2011.12.1国电大同电厂调研报告

国电电力大同发电厂调研报告2011年11月30日至12月4日，受公司委托在总经理马志明的带领下，发电部刘建忠和生技部吴学斌对国电电力发展股份有限公司大同第二发电厂（国电电力大同发电有限责任公司）进行了调研学习，主要一、概况国电电力大同发电有限责任公司总装机容量372万KW，一期工程共安装六台国产20万千瓦发电机组（1—6号机组），二期两台60万千瓦亚临界直接空冷机组（7、8号机组）于2005年投产发电，三期工程2×66万千瓦超临界直接空冷机组于2009年10月全部竣工，共计10台机组，其中三期2台66万机组于2011年进行供热改造，目前全部为供热机组，承担大同市3000×104m2的供热面积二、生技部职责及人员配置生技部负责运行、检修、基建、技术监督、节能、可靠性等的技术管理工作，设一正二副主任，一名副主任负责机组运行管理，另一名副主任负责机组检修管理，下设检修计划主管1名，汽机专业主管和汽机专责各1名，电气一次专业主管1名，电气二次专业主管1名，热控专业主管1名，节能管理主管1名，节能管理专责2名（发电部锅炉和汽机专业各1名），锅炉专业主管和锅炉专责各1名，输煤、灰硫、土建、化学专责各1名，金属监督压力容器专责兼科协全质计量管理1名，综合管理专责1名，缺陷管理、可靠性专责1名，费用主管1名。生技部下辖3个班，化学试验班、热效率班和信息中心。生技部作为公司一级管理体系，履行以下管理职责：1、在生产副厂长及总工程师的直接领导下，行使厂级生产技术监督、管理职能。2、负责生产管理各类规章制度、技术管理标准的制定的制订与下发，对各部门的执行情况进行检查与考核；3、负责技术监督、反措计划的制定，并监督实施与完成；4、负责检修项目计划的审定、费用的落实、计划任务书的下达；5、负责非标项目技术方案、措施的审定；6、负责外委工程项目的审定、施工队伍及费用的落实、质量监督与验收工作；7、负责检修监督检查、质量三级验收；8、负责技改工程、重大非标项目的安排、实施全过程管理和质量检查验收管理工作；9、负责生产费用的预算与管理，材料计划、外委工程费用的审核；10、负责节能管理工作。每月定期召开节能分析会，工作直接布置到三级管理单位；11、参加生产调度会议,汇报运行上存在的问题并提出处理意见,按生产副厂长或总工程师的指示，组织、协调发电部、检修公司予以完成。12、组织编制、修订、审核现场运行规程、运行生产技术管理制度、全厂性的系统图等,划分运行各专业的设备管辖范围及职责分工,并督促执行。13、组织全厂性的运行分析会议,运行管理工作会议,主持专业性的运行分析会议,并提出分析报告。14、参加事故调查分析,组织设备异常分析，编写事故分析及设备异常分析的技术报告。15、会同有关部门编制或审核全厂性的反事故演习方案、反事故技术措施计划、现场培训计划、省煤节电措施计划等,并组织或参加实施。16、经常深入现场,掌握主要设备的运行状况及缺陷状况,检查指导现场运行规程和技术管理制度的执行情况,检查指导运行车间（部）和运行现场,做好各项基础管理工作,并负责考核。