乘科学发展之风 为可持续发展之源——京能集团建设酸刺沟煤矸石发电示范项目之路

内蒙古京泰发电有限责任公司

03-16 阅读次数: 新闻作者:京能集团

内蒙古京泰发电有限责任公司

2010年2月8日,内蒙古准格尔煤田腹地,北京能源投资集团有限公司(以下简称京能集团)旗下首台30万千瓦循环流化床机组建成投产,至3月9日,另一台机组顺利完成168小时试运、投入商业运行,一个集井口电站、煤矸石综合利用、煤电联营优势于一体的循环经济项目业已成形,其资源节约、效益领先、环境友好的典型特征犹如一泓清泉,为广袤的黄土高原注入了勃勃生机。

由京能集团控股建设的内蒙古准格尔矿区酸刺沟煤矸石电厂自启动前期工作到获得国家发改委核准历时两年,自开工建设至机组投产工期仅为17个月;实施了208项循环流化床锅炉技术改进,实现了施工全过程事故为零,锅炉点火、吹管、汽机冲车、机组并网、168小时试运等主要节点均一次成功;168小时试运期间,机组连续平均负荷率为101.5%、综合厂用电率为6.37% 、平均供电煤耗为352.48克/千瓦时 、热控自动化投入率100% 、热控保护投入率100% 、热控仪表投入率100% 、电气保护投入率100% 、全部电气仪表投入率100% 、主机轴振测试值 ≤72μm、调试方案和试验技术报告齐全、结论明确,,各项经济技术指标达全国同类机组领先水平;尽管面临建设期间设备材料价格高企、厂区沟壑纵横造成土建施工投入大等多重困难,经测算,其单位千万造价仍可控制在4400元左右,显著优于同类机组的造价水平;经对标分析,该项目取得了全国同类项目前期筹备效率最高、锅炉技术优化最多、工程造价最低、安全施工最好、北方地区建设周期最短等一系列辉煌业绩。这是京能集团继岱海电厂之后,秉承科学发展之风、为可持续发展之源的生动写照。

站在科学发展观的角度,追求资源综合利用的最大化。

我国作为煤炭生产和消费第一大国,每年产生的煤矸石达3.8亿吨。目前已累计堆放50多亿吨。在煤炭资源富集的鄂尔多斯地区,仅2008年产煤就达3.3亿吨,产生的煤矸石数量十分巨大。如果这些煤矸石得不到很好的消化和利用,势必会影响鄂尔多斯地区经济的可持续发展,同时对地方环境造成的伤害也将无法弥补。

京能集团在规划电源项目之时,以敏锐的战略眼光,携手内蒙古伊泰集团、广东粤电集团合资建设准格尔矿区酸刺沟煤矿及煤矸石井口电站(电站紧邻矿井),并将两个项目整体规划、同步推进,促使前期工作快速推进。其中,由内蒙古伊泰集团控股的酸刺沟煤矿于2007年9月获国家发改委核准,同年12月开工建设、2008年9月投产。其6号煤层年产煤炭1200万吨,其4号煤层年产煤炭400万吨,全部达产后每年产出煤炭1600万吨,通过重介洗煤系统加工,每年将产生煤矸石477万吨、煤泥240万吨,可作为发电燃料,通过皮带直接送入锅炉,没有中间运输环节,免去了燃料运输成本,发电效益显著。与煤矿配套建设的矸石电厂采用国际上普遍认可并为国内引进吸收的洁净煤发电技术——30万千瓦等级常压循环流化床(CFB)锅炉,具备燃烧煤矸石和煤泥以及准格尔低热值煤的优势,既保证了燃料供应、节约了发电成本,又做到了就地取材、消化了煤矸石对环境的不良影响。正是基于科学发展观引领下的战略决策,使京能集团紧紧把握住了国家实施节能减排政策的脉搏,奠定了煤电联营、循环经济项目可持续发展的基础,

由于采用了CFB技术,酸刺沟煤矸石电厂具有六项环保特性:

