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火电灵活性改造的丹东样本

作者:中国储能网新闻中心  来源:中国电力报  发布时间:2017-1-12 14:11:18

中国储能网讯:“灵活性改造”可谓一股拂面清风,让2016年的传统火电绽放出别样的光彩。

2016年年初,华能国际电力股份公司(简称华能国际)总经理刘国跃提出加快火电灵活性技术研究和工程应用,并带领公司相关部门负责人和生产技术人员到华北电力大学与中国工程院院士刘吉臻研讨灵活性技术,布置灵活性改造示范工作。

2016年6月,华能国际在沈阳召开技术讨论会,确定华能丹东电厂为机组灵活性改造试点单位。该厂立即成立9个专业工作组,有序展开灵活性改造。

2016年7月,华能国际在华能丹东电厂召开试点项目现场协调会,相关科研院所及发电企业共同研讨交流火电灵活性改造。

2016年8月,华能丹东电厂召开改造试验项目会议。华能清能院、西安热工院等6家单位讨论灵活性改造各试验项目。

……

一路走来,国家能源局首批火电灵活性改造试点单位华能丹东电厂的生动实践更始让我们看到了火电“灵活”的魅力,让我们看到了国内火电份额最大的发电集团的技术追求。

认识火电“灵活”的新标签,让我们一起来剖析华能丹东电厂的样本。

火电定位的华丽转身

“我要调峰”是目前华能丹东电厂运行人员的新观念,以前那种“要我调峰”的被动局面已被打破。

华能丹东电厂运行部主任王彬告诉记者,为激发运行人员参与调峰的积极性,厂里特设立深度调峰单项奖,形成机组调峰奖励和考核机制,每月以电网调峰补偿金额的10%奖励运行部,以电网调峰分摊金额的5%考核运行部。

在电厂调控中心,值长王鑫指着电脑屏幕上显示的“辽宁电网节能发电调度支持系统”告诉记者:“我们现在的工作思路已经从原来的单一注重发电量转变为争取综合效益最大化而进行负荷调整。我们部门都修改了值际竞赛规则,同时要求各值长实时跟踪这个系统中的辅助服务实时信息,结合电网负荷率,确定机组是抢发电量还是参与电网调峰。”

这种“看风行事”的变化被华能丹东电厂厂长常仁杰概括为,值长不再单纯是确保机组安全的“值班厂长”角色,而是增加了一个经营策略的“决策师”身份。

记者从华能丹东电厂的变化中看到了火电定位发生变化的缩影。

“火电企业要跳出单纯依靠高利用小时数盈利的常规思路,完成由生产型企业到经营型企业的转变,在市场竞争中展现火电的优势。”国家能源局总工程师韩水表示,火电定位已经在发生变化,下一步在调峰等辅助服务方面将肩负重任。

记者注意到,之前发布的《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014—2020年)》已经对灵活性改造有所要求:“合理确定燃煤发电机组调峰顺序和深度,积极推行轮停调峰,探索应用启停调峰方式,提高高效环保燃煤发电机组负荷率。”

《电力发展“十三五”规划(2016-2020年)》对煤电机组灵活性改造提出明确要求:“全面推动煤电机组灵活性改造。实施煤电机组调峰能力提升工程,充分借鉴国际火电灵活性相关经验,加快推动北方地区热电机组储热改造和纯凝机组灵活性改造试点示范及推广应用。”

北方地区热电联产火电比重越来越高,个别省份已达70%,冬季供热供电矛盾日益突出。抽水蓄能电站建设规模和其他储能等调峰设施的建设跟不上系统调峰需求,造成电网运行方式僵化,调节能力不足,一些地区弃风、弃光严重,给电网运行和供热安全带领较大的压力。相关预测显示,“十三五”期间,“三北”地区共缺少调峰容量4500 万千瓦,所以,解决调峰能力不足是《电力发展“十三五”规划》的重要任务。

