制技术,总体功能和性能达到国际先进技术水平。该系统已成功应用于秦岭电厂2×600MW超临界空冷机组全厂主控与辅控系统。


  太阳能光热发电技术


  2012年10月30日,公司在海南三亚的华能南山电厂建成我国首个超400℃ 1.5MWth太阳能热发电示范装置,建成将太阳能直接加热蒸汽技术应用于常规电厂的混合式发展系统。该装置采用公司自主研发的线聚光直接蒸汽式太阳能热发电技术、自动高精度太阳跟踪系统和控制软件,所有设备均实现国产化,蒸汽参数达到国际先进水平。


  高温气冷堆核电技术


  公司联合清华大学积极开展第四代核电技术高温气冷堆的研发和工程示范。高温气冷堆是国际核能界公认的安全性最高的新型核反应堆,该堆型在失冷失压的严重事故状况下,无须借助应急冷却系统即可保持燃料元件完整性,不会造成堆芯熔化、核放射性大量释放的严重后果。2006年2月9日,我国第一座高温气冷堆商用示范电站—华能山东石岛湾核电站列入国家中长期科技发展规划(2006-2020)重大科技专项。2012年12月9日开始核岛底板第一罐混凝土浇筑,工程正式开工建设。


  水电工程生态环保技术


  华能澜沧江公司投入巨资建设沿江生态防护林工程,加强水土流失治理和植被恢复,建设珍稀鱼类增殖站、野生动物拯救站和珍稀植物园,切实保护当地生态环境和生物多样性。糯扎渡水电站是水电生态环境保护开发的典型。该水电站治理水土流失面积近90万平方米,恢复植被近80万平方米;珍稀植物园栽种国家保护植物10000余株,鱼类增殖站增殖放流野生鱼类3万多尾,野生动物拯救站救护、暂养动物44头(只)。功果桥水电站鱼类增殖站投资超过3000万元,每年计划放流量超过33万尾。2012年,华能澜沧江公司完成基独河四级电站拆除,综合整治恢复天然河道,实施水产资源保护,建立了新的鱼类保护栖息地。


  大型水电工程建设关键技术


  华能小湾水电站是国家重点项目,是西部大开发和云南“西电东送”的标志性工程。截止2010年8月22日,小湾电站6台机组总计420万千瓦全部建成投产。


  小湾水电站是世界首座建在强震区的300米级高拱坝,汇聚了许多世界性的技术难题,诸如540万方堆积体抗滑稳定、坝基开挖卸荷松弛、700米级高边坡、超大仓面温控防裂以及8度强震区抗震安全等。针对这些问题,通过技术攻关分别采用对应的工程措施对这些问题进行了处理,并总结出了针对此类问题的工程处理原则,这些处理原则对于类似工程有非常重要的借鉴价值。


  小湾水电站在建设过程中对关键技术难题的研究实践与认识,具有开创性,所取得的经验,对我国乃至世界高拱坝建设都将产生深刻的影响。


  二氧化碳捕集技术


  公司在国内率先开展燃煤发电近零排放技术研发。2008年7月,公司在华能北京热电厂建成投产国内首套CO2捕集装置,捕集能力3000吨/年。2009年,公司在华能上海石洞口二厂建成投产12万吨/年的CO2捕集装置,该装置是世界上规模最大的燃煤电厂CO2捕集装置。这两项示范工程的成功实施,使我国的燃煤电厂CO2捕集技术达到世界领先水平。


  IGCC联合循环发电技术


  为研发近零排放的燃煤发电技术,公司开创性地提出“绿色煤电”计划,该计划第一阶段目标是建设IGCC示范工程,开发自主知识产权的2000吨/天级气化炉,建设绿色煤电实验室;第二阶段目标是优化气化炉,研发绿色煤电关键技术,开展近零排放示范电站项目;第三阶段是建设和运行40万千瓦IGCC+CCUS示范电站,并为商业化做准备。


  2012年12月,公司在天津建成250MW IGCC示范电站。这是我国第一座,也是目前唯一一座具有自主知识产权的整体煤气化联合循环电站。该电站采用包括公司自主知识产权的两段式干煤粉加压气炉在内的多种新技术、新工艺,标志着我国拥有了大型IGCC电厂核心技术、集成设计、设备制造、安装调试、运营管理的能力。


  700℃超超临界燃煤发电技术


  公司自2008年开始开展700℃机组关键材料预研究,对欧洲和美国700℃计划中所确定的关键镍基合金,包括740合金、263合金、617合金、625合金、718合金等6种材料进行了基础试验研究,包括微观组织和力学性能、10000小时的高温时效和组织稳定性研究等,对国内高温合金研究开发和生产能力进行了充分调研,对国内组织开展700℃火电机组重大项目的必要性和可行性进行了论证分析。2011年又进行了上述合金1000h的高温蒸汽氧化试验。


  2010年6月,国家能源局组织成立了“国家700℃超超临界燃煤发电技术创新联盟”,公司作为该联盟的副理事长单位,承担了国家能源局科技项目“700℃超超临界燃煤发电技术”。


  1260MW大容量超超临界燃煤发电技术


  2009年,公司组织开展了“1260MW高效超超临界发电技术开发与工程示范”项目。公司选择太仓三期项目和上海石洞口一厂改扩建项目作为依托工程,积极开展前期准备工作。“1260MW高效超超临界发电技术”已列入国家科技部“十二五”洁净煤技术专项规划。

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