17、负责可靠性统计及设备评级的管理工作，负责设备可靠性的分析、月度总结与数据上报工作；18、负责科技项目、信息化项目及其他政府部门要求上报的获奖项目申报及资料汇总工作，负责合理化建议的日常管理工作19、负责全厂设备、建（构）筑物的设备分工的管理工作，负责对检修公司、燃料、化学车间以及后期管理部之间的设备划分、协调管理工作；20、全面负责生产设备的缺陷管理工作；侧重于缺陷管理标准的修编、检查与考核，侧重于备件影响延期未消缺陷、历史遗留缺陷、二三类停机缺陷的管理、检查、跟踪落实、协调工作；21、负责与国电公司、华北（及山西）电网等上级管理机构和地方政府的工作联系与协调；22、负责与电科院等技术监督部门的工作联系与协调；23、负责全厂年度检修计划的申报工作；24、负责日常生产管理、技术监督等的对外报表工作；25、全面负责对所辖信息班、化验班、热效率三个班组的安全生产及日常管理。三、汽轮机高效化检修方案与生技部汽机主管和专责就汽轮机本体检修进行了沟通，大同电厂检修公司在汽轮机本体揭缸检修方面强调洼窝中心和汽封间隙的精心调整，对空扣缸间隙超标的部套进行中分面研磨以使其达标，以全实缸滚汽封进行汽封间隙的验收。在做细检修工艺的同时，也通过采取更换阻汽片、使用新型汽封和更换动叶片等技术改造措施来提高缸效。以下是大同电厂“2011年#1机高中低部分汽封改造项目实施技术方案”和“2011年#9机通流改造项目实施技术方案”，供大家参考学习。四、检修管理大同发电有限责任公司检修管理以“分级管理、各有侧重，重心下移、现场指导”的管理思路，实施三级管理体系，一级为生产技术部和安健环部，二级为检修公司，三级为检修各分公司，并对各级管理体系的职责进行了明确划分。生产技术部的检修管理主要从设备的全过程管理，设备检修和保养的规范化，检修制度建设，设备技术改造等几个方面来进行的。五、空冷冬季防冻保温及优化运行（一）、空冷岛的防冻：大同第二发电厂总共有10台机组，装机总容量达到372万KWH，其中有全国最早的两台200MW海勒式空冷机组，两台600MW和两台660MW的直接空冷机组，在空冷机组运行方面有着及其丰富的经验，尤其是大同地区环境温度最低可达－27℃1、低背压防冻：通过现场的实际观察，环境温度在－10℃2、空冷系统防冻的优化运行：空冷凝汽器是一种直接暴露在大气中的大型换热器，在冬季低温条件下容易发生结冰现象。大同二电同北京百川通科技有限公司合作实施的空冷防冻及背压优化软件系统，将会预测出在当时运行工况及环境条件下，空冷岛结冰时对应的机组运行背压。电厂安装该软件系统后，不仅可有效防止直接空冷机组冬季的结冰，同时还可以在防冻基础上，通过适当调整机组背压，进一步提高机组运行的经济潜力，减少实际运行中为了单纯防冻牺牲经济效益的盲目性。另外，在相应的环境条件下，空冷岛实际运行中个别单元的个别区域更容易结冰，在这些特殊区域安装温度测点，与防冻软件相结合，双重保险，更有效地达到防冻目的。将空冷岛上数采仪采集到的数据引入到厂DCS系统，通过定制DCS监控页面，实时显示空冷岛上各换热单元的温度变化，并设置相应的告警信息，当有温度过低时，提醒运行人员及时采取必要措施避免空冷岛结冰。还可将DCS数据接入到厂SIS系统内存储起来，然后送入冬季优化运行软件系统，与计算值进行比对，提高软件的预报精度，并且为事后分析提供依据。该软件系统是建立在SIS系统上的分析软件，目前大同二电和东胜都在进行此项工作，此项工作对空冷岛的防冻有着积极的指导意义，同时避免了人工用红外测温枪的测量工作，节省了人力和加强了调整的时效性。3、机组启动过程中的防冻：空冷机组最容易发生冻结的情况为机组启动的过程，本次调研重点对机组启动过程的控制进行了交流。