刘吉臻认为,绝不可以轻视火力发电技术在未来能源创新和革命当中的作用和地位。“我们需要持续、稳定的、可靠的电力,用什么来平抑新能源的不稳定出力?至少在10年内还要靠火电!过去我们要求火力发电安全、稳定、高效、清洁,现在再加一条:弹性、灵活性,来调节和吸纳高比例的可再生能源。无论是从深度调峰能力、快速爬坡能力、快速启停的能力,火力发电仍然具有很大的空间。”

据了解,“十三五”期间,“三北”地区热电机组灵活性改造约1.33亿千瓦,纯凝机组改造约8200万千瓦;其他地区纯凝机组改造约450万千瓦。改造完成后,增加调峰能力4600万千瓦,其中“三北”地区增加4500万千瓦。

打通电厂灵活运行的“任督二脉”

“火电灵活性改造本身就是突破和创新,它需要挖掘设备和人的潜能,打通电厂灵活运行的‘任督二脉’,将机组整体的性能发挥到极致。这可以说是对发电机组管理的综合考验,是试金石。”华能国际总工程师何勇表示。

为什么是华能丹东电厂?被确定为国家能源局首批火电灵活性改造试点单位,在常仁杰看来,这可能与该厂浓厚的“技术底蕴”密切相关。据介绍,反映电厂运行的关键指标参数,华能丹东电厂都是“全国冠军”。另外,该厂还实现了连续三年无非停的好成绩。

该厂办公室主任林安飞向记者展示了他们斩获的部分荣誉:全国火电35万千瓦级亚临界供热湿冷进口机组竞赛一等奖、全国火电35万千瓦级亚临界供热湿冷进口机组竞赛供电煤耗最优奖、全国火电35万千瓦级亚临界供热湿冷进口机组竞赛厂用电率最优奖。

“我们像熟悉自己的孩子一样熟悉电厂的设备。”华能丹东电厂策划部主任段锡军告诉记者。灵活性改造涉及到锅炉、汽轮机、控制系统等各个环节,可谓牵一发而动全身的系统工程,如果没有对设备的熟悉程度就无法驾驭火电灵活性改造。

“为确保脱硝系统能更加安全可靠全负荷投入,增设省煤器烟气旁路系统;为减少低负荷期间汽机主汽门节流损失问题,进行滑压运行曲线优化;通过调整脱硫辅机冷却水回收吸收塔改为回收工艺水箱、制浆介质由原工业水改为稀浆液制浆等措施,使低负荷脱硫系统水平衡问题得以解决……”记者了解到,华能丹东电厂联合相关单位对整个电厂的设备及运行系统进行了周密的试验,制定了详细的应对方案,保证系统安全运行。

火电灵活性改造意味着对原有技术规范的改变甚至颠覆。记者注意到,2015年底发布的新一轮电改的配套文件《关于有序放开发用电计划的实施意见》中提出:“修订火电运行技术规范,提高调峰灵活性,为消纳可再生能源腾出调峰空间。”

这种对旧有技术规范的突破和颠覆体现在华能丹东电厂灵活性改造的具体措施中。

“钢丝绳上跳舞”——参与灵活性改造的员工对厂长常仁杰亲自指挥的“惊心动魄”的低压缸进汽调整阀最小开度的调整印象深刻。“20%、18%、15%、12%、8%”数字一再变化,检修部汽机专业、热控专业和运行相关人员全力配合, 将两台机组低压缸进汽调整阀最小开度限值由改为10%、8%。经过试验确认,机组负荷12万千瓦时,供热抽汽流量可达到180t/h,能满足供热始末期热网供热需求,突破了原有供热始末期机组最小出力23万千瓦时方能满足供热需求的瓶颈,经济效益显著。仅供热20天就获得调峰奖励达600万元。

“磨煤机磨辊的检修周期从1.6万小时一次改为8000小时一次。”在灵活性改造过程中,华能丹东电厂通过对锅炉特性的掌握,调整磨煤机大修周期,确定了适应锅炉低负荷状态下的煤质,在此基础上进行科学合理的运行调整,降低低负荷运行时磨煤机的振动,进而保证了锅炉不投油稳燃的状态下,非供热期机组出力可以减至20%额定负荷。

