“雙碳”新型電力系統(tǒng)背景下，火電機(jī)組的功能定位由大裝機(jī)容量的電量型向少發(fā)電出力的調(diào)節(jié)型轉(zhuǎn)變，傳統(tǒng)的生產(chǎn)運(yùn)行要素基礎(chǔ)和節(jié)能降碳管理邏輯也在悄然轉(zhuǎn)變。華北電力試驗(yàn)研究院汽機(jī)所的專業(yè)團(tuán)隊(duì)，在新形勢(shì)下的節(jié)能工作中，立足“精打細(xì)算”過日子，扎實(shí)鞏固基礎(chǔ)面的同時(shí)，加強(qiáng)攻關(guān)創(chuàng)新，尤其在解決生產(chǎn)一線難題的性能提效、優(yōu)化運(yùn)行、針對(duì)改進(jìn)等投入少但見效好的“節(jié)能小芝麻”工作上，卓有成效。
“終于正常了”
“連續(xù)一周收球率均穩(wěn)定高于97%，終于正常了！”隨著某電廠節(jié)能專工這一句興奮贊嘆，意味著該廠空冷機(jī)組數(shù)年來(lái)膠球清洗裝置收球率嚴(yán)重偏低的異常問題，被首次攻克。同時(shí)也表明，由汽機(jī)所團(tuán)隊(duì)牽頭承擔(dān)的該電廠“懸榜”技術(shù)攻關(guān)項(xiàng)目，成功“揭榜破題”。
該廠尖峰凝汽器系統(tǒng)投運(yùn)后，空冷機(jī)組干濕聯(lián)合運(yùn)行模式使得冷端系統(tǒng)變得異常復(fù)雜，而且深度調(diào)峰循環(huán)水流量降低，出現(xiàn)了膠球收球率一直嚴(yán)重偏低問題，較大影響經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定運(yùn)行。數(shù)年來(lái)不少業(yè)內(nèi)外膠球廠家和專業(yè)公司乘興而來(lái)、留憾而去，甚至有知名廠商斷言“整個(gè)膠球裝置系統(tǒng)必須全部更換新的一套，否則無(wú)法徹底解決”。
面對(duì)挑戰(zhàn)，汽機(jī)所成立由黨員李燕平牽頭的攻關(guān)小組，帶領(lǐng)青年骨干高世杰、青可兒等迎難而上，通過現(xiàn)場(chǎng)診斷試驗(yàn)和系統(tǒng)性排查，開展關(guān)鍵裝置和系統(tǒng)整體的CFD流固體耦合建模仿真計(jì)算，終于找出了問題關(guān)鍵點(diǎn)，并提出“AIST先進(jìn)整體膠球系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù)”，進(jìn)行了基于最佳收球率的整體優(yōu)化及關(guān)鍵裝置、系統(tǒng)管路因地制宜改造的優(yōu)化論證。該較小投入的改造方案實(shí)施后，一次性投運(yùn)成功并實(shí)現(xiàn)收球率97%以上,而且正常運(yùn)行至今，成功打破了幾年來(lái)一直無(wú)法正常投運(yùn)的魔咒，也驗(yàn)證了技術(shù)攻關(guān)的關(guān)鍵服務(wù)支撐作用。
“我們也需要”
京津冀區(qū)域高比例消納新能源趨勢(shì)下，煤電機(jī)組深度靈活調(diào)峰壓力與日俱增，尤其是供熱機(jī)組冬季面臨保民生供熱和深調(diào)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的雙重難題。新的運(yùn)行條件下，過去業(yè)內(nèi)很多供熱煤電機(jī)組僅用純凝滑壓曲線“一根老線走到底”的局面，亟待改進(jìn)突破。
面對(duì)新問題，汽機(jī)所成立由青馬學(xué)員張浩峰、入黨積極分子杜未、黨員李燕平和青年骨干楊晉、高世杰等組成的課題小組，聯(lián)合張家口蔚縣電廠開展“高比例消納風(fēng)光新能源條件下的超超臨界供熱機(jī)組全工況滑壓優(yōu)化”專題研究。結(jié)合運(yùn)行條件特點(diǎn)，創(chuàng)新性地采用了“超超臨界多條件滑壓模型+優(yōu)化算法+多工況典型試驗(yàn)”的技術(shù)路線，一方面提高了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的針對(duì)性和建模計(jì)算的精確性，另一方面大幅減少了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)作業(yè)的成本及風(fēng)險(xiǎn)。并提出了“多邊界條件雙滑壓曲線的多工況平滑切換技術(shù)”。課題實(shí)施后，供熱工況下平均降低煤耗1.5克/千瓦時(shí)，節(jié)能效果十分顯著。
