京能(锡林郭勒)发电有限公司积极探索、推动传统煤电向“清洁低碳、安全高效”的变革,统筹好生态保护和煤炭利用的关系,自主研发的“五个全球首次”重大设备和系统集成成功投入运行的同时,在企业的绿色发展中收获了中国电力技术市场协会“2018中国电力技术市场协会金桥奖”、中国电力建设企业协会2019年度电力建设科学技术进步奖一等奖、2019年度中国能源研究会能源技术创新一等奖、国际绿色设计特别贡献奖等多项国内国际大奖。
夏季景色
京能(锡林郭勒)发电有限公司党委书记、总经理刘春晓说:“从国家战略层面讲,早在‘十二五’规划期间,锡林郭勒盟就被列为国家的能源基地,主要是因为该地的煤炭储备量比较大;但是在‘十二五’至‘十三五’初期,能源基地迟迟未能开发的主要原因是——该地区作为中国为数不多的、至今保存完好的草原基地,生态要求比较高。”
京能(锡林郭勒)发电有限公司(以下简称锡林发电)由北京京能电力股份有限公司和华润电力投资有限公司分别按70%和30%股比投资成立,位于内蒙古自治区锡林郭勒盟西乌珠穆沁旗五间房工业园区,距锡林浩特市西乌旗政府所在地约120千米,建设、运营京能五间房一期2×660兆瓦超临界褐煤间接空冷机组。锡林发电是锡盟至山东1000千伏交流特高压输电线路配套的清洁发电项目,该线路及配套电源项目是华北地区大气环境污染治理行动的重大举措,是西部大开发重点工程。京能五间房一期工程于2015年9月18日开工建设,一号机组于2018年10月20日投入运行,二号机组于2019年1月24日投入运行,是锡盟煤电基地特高压线路首个投产发电的配套电源项目。两台机组各项性能指标处于国内同类型机组领先水平,是煤电绿色发展、循环发展、转型发展的示范项目,也是政企合作、央地合作、牧企和谐共赢示范项目,更是新时代京蒙合作绿色发展的窗口工程。他们以“拥抱能源革命,建设美好生活”为使命,以“成为清洁低碳、安全高效的现代电力能源开拓者”为企业愿景,以“进取、包容、创新、尚美”的企业精神推动传统煤电向高效、清洁、循环转型,推动发电生产向提升人均劳产值的集约化方式转型。
工程竣工后,机组经性能试验测定,其供电煤耗284.41克/千瓦时,主要废弃物排放值NOx为5~9毫克/米3,SO2为2.5~6毫克/米3,烟尘为0.2~1毫克/米3。“各项优异指标的取得源于我们在设计阶段,对各项节能和减排指标提出高要求、确定高标准,主要能效指标优于同期同类机组最好值,排放指标远低于国家超低排放标准。成绩的取得是我们坚决贯彻生态优先、绿色发展,坚持因地制宜、创新引领,以主要技术经济指标为统领,统筹顶层设计,通过对关键设备和技术的集成创新得来的。项目的成功实施,得到行业内兄弟单位和设计单位的赞许,投产一年来接待参观交流近千人次。”刘春晓总经理溢于言表。
锡林发电公司以建设本质安全企业为己任,始终坚持技术与管理创新。脱硝尿素空气热解工艺,杜绝了液氨的安全风险;双水内冷发电机,根治了全厂氢气设备系统的运行风险;地下直埋卧式储油系统,极大地降低了锅炉燃油点火系统的安全风险;中压开关DCS远程可视停送电及诊断系统,避免了中压电气系统的操作风险;GIS室内封闭开关设备,提升了高寒地区室外高压电气的可靠性和环境适应能力。
锡林发电公司以建设高效舒适的生产生活条件和降低员工劳动强度为抓手,积极探索智慧电厂建设。以提高设备远控、自控能力为突破,形成大集控的5人值班制;以设备、工艺系统日常运行数据为基础,搭建设备、工艺系统健康管理模型,在破坏性故障发生之前对设备进行预报警预分析,避免非计划停机和设备故障损失扩大的早期预警技术,并以设备早期预警为基础达到全寿命周期诊断管理,实现设备状态检修。逐步构建了集约化生产管理体系。
脱硫、脱销烟气提水系统
锡林发电公司着眼装备制造前沿技术,以自主研发、合作研发和创新集成等多重手段,实现了全球首次应用660兆瓦级高参数超超临界褐煤锅炉、全球首次应用高背压九级回热高效汽轮机、全球首次应用660兆瓦级双水内冷汽轮发电机组、全球首次空预器旁路高焓值烟气能量集合利用、全球首次研发应用660兆瓦级火电机组烟气提水系统的“五个全球首次”重大设备和系统集成的成功投运。完成了14项先进装备技术成果和8项国家重点节能低碳技术应用”。
创新研发应用的全球首台深度脱硫、除尘与烟气提水一体化技术装备,每小时提水100~150吨,实现火力发电生产全流程既不取地表水,也不取地下水的“零取水”,每年节水高达150万吨。该火电机组烟气提水系统集成了5项创新点,形成了“一种烟气冷凝提水系统”等发明专利4项、“一种电—水联产系统”等实用新型专利17项。其中,“一种烟气冷凝提水系统”“旋汇耦合超净脱硫除尘一体化系统及其脱硫除尘方法”2项发明同步取得美国专利授权。国际PCT检索表明,“一种烟气冷凝提水系统”等发明专利具备创造性、新颖性和工业实用性。经过技术迭代和工业化试验应用,这些集成创新技术在京能五间房电厂首次成功实施,实现了火电厂烟气提水电水联产,创造了火电厂发电零取水的新纪录,破解了水资源匮乏干旱地区高水分褐煤规模开发应用“瓶颈”,对锡盟清洁能源基地乃至北方干旱缺水地区煤电清洁转换意义重大。