在技术理论的支撑下,在华能丹东电厂的灵活性改造过程中,各方大胆尝试,不断挖掘机组自动负荷调整下限空间,将两台机组自动负荷调整下限由50%额定负荷改为20%额定负荷,成为辽宁省电力公司调峰深度最大的电厂。

赠人玫瑰,手有余香

“跟往年比我们少发电了还多赚钱了。”这是记者听到的华能丹东电厂员工在灵活性改造后最大的感受。

华能丹东电厂所在的辽宁乃至整个东北电网,目前的稀缺资源不是发电能力,而是调峰能力。对于此类稀缺资源,应该由市场确定其资源配置。东北电力调峰辅助服务市场已运作数年,积累颇多经验。

2016年,华能丹东电厂自6月份开始机组进行灵活性调峰,截至12月31日,6个多月时间,获得电网调峰补偿2259.21万元。其中11月14日当日,在没影响供热的情况下,参与电网深度调峰,获得调峰补偿149.12万元。

华能丹东电厂相关负责人向记者算了算火电灵活性改造的经济账。

2259.21万元利润,使全年上网电价提高了8.72元/千千瓦时。按照1-12月份发电综合电价计算,需发1.57亿千瓦时电量,折合利用小时为224小时;

按照基础电价368.5元/千千瓦时计算,需发1.35亿千瓦时基础电量,折合利用小时为194小时;

按照替代电价235元/千千瓦时计算,需发5.6亿千瓦时替代电量,折合利用小时为800小时。

“在目前电力市场形势下,要增发以上电量是根本不可能的,所以机组深度调峰经济效益颇丰。”这位负责人告诉记者。

风电、光伏发电、季节性水电等发电方式具有随机性和不稳定性,从安全性考虑核电主要发基荷电量,调节能力有限。必须要由系统提供调峰支持。同时,随着产业结构调整,二产用电量增长缓慢,三产及居民用电等不稳定用电负荷增加较快,负荷特性发生变化,各地电力负荷增速明显高于用电量增速,导致电力负荷峰谷差持续加大,进一步加重了系统的调峰压力。

“经过系统优化表明,煤电仍是现阶段我国最经济的调峰电源。根据目前电力市场形势,火电机组适应电力新常态参与电网深度调峰成为一种必然。”常仁杰深刻体会到了灵活性改造的意义。

“赠人玫瑰,手有余香。灵活性改造所带来的变化就是各种类别的电源共同发展,你好我好大家好。更重要的是对环保的贡献,使低碳发展的理念落到实处。”何勇向《中国电力报》记者分析道。

在支持煤电机组灵活性改造的相关政策方面,《电力发展“十三五”规划(2016-2020年)》提出了“建立调峰、调频、调压等辅助服务市场,完善电力调峰成本补偿和价格机制”的要求。

记者注意到,之前发布的《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014—2020年)》要求:“完善调峰调频辅助服务补偿机制,探索开展辅助服务市场交易,对承担调峰任务的燃煤发电机组适当给予补偿。”

《关于有序放开发用电计划的实施意见》强调:“发电计划确定后,在满足安全和供热等约束条件下,组织发电企业通过自主协商或集中撮合等方式实施替代发电,促进节能减排。”

“华能丹东电厂抓住灵活性改造的有利机遇,获得了经济效益和社会效益的双丰收,为火电厂转变经营方式,如何多发有效益电量(利用小时数高发电效益不一定是最好),如何增加企业效益提供了经验,我们将大力推广火电灵活性工作,为公司效益最大化做贡献。”何勇表示。

华能集团首席专家李卫东向记者分析道:“火电机组深度快速调峰发挥了火电在电网的基础性支撑作用。若全国30万千瓦级机组按4亿千瓦装机容量计算,像丹东机组达到低负荷20%调峰,全国会为清洁能源腾出约8000万千瓦的空间,可以极大地改善风电等送出受限的局面。要重视火电灵活性技术研究,为风电和火电协调合谐发展做出新贡献。”

上下协同齐努力,创新模式促发展。华能国际在火电灵活性方面又走在国内同行的前列。

关键字:火电

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