對(duì)此共性問題的優(yōu)化解決，某電廠技術(shù)人員聯(lián)系課題小組說(shuō)，“我們也需要供熱滑壓優(yōu)化”。經(jīng)過緊鑼密鼓的實(shí)施，該廠新投產(chǎn)超臨界機(jī)組實(shí)現(xiàn)供熱工況下平均降低煤耗1.8克/千瓦時(shí)。一句“我們也需要”，既說(shuō)明了來(lái)自生產(chǎn)一線的需求呼聲，也表明了一份對(duì)華北電力試驗(yàn)研究院技術(shù)服務(wù)的信任。
“這未必節(jié)能”
“深度調(diào)峰下，傳統(tǒng)熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組運(yùn)行方式是否有優(yōu)化節(jié)能空間？是否供熱工況就一定比純凝工況節(jié)能？”面對(duì)此現(xiàn)場(chǎng)問題，汽機(jī)所主任工程師、黨員劉巖牽頭，黨員楊國(guó)強(qiáng)、入黨積極分子杜未重點(diǎn)參與，聯(lián)合張家口發(fā)電廠等成立課題小組，深入開展了“面向深度靈活調(diào)峰機(jī)群的智慧優(yōu)化運(yùn)行關(guān)鍵技術(shù)”研究。
純凝和供熱工況的建模計(jì)算以及現(xiàn)場(chǎng)優(yōu)化運(yùn)行試驗(yàn)表明，傳統(tǒng)供熱能力象限條件下僅考慮安全為主的抽凝供熱運(yùn)行模式較為粗放，尤其是初末寒期供熱量較小時(shí)如果進(jìn)一步深調(diào)，可能導(dǎo)致不節(jié)能問題。課題小組針對(duì)供熱機(jī)群提出“臨界熱電比和供熱能效象限”指標(biāo)概念，依此通過指導(dǎo)關(guān)鍵參數(shù)的優(yōu)化運(yùn)行，在滿足安全約束下可以顯著提高供熱工況運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性，平均優(yōu)化降低煤耗2.5克/千瓦時(shí)。
“這未必節(jié)能”，這是對(duì)新形勢(shì)下熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組能效性能規(guī)律的重新認(rèn)識(shí)，也是“因小見大”對(duì)供熱機(jī)群精細(xì)優(yōu)化運(yùn)行的有益探索。
“難度即高度”
作為華北網(wǎng)京津冀區(qū)域首臺(tái)600MW、集團(tuán)公司首臺(tái)600MW和業(yè)內(nèi)首臺(tái)雙聯(lián)通管600MW機(jī)組切缸供熱增容改造，盤山電廠4號(hào)機(jī)組靈活性切缸面臨高中缸分缸、四缸四排汽、雙中低壓聯(lián)通管、帶無(wú)刷勵(lì)磁機(jī)復(fù)雜長(zhǎng)軸系的動(dòng)力學(xué)特性異常敏感難題挑戰(zhàn)。
針對(duì)該引進(jìn)西屋技術(shù)機(jī)型存在長(zhǎng)軸系振動(dòng)響應(yīng)偏大先天性問題的項(xiàng)目特點(diǎn)，由汽機(jī)所青年黨員楊國(guó)強(qiáng)牽頭，從長(zhǎng)距離供熱邊參數(shù)選型、主輔機(jī)適配性論證，和切單雙缸控制邏輯優(yōu)化、小流量切缸軸系穩(wěn)定性分析、平滑切缸關(guān)鍵策略、動(dòng)態(tài)健康監(jiān)測(cè)等開展全過程深度服務(wù)，順利攻克了“易失穩(wěn)復(fù)雜長(zhǎng)軸系平滑切缸供熱”技術(shù)難題。
“難度即高度”，該項(xiàng)目成功實(shí)施，標(biāo)志著業(yè)內(nèi)最復(fù)雜軸系切缸供熱改造的完成，也使得該廠邁入長(zhǎng)距離供熱的節(jié)能降碳新階段。
“永遠(yuǎn)在路上”
在推進(jìn)能源轉(zhuǎn)型、賦能綠色發(fā)展的道路上，我國(guó)煤電機(jī)組深度靈活調(diào)峰將常態(tài)化，也將進(jìn)入深水區(qū)、少人區(qū)、無(wú)人區(qū)。如此規(guī)模的煤電機(jī)組既要確保自身安全和為電網(wǎng)兜底保供，又要持續(xù)節(jié)能高效運(yùn)行，在世界范圍內(nèi)無(wú)充分經(jīng)驗(yàn)可借鑒。為此，華北電力試驗(yàn)研究院汽機(jī)所專業(yè)團(tuán)隊(duì)也深知節(jié)能服務(wù)和技術(shù)創(chuàng)新“永遠(yuǎn)在路上”，在新能源革命的新征程上，始終堅(jiān)持“講科學(xué)、講技術(shù)、講民主、講規(guī)范”的工作作風(fēng)，勇于履職擔(dān)當(dāng)和敢于創(chuàng)新突破，做好節(jié)能降碳生產(chǎn)一線的排憂解難人。