7月15日,江蘇常州暑氣正盛,國家能源集團(tuán)江蘇常州公司(以下簡稱“國能常州電廠”)二期擴(kuò)建工程廠區(qū)內(nèi),3號機(jī)組正平穩(wěn)運(yùn)行,汽輪機(jī)的轟鳴聲沉穩(wěn)有力。主控室內(nèi),巨大的顯示屏上清晰顯示著“國能常州電廠3號機(jī)組168小時(shí)滿負(fù)荷試運(yùn)行圓滿成功”的字樣,標(biāo)志著該機(jī)組正式投入商業(yè)運(yùn)營,較計(jì)劃時(shí)間提前了44天。
迎峰度夏以來,江蘇用電負(fù)荷不斷刷新歷史最高紀(jì)錄。作為江蘇省首批“先立后改”清潔高效支撐性電源項(xiàng)目,在迎峰度夏用電負(fù)荷屢創(chuàng)新高的關(guān)鍵時(shí)期,該機(jī)組的投產(chǎn)為區(qū)域能源供給送上了“及時(shí)雨”,也揭開了火電行業(yè)綠色轉(zhuǎn)型的新篇章。
據(jù)悉,國能常州電廠二期項(xiàng)目全部建成投產(chǎn)后,該公司年發(fā)電量將達(dá)到160億千瓦時(shí),約占常州市全社會用電量的四分之一,每年可節(jié)約標(biāo)煤約1.5萬噸,實(shí)現(xiàn)二氧化碳減排約4萬噸。
突破技術(shù)瓶頸:
一座以創(chuàng)新為引擎的火電站
國能常州電廠3號機(jī)組的投產(chǎn),首先體現(xiàn)在一系列關(guān)鍵技術(shù)的突破上,其中,“六個(gè)首次”創(chuàng)新集成是最鮮明的標(biāo)簽。走進(jìn)機(jī)組控制區(qū)域,全國產(chǎn)核電iDCS控制系統(tǒng)正在高效運(yùn)轉(zhuǎn),這是國內(nèi)首次將該系統(tǒng)應(yīng)用于火電機(jī)組。
“你看這,芯片、軟件、知識產(chǎn)權(quán)全是咱們自己的,這才是真正的‘中國芯’發(fā)電?!眹艹V蓦姀S黨委書記、董事長左克祥頗為激動地說。據(jù)介紹,該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了芯片100%國產(chǎn)化、軟件100%國產(chǎn)化、關(guān)鍵核心知識產(chǎn)權(quán)100%自主可控的“三個(gè)百分百”重大突破,搭建起主動防御、邊界防護(hù)、集中監(jiān)管的全方位安全架構(gòu)。更值得關(guān)注的是,它支持不少于35種智能計(jì)算、65種數(shù)據(jù)分析方法和20種主流機(jī)器學(xué)習(xí)算法,為機(jī)組的智能化運(yùn)行提供了強(qiáng)大支撐,大大推進(jìn)了關(guān)鍵核心技術(shù)國產(chǎn)化進(jìn)程。
在熱能利用方面,百萬機(jī)組高效供熱柔性回?zé)峒夹g(shù)的首次使用,讓機(jī)組在能效提升上邁出了一大步。該技術(shù)首創(chuàng)主蒸汽抽汽與汽電雙驅(qū)協(xié)同調(diào)控機(jī)制,集成煙氣再循環(huán)智能切換與輔機(jī)單雙列協(xié)同運(yùn)行模式,重構(gòu)了熱能分配路徑。在超低負(fù)荷工況下,能使主再氣溫各超過50攝氏度,有效解決了低負(fù)荷欠溫這一行業(yè)難題。數(shù)據(jù)顯示,僅此一項(xiàng)技術(shù)就可節(jié)煤6.0克/千瓦時(shí)以上、降低廠用電率約2個(gè)百分點(diǎn),顯著提升了機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性。