大同二电的2×600MW机组采用高压缸启动（不带旁路），2×660MW机组采用高中压缸联合启动（带旁路），通过交流得知在机组启动的过程中最主要还是控制机组启动时间，尽量缩短暖机时间，尽快并网进行低负荷暖机，达到最小防冻流量以上，确保空冷岛不发生大面积冻结，即使发生局部结冰也会回暖过来。4、正常运行中的防冻：大同二电在正常运行中，也尽量不采用关闭蒸汽隔离阀切列进行防冻的手段，目的也是防止蒸汽隔离阀不严造成空冷岛冻结的事故发生，只有当环境温度低于-20℃，机组背压出现晃动较大、空冷风机长时间在低频率运行且调整困难，局部管束有冻结现象情况时，才会选择关闭相对严密的蒸汽隔离阀。蒸汽隔离阀关闭后，关隔离阀前确认隔离阀伴热投入，检查隔离阀关闭信号反馈正常，同时必须专人就地确认阀门完全关闭（指示到位），每班定期对关闭隔离阀排的分配管管壁、管束及下联箱温度进行实测，发现隔离阀不严或对应抽气口温度下降至-105、应急防冻物资的储备：大同二电在空冷岛上储备了很大数量的彩钢板，环境温度极低，防冻困难时对空冷翅片下部的防冻死点进行遮盖，减少冷却面积的同时还可以通过周围温度高的管束对温度低的管束回暖，据了解现场应用情况良好。我公司防冻物资备有部分棉帆布，棉帆布风一吹会飘起来，不好固定，如果和大同二电一样再备有一定数量的彩钢板在低负荷时对每一列的1、5单元的部分顺流管束下部的防冻死点进行遮挡，则我公司空冷岛的防冻压力降大为减轻。6、凝结水过冷：从大同二电空冷机组的现场运行数据观察，目前环境温度在-10℃以下，空冷风机普遍采取超频运行的方法降低背压，使凝结水过冷度达8℃左右，凝结水过冷度增大使冷源损失增大，凝结水温度降低导致给水温度降低，给水在锅炉中的吸热增大，会造成煤耗增加，同时空冷风机的超频运行又增加了厂用电率，也会造成煤耗的增加，所以这种过度追求低背压运行的方法是不经济的，针对这种情况也同该厂技术人员进行了交流，目前我公司机组的凝结水过冷度要求不大于（二）、空冷水幕喷淋降温系统的应用：1、空冷水幕喷淋的原理：由于直接空冷系统是直接利用干空气进行冷却，因此直接空冷机组的出力取决于进入空冷器的空气干球温度。通过进一步的研究发现：在空冷器进口采用雾化增湿方法可以有效地降低空冷器入口空气的温度，能显著提高空冷器的冷却能力。雾化增湿系统如图1所示，其工作原理是：水经过喷嘴雾化形成一定粒径的雾滴，雾滴在运动过程中与空气充分混合并迅速蒸发，由于水的汽化潜热较大，水蒸发时会大量吸收空气中的热量，从而降低空气的干球温度，然后将降温后湿空气送到空冷散热器，以提高空冷器的换热量，提高机组的运行真空，增加夏季出力。图1喷淋系统2、空冷水幕喷淋降温系统的应用：大同二电的四台直接空冷机组，空冷岛都安装了水幕喷淋降温系统，#7、#8机空冷岛原喷淋降温系统，运行几年后，发现喷嘴雾化效果不好，雾化喷嘴堵塞，还出现空冷单元内“湿底”现象，造成耗水量大的现象；另外由于三角区内气流脉动较大，支管细长，在长时间气流和机械震动的作用下，喷嘴会脱落、管道焊缝有时会断裂；鉴于上述原因该厂在2011年对空冷岛水幕喷淋系统进行了改造，选用了雾化效果更好的喷头，增加了喷头的个数（每个单元18个），喷淋泵采用变频控制等手段，使空冷水幕喷淋系统更加完善。改造后，在实际运行中投入喷淋系统可以使机组背压下降7KPa，对机组的经济效益影响显著。3、我公司目前的现状：我公司目前两台机组空冷岛都没有装设水幕喷淋系统，在2011年4月份对国电东胜公司的喷淋系统进行了调研，有初步安装水幕喷淋系统的意向，但由于是新投产机组，不适宜进行重大设备改造及需在夏季高温期考验的性能的因素的影响，最终没有安装。