全球首次应用660兆瓦级高参数超超临界褐煤锅炉。首次将褐煤锅炉蒸汽参数提高到主蒸汽605℃、再热蒸汽623℃、主蒸汽压力29.40MPa,创造了国内外最高参数等级(科技查新报告编号为20191500100097,此前660兆瓦褐煤锅炉主蒸汽尚未突破600℃),实现了高参数大容量褐煤机组的稳发满发,低热值高水分褐煤锅炉效率首次突破92%,达到93.65%。
锅炉15米磨煤机平台
汽机房
全球首次运用660兆瓦级双水内冷发电机组。与上海发电机厂合作,研发制造世界首台660兆瓦等级双水内冷发电机组(科技查新报告编号为20141C0704917,此前双水内冷发电机组为350兆瓦等级),发电机定、转子绕组采用水内冷,定子铁心采用打风式全出风径向通风冷却,定子铁心及端部结构件采用空冷,发电机效率提高到98.95%,与传统水—氢—氢发电机相当,厂区彻底取消氢站,彻底消除因氢泄漏造成爆燃、爆炸事故隐患。
全球首次设计应用660兆瓦高参数空冷超超临界9级回热汽轮机。常规660兆瓦等级的汽轮机为7级或8级回热系统,针对间接空冷特性,全球首次应用高参数空冷660兆瓦超超临界9级回热汽轮机(科技查新报告编号为20191500100096),排汽背压仅为9千帕,有效降低汽轮机热耗,避免汽轮机末级叶片侵蚀,减少了冷端乏汽损失,优化后的机型比常规机型可降低机组热耗130千焦/千瓦·时,对应降低供电煤耗4.333克/千瓦·时。这一技术的运用,填补了高参数间接空冷660兆瓦等级超超临界煤电机组9级回热汽轮机尚无投运业绩的空白。
创新研发应用的全球首套创新研发新型尾部烟气热能集合高效应用系统。褐煤水分在35%~40%,为了进行煤粉干燥、稳定燃烧,空预器出口的一次风温需要达380℃以上,同时空预器入口烟温必须高于410℃,由此导致空预器出口排烟温度在150℃以上,排烟热损失严重。该系统集合了空预器旁路给水换热器、凝结水换热器、热媒水交换器的锅炉尾部烟气热能综合梯阶利用,降低机组供电煤耗6~8克/千瓦·时。该技术获得一种机炉集合热能循环余热回用系统发明专利1项、一种新型尾部烟气热能集合高效节能应用系统实用新型专利1项(科技查新报告编号为20191500100278),填补了低热值、高水分褐煤机组效率提升的空白,年均节约标煤50万吨。
集控室内景
内蒙古拥有丰富的自然资源,是我国北方面积最大、种类最全的生态功能区。内蒙古的生态状况如何,不仅关系到内蒙古各族群众的生存和发展,也关系到华北、东北、西北乃至全国的生态安全。
为此,锡林发电公司作为火电能源的首都国企,坚持首善标准,扎根祖国北疆,主动践行“创新、协调、绿色、开放、共享”新发展理念,落实京能集团“稳中求进、防控风险、强化融合、创新发展”的工作方针,坚持把能源开发利用与环境保护修复有机结合起来,努力实现能源开发利用与环境保护修复的协调发展。深度探索褐煤高效、清洁、循环发电技术和行业生产方式变革的方法路径,积极从基层实践层面应对、参与并推动清洁低碳、安全高效的能源体系建设。
锡林发电积极承担社会责任,配合当地政府推进地质环境治理,复垦历史遗留草原地貌和已遭损毁的废弃采矿坑。在当地自然资源局的协调和指导下,经当地生态环保局审核,对吉仁高勒镇巴彦青格勒嘎查(原巴彦高勒苏木)标志性地貌“浩鲁布勒吉山”(又称“双山”)进行修复。用发电产生的灰渣经无害化处理,对采坑进行填充,经过整形、回填、压实、覆土、种植,不仅恢复山形,还恢复了植被。今年修复残缺山体投入1500多万元,得到了牧民赞许和地方政府的高度认可。
锡林发电公司针对草原不同季节的自然风光特点,打造独具地域特色的草原工业旅游文化。目前正在开展与金泰商旅、携程等文旅服务平台及当地旅行社之间的合作,已规划京能“五间房—乌兰五台—牧民之家—乌拉盖”综合性工业两日游路线,同步积极对接各教育机构,拟开展学生研学旅游;公司拥有嵌入式仿真系统,借助先进的技术和管理水平,与华北电力大学、内蒙古工业大学、锡林郭勒职业学院等高等院校开展实习基地、创客中心的合作。公司还从以人为本的角度,秉承开放共享的理念,办公区域不设围墙,积极与当地牧民融合,公司的在线影院、文体活动室全部免费对牧民开放。
锡林发电公司牢记习近平总书记“要像爱护自己的眼睛一样爱护民族团结,像珍视自己的生命一样珍视民族团结,像石榴籽那样紧紧抱在一起”的重要指示,勇担加强民族团结的历史使命,用实际行动践行“绿水青山就是金山银山”发展理念。党委书记、总经理刘春晓表示,公司在项目建设和生产经营中坚持党的领导,坚持互利共赢,坚持生态优先,坚持创新引领。推动煤炭资源高效、清洁、循环发展,为锡盟能源基地建设和“努力把内蒙古建成我国北方重要生态安全屏障”这一伟大而神圣的生态使命贡献力量,为建设美丽中国增光添彩。