“多路分倉+儲能粉倉”技術(shù)的首次集成應(yīng)用,則讓機(jī)組在燃料供給靈活性上實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的飛躍。傳統(tǒng)百萬機(jī)組切換煤種以小時(shí)計(jì)、制粉以分鐘計(jì),而該技術(shù)將切換煤種時(shí)間縮短至分鐘級、制粉供粉時(shí)間縮短至秒級,有效破解了燃料供給與負(fù)荷需求動態(tài)匹配難題?!斑@不僅提高了機(jī)組響應(yīng)電網(wǎng)需求的能力,還大大增加了機(jī)組摻配摻燒的靈活性,使機(jī)組升降負(fù)荷速率水平達(dá)到同類領(lǐng)先,為電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻提供了有力支持?!弊罂讼檎f。
升級運(yùn)行模式:
一座以智能為核心的新型火電站
3號機(jī)組的“新型”特質(zhì),更體現(xiàn)在其智能化的運(yùn)行模式上,比如全工況自適應(yīng)啟停技術(shù)的首次實(shí)現(xiàn)。煤電深度調(diào)峰常態(tài)化背景下,傳統(tǒng)百萬機(jī)組在頻繁啟停過程中,不同程度存在著狀態(tài)切換時(shí)機(jī)組控制難度增加、輔機(jī)設(shè)備配合協(xié)同效率低下、頻繁啟停操作失誤率攀升等問題,對機(jī)組安全和響應(yīng)及時(shí)性帶來負(fù)面影響。為解決上述問題,國能常州電廠二期項(xiàng)目運(yùn)用機(jī)組快速啟停智能控制技術(shù)(“I-APS”技術(shù)),首次實(shí)現(xiàn)百萬機(jī)組全工況自適應(yīng)啟停,設(shè)計(jì)啟停斷點(diǎn)小于3個(gè),顯著縮短了機(jī)組狀態(tài)切換響應(yīng)時(shí)間。
“耦合熱泵回收閉冷水廢熱”技術(shù)的首次運(yùn)用,為機(jī)組節(jié)能降耗開辟了新路徑。該技術(shù)從空預(yù)器入口高溫?zé)煔忾_始,逐級回收煙氣余熱及引風(fēng)機(jī)溫升,并利用空預(yù)器出口煙氣加熱水溫,實(shí)現(xiàn)了閉冷水廢熱的高效回收利用。這一過程降低了機(jī)組供電煤耗,讓原本被浪費(fèi)的低品位熱能得到了充分利用,是機(jī)組在綠色低碳發(fā)展上的重要創(chuàng)新。
機(jī)組全生命周期實(shí)時(shí)健康評估技術(shù)的首次使用,為機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行筑起了“防護(hù)墻”。該技術(shù)融合數(shù)字孿生與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù),實(shí)現(xiàn)對關(guān)鍵敏感部位的全“場”信息監(jiān)測,解決了變工況下關(guān)鍵部件性能退化難預(yù)測的難題。同時(shí),開發(fā)了故障機(jī)理與數(shù)據(jù)驅(qū)動相結(jié)合的輔機(jī)故障診斷與健康狀態(tài)評估建模技術(shù),構(gòu)建起故障預(yù)警-診斷-健康評估一體化智能平臺,為機(jī)組的安全高效運(yùn)行提供了全方位保障。
此外,該機(jī)組還集成了二次再熱技術(shù)、寬負(fù)荷節(jié)能技術(shù)、智能發(fā)電等28項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù),進(jìn)一步凸顯了其在高效、靈活、低碳、智能等方面的優(yōu)勢,成為新一代煤電技術(shù)的典范。