一是燃烧方式独特,脱硫效率高。将一定粒度和级配的煤粒与石灰石粉同时送入炉膛内,在高压流化风的带动下呈流化状态,一边流动一边燃烧。较低的燃烧温度(850摄氏度~900摄氏度,常规煤粉炉约1500摄氏度左右)、合理的配风、煤与石灰石粉进行脱硫反应时间较长、循环物料热容量大的燃烧组织方式与常规炬形火焰或W型火焰煤粉炉截然不同。这种独特的燃烧方式,使CFB锅炉不仅具有良好炉内脱硫功能(脱硫效率高达85%)。,而且易于操作,运行安全、稳定,技术经济指标优良,具有很强的低负荷适应能力,调峰幅度可达到满负荷的70%以上。

二是污染控制成本相对较低。CFB技术可实现炉内脱硫,只需向炉内加入价格低廉的石灰石粉就可以使烟气二氧化硫排放达到严格的环保排放标准要求,节约了建设脱硫设施的专项费用。采用低氮燃烧技术,使氮氧化物排放可以直接达到环保要求(其排放浓度小于250毫克/立方米,远低于450毫克/立方米的国家标准),几乎没有运行成本。  

三是燃料适应性广。可以同时燃烧矸石、煤泥以及低热值煤,可保燃料供应无虞且成本低廉。  

四是节约土地和水资源。由于不需另建脱硫设施,占地及耗水都少于常规机组。将煤矿疏干水作为生产水源,厂区生产及生活污水全部回收处理,作为绿化灌溉及消防、除尘水源,实现废水零排放,进一步实现了水资源综合利用。

五是除尘效率高。用布袋除尘器,除尘效率达99.75%,显著优于静电除尘效果。

六是能源就地转化,避免了燃料运输二次污染。

正是上述特性,使得酸刺沟煤矸石电厂与国际洁净煤电技术的发展方向趋同,符合日趋严格的环保政策,对于在煤炭富集区发展循环经济项目具有借鉴和示范意义。京能集团正确决策,京泰发电公司筹备者以高度的责任感,精心准备、积极协调、百折不挠,会同伊泰集团前期工作人员仅用一年时间就完成了煤电两个项目的相关资料及有关手续,两年后就相继获得国家发改委核准,为项目开工建设和获得经济与社会双重收益、走向可持续发展铺平了道路。

掀技术创新之风,攻克循环流化床技术难关。

煤矸石发电技术的关键在于循环流化床锅炉。我国于2005年底在四川白马电厂投产首台国外引进技术的30万千瓦CFB机组,此后,国内哈尔滨、东方、上海三大锅炉厂和中国电力工程顾问集团公司及下属六大电力设计院完成了技术引进及消化吸收。接着,我国进行了CFB锅炉国产化和自主研发具有自主知识产权的30万千瓦CFB锅炉的工作。至2008年5月底,国产30万千瓦CFB锅炉投入运行仅10台。由于技术引进及消化吸收需要一定过程,这些投产的CFB锅炉普遍存在爆管频繁、受热面磨损严重、冷渣器缺陷多、机组连续运行时间短等诸多缺陷。如何采取措施努力消除这些缺陷,提高锅炉设备运行可靠性,是摆在建设者面前的一道难题。

京能集团深知,准格尔地区煤矿众多、电站云集,同业竞争十分激烈,要想提高竞争力,就必须建成精品工程,使设备和系统运行的可靠性得到保障。于是,针对国内同类机组在设计及设备选型方面存在的问题,责成项目建设和管理单位——内蒙古京泰发电有限责任公司(以下简称京泰发电公司)派出工程技术和生产人员参加宝丽华、秦皇岛、蒙西发电等30万千瓦等级的矸石电厂的调试及试运,收集了大量技术资料,充分掌握了其设备和系统设计及制造方面存在的弊病,与东方锅炉厂、西北电力设计院进行了多次沟通,对酸刺沟煤矸石电厂的两台循环流化床锅炉系统实施了208项技术改进,并且与各参建单位充分沟通,在设计、施工、设备制造与安装环节加以落实,走出了CFB技术发展的创新之路。