拓展服務(wù)邊界:
以協(xié)同為特色的綜合能源服務(wù)商
在采訪中,記者從左克祥口中聽到的高頻詞非“能源島、環(huán)保島”莫屬。他希望,未來每一座電廠都能成為當(dāng)?shù)爻鞘械闹匾A(chǔ)設(shè)施配套。
事實(shí)上,國能常州電廠早已超越了傳統(tǒng)火電站的范疇,它正以“一心兩脈”的發(fā)展路徑,向綜合能源服務(wù)商轉(zhuǎn)型。在國能常州電廠的污泥處置中央控制室里,一面“無廢城市協(xié)同作戰(zhàn)圖”格外醒目:紅色線條標(biāo)注污泥輸送管網(wǎng),藍(lán)色線條連接工業(yè)余熱用戶,黃色光點(diǎn)閃爍處是建筑廢料預(yù)約處置點(diǎn)。這種“以電廠為樞紐”的城市固廢治理模式,正重塑傳統(tǒng)政企關(guān)系——企業(yè)不再是單一的電力生產(chǎn)者,而是集污泥處置、余熱供應(yīng)、固廢資源化于一體的“城市環(huán)境服務(wù)商”。
據(jù)介紹,3號機(jī)組配套建設(shè)了污泥協(xié)同處置項(xiàng)目,采用干化耦合摻燒一體化工藝,對多種城市污泥進(jìn)行無害化、減量化、資源化處理。該項(xiàng)目每年可消化大量市政污泥,相當(dāng)于解決了常州相當(dāng)比例的污泥處置難題,實(shí)現(xiàn)了“污泥—能源—建材”的閉環(huán)利用,累計(jì)處置污泥量、減排二氧化碳量和節(jié)約標(biāo)煤量均取得顯著成效,既解決了環(huán)境問題,又創(chuàng)造了經(jīng)濟(jì)效益。
“傳統(tǒng)電廠盯著煙囪,我們盯著城市‘代謝’?!弊罂讼樵谥骺厥抑钢鴮?shí)時(shí)跳動的監(jiān)控大屏介紹,通過自主研發(fā)的“低壓蒸汽干化+高溫焚燒”技術(shù),電廠每年消化15萬噸市政污泥,相當(dāng)于破解常州40%的污泥處置難題。數(shù)據(jù)顯示,自試點(diǎn)以來企業(yè)累計(jì)處置污泥47.47萬噸,減排二氧化碳17.62萬噸,節(jié)約標(biāo)煤6.78萬噸,燃料成本降低6780萬元,更帶動全市固廢綜合利用率攀升至78%。
在能源供應(yīng)方面,國能常州電廠不斷拓展對外供汽、供熱等綜合能源供應(yīng)市場。一期機(jī)組已實(shí)施化水增容改造,開辟多條供熱管線,供熱能力得到大幅提升;二期建成后,供熱能力將進(jìn)一步增強(qiáng)。同時(shí),還首創(chuàng)電廠對外供應(yīng)壓縮空氣項(xiàng)目,為周邊高端制造園區(qū)輸送工業(yè)氣體,每年可為用戶節(jié)省大量電力,實(shí)現(xiàn)了能源的高效利用和協(xié)同供應(yīng)。
不僅如此,國能常州電廠還積極推進(jìn)低品位能源循環(huán)利用,將循環(huán)水溫排水作為LNG站點(diǎn)熱源,減少了LNG站點(diǎn)能耗和碳排放;利用電廠余熱、廢熱實(shí)現(xiàn)城市集中供暖,提升居民生活品質(zhì),降低能耗水平;開展中水回用,讓再生水為城市“解渴”,助力提高再生水利用率。
從“六個(gè)首次”的技術(shù)突破,到“一心兩脈”的服務(wù)轉(zhuǎn)型,國家能源集團(tuán)常州3號機(jī)組的投產(chǎn),不僅是新一代煤電技術(shù)火電機(jī)組的誕生,更是一個(gè)行業(yè)加速綠色轉(zhuǎn)型的縮影——當(dāng)鋼與火的傳統(tǒng)工業(yè),遇上智能與綠色的時(shí)代浪潮,火電正從“高碳標(biāo)簽”變?yōu)椤暗吞枷蠕h”,在新型電力系統(tǒng)的構(gòu)建中,書寫著屬于自己的新篇章。