在充分调研的基础上,针对循环流化床锅炉冷渣器运行不稳定问题,京泰发电公司会同设备制造厂家实施了多项重大技术改进:在冷渣器进口处安装防漏渣装置,将进渣口向外移动的灰渣再反送回冷渣器筒体内,同时在冷渣器进渣口处加装了迷宫式机械密封装置,在迷宫内装有密封填充料,完全保证进渣管处不漏渣;在冷渣器进渣口处安装拨渣和反堵料装置,防止灰渣在冷渣器进渣口处停留和堵塞,保证进渣的顺利畅通;冷渣器的冷却水由旋转接头输送,旋转接头采用浸树脂的石墨填料,密封比以前盘根密封更可靠;在冷却装置的头部(高温段)采用双头螺旋,让高温渣加快移动;采用超厚无缝钢管和加装防磨护套管方法,以提高冷却管束的使用寿命;在冷渣器炉渣通流接触的内胆、螺旋片高温段使用耐高温、温耐磨材料0Cr25Ni20,并采取特殊手段来强化材料表面的耐磨性能,增强耐磨性;设置超温、断水、低水压报警及保护装置,配套的电机采用节能、变频调速电机,并配带变频控制器及控制柜;就地控制箱留有与DCS系统硬接线接口,能实现就地和远方(DCS)操作。通过上述技改,酸刺沟矸石电厂两台锅炉的冷渣器在机组试运期间一直保持了安全稳定运行,克服了漏渣缺陷。

针对风机出力过大、风机效率低的问题,在设计院选型基础上,会同有关专家进行了论证,将引风机由静叶可调式修改为动叶可调式;会同设备厂家召开了循环流化床风机技术研讨会,对风机选型、参数的优化进行了论证,采取了5项优化措施,经过机组试运检验,解决了技术难题

对于循环流化床锅炉受热面易磨损、床料添加系统易堵塞等问题,京泰发电公司协调设计与设备制造方的技术人员,并邀请西安热工研究院专家,进行技术探讨,督促各方在设计和制造、安装阶段落实了20余项技术措施,经试运检验,锅炉运行可靠性得到了保障。

酸刺沟矸石电厂初设审查时原定采取其他矸石电厂通用的控制方案,即主机用DCS系统控制,输煤、除灰、化学水等外围系统使用PLC控制,并用PLC组成辅控网。在做了大量的调研和专题会后,京泰发电公司改为实施全厂主、辅系统DCS一体化控制的方案,经过认真比对和分析,采用国产控制设备,不仅节约了大笔费用而且扩大了自主知识产权的应用范围,并且有针对性地组织运行人员上仿真机培训,实现了辅控人员集控管理,打破了同类电厂燃、化、灰运行人员分设、各自独立值班的管理模式,不仅节约了人力成本,而且实现了辅助运行人员全能值班,提高了运行人员的整体技能。

经机组试运检验,酸刺沟煤矸石电厂两台300MW循环流化床机组各项经济技术指标均为国内同类机组之最优,甚至不亚于同等规模煤粉炉型机组的水平,其设备安全可靠性得到大幅度提升,一举扭转了此类机组稳定运行差、经济技术指标低的局面,而且为实施二期扩建工程,开展最先进的60万千瓦超临界CFB技术攻关积累了经验,对于进一步促进国家煤矸石综合利用具有深远的战略意义。

树精细化管理之风,着力建设精品工程。

作为京能集团首个煤电联营项目,京泰发电公司志存高远,自开工建设之日即确定了“创安全、质量、工期、造价、文明施工全国同类项目五领先”的目标,并为实现这样的目标而协同各参建单位勤勉奋进、科学筹划,编制并完善了一系列施工管理制度,建立了工作流程,使施工过程控制有章可循、有章必循,并督促监理去贯彻落实,充分发挥监理工程师“四控制、两管理、一协调”的作用,使精细化管理由理念落实到行动,体现在项目管理的各个环节,展示于工程建设的非凡业绩:

实施了安全文明施工整体策划,建立并推行了安全管理综合预控方法,以危险点预控控制施工中人为失误造成的不安全事件,用安全性评价避免施工各个环节、各个岗位安全隐患扩大而发生事故,依靠强有力的安全监察体系和安全技术措施保证项目管理的本质安全,实现了施工全过程施工为零、施工区域模块化管理,在华北区域电力建设安全专项检查中,获得电源建设项目第一名。

坚持“基建同行对标、过程一次成优”的质量理念,做到设备优选、样板引路、过程监控,经内蒙古电力质监中心站检验,两台机组汽机机座、空冷支柱、厂房结构、输煤栈桥等混凝土施工做到了内实外光、棱角分明、线条流畅、烟风道制作整体成型良好,焊接质量高、工艺先进;两台锅炉焊口合格率均达到99.6%,高低压管道清洁、密封性能良好,锅炉吹管质量达到高标准;分项、分部工程合格率为100%,建筑工程优良率高于90%,安装工程优良率高于95%,土建及设备安装质量各项指标全部符合规范要求,被质检专家誉为内蒙古地区近两年来电力工程建设质量的最高水平。

为达成先进工期,督促各参建单位严抓各项工作衔接,在设计图纸催交、现场工程进度、辅机排产、主机设备交货等各个环节明确目标、责任到人。所派出催图人员常驻设计院负责联络相关事宜,即使冒着汶川大地震后西安多次余震的危险也不停止工作。工程部、检修部、运行部的技术人员经常与工程主设人员沟通,确保工程设计所需设备资料及时到位,多次召开专题会议,明确图纸交付日期并建立责任制,加以认真落实。公司领导多次前往东方锅炉厂、上海汽轮机厂、上海发电机厂协调设备排产、交付事宜,适时宣传工程建设进展情况,以真诚和勤奋取得厂家的理解与支持,在电力设备供应紧张的情况下,厂家优先安排本项目设备排产计划,各项设备得以及时供货。公司高度重视主机设备及重要辅机设备的监造与前检工作,选派监造队伍进驻设备厂家,锅炉和主厂房钢结构厂家也派专人进行监造,有力地保证了设备质量的提高,同时减少了设备返厂延误工期情况的发生。通过持续努力,尽管横跨越两个冬季施工,仍取得了全国北方地区建设周期最短的成绩。

通过在立项决策、工程设计、招标采购施工管理、竣工结算五个环节采取有效措施,建章立制、规范流程,工程造价始终处于可控状态。

推行“4S”管理,建立了创国家优质工程工作体系,现场整洁有序,文明施工长期保持了高标准。

打造循环经济链条,充分发挥资源综合利用价值

京能集团没有止步于建设煤矸石发电示范项目,而是根据当地煤炭及矸石富含氧化铝成分(酸刺沟矸石电厂产生的灰渣及灰分含三氧化二铝高达48%)的特点,立足于资源就地转化、进一步延伸资源综合利用产业,正在着手开展当地工业园区的前期工作。

该工业园区着眼于对矸石发电产生的灰渣和灰分进行资源再利用,通过煤矿、煤矸石电厂和氧化铝及硅铝钛合金工业项目的一体化,真正实现循环经济的集约式发展。

一个年产50至100万吨氧化铝及硅铝钛合金的工业项目以及水泥加工项目正在进行初步可行性研究,随着这些项目的启动,将有力地推动实现当地经济全面、协调、可持续发展,为建设资源节约型社会贡献力量。

“问渠那得清如许,为有源头活水来”。由酸刺沟煤矸石电厂建设所带来的科学发展之风、技术创新之风、精细管理之风,带来了京能集团及其所属京泰发电公司高起点规划、高水平建设、高质量投产、高素质团队,形成了推动企业可持续发展的不竭源泉,必将在今后的生产运营过程中发挥其持久、巨大的影响力 。

京公网安备 11010502033142号

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