通过2011年夏季高温期的运行情况来看，我公司两台机组的出力严重受到运行背压制约，最高可达35KPa以上，背压达到35KPa左右时，排汽温度高达75℃（三）、空冷岛的优化运行：国电大同发电有限责任公司2×600MW机组是当时国内投产的最大容量的直接空冷机组，新机组投产以来大同发电有限责任公司做了大量的工作，机组的基本运行状况良好，但由于空冷机组运行特性及经济性受环境气象条件的影响很大，加之国内缺乏大型空冷机组运行经验，给机组及空冷系统的安全经济运行及风机控制方式的确定带来很大的困难，为了整体提高机组及空冷系统的安全经济运行水平，电厂决定开展机组及空冷系统的优化运行试验工作，并委托山西世纪中试电力科学技术有限公司开展此项工作。山西世纪中试电力科学技术有限公司根据电厂的有关要求，在对空冷系统相关特性全面试验调整的基础上，确定了不同季节工况的空冷系统的基本运行方式，尤其是冬季空冷系统的运行方式；分析了影响空冷系统安全经济运行主要问题，结合主机热力特性试验，通过对机组及空冷系统的变工况特性分析研究，初步确定了机组及空冷系统的优化运行方式，具体实验的项目有：1、通过不同环境条件下，风机运行方式变化的试验，确定风机的出力、耗功与转速及环境温度的变化关系，为风机的优化运行提供依据。2、通过空冷系统的特性试验，获得在不同气象环境温度、不同负荷、不同风机运行方式下空冷散热器的散热量、排汽压力、凝结水温度等的变化关系，全面掌握机组空冷系统的工作特性，为机组的经济运行提供依据。3、通过空冷岛的防冻运行调整试验，确定合理的防冻安全经济运行方式。4、通过对空冷系统不同的风机组运行方式进行经济性分析，分析不同运行条件变化对机组经济性的影响程度，为合理确定机组及空冷系统的优化运行创造条件。5、通过机组变工况特性研究，确定主机合理的定—滑—定运行方式，并实现定—滑—定运行方式的优化控制。6、通过机组及空冷系统特性的研究，确定不同负荷、不同环境温度下的空冷系统的优化控制运行方式。7、计算分析空冷换热器不同清洁程度对机组背压的影响，为空冷系统的运行维护工作提供技术指导。8、通过试验比较分析喷淋减温装置投运的经济性。该厂通过上述试验，确定了风机频率与功耗的关系、背压变化与功率变化的关系、环境温度与背压的关系、散热量与背压的关系、热耗与背压的关系、背压对功率的修正关系等，为运行人员对空冷系统的控制提供了依据，同时定—滑—定运行方式的优化控制的确定，也为机组运行方式的合理调整提供了指导。我公司目前人员运行空冷系统的经验也相对欠缺，急需要通过热力实验来对空冷岛的运行进行优化，尤其是风机频率与功耗的关系、背压变化与功率变化的关系、定—滑—定运行方式的确定。六、机力通风冷却塔的防冻措施大同二电两台超临界直接空冷机组，设置有6台机力通风冷却塔，目前有三台机力通风冷却塔改造有热泵提取冷却水的热量不用上塔运行，剩下三台正常上塔，通过与技术人员交流，该厂对冷却塔防冻的措施主要是保持冷却水正常上塔运行，冷却水温度低时可适当开启旁路运行，没有发生大面积挂冰的现象。通过现场调研，该厂冷却塔系统设置与我公司基本相同也设置有旁路门、化冰门。目前我公司化冰门为防止门体拉裂的事件发生，已全部将后法兰解开，对机力通风冷却塔的防冻带来一定的困难，从去年的运行情况看，可能会造成冷却塔少量挂冰的现象，只能通过人工捣冰的办法清除，但总体来看机力通风冷却塔的防冻压力不大。七、节能技改情况1、大同发电有限责任公司#7、#8机空冷岛原喷淋降温系统，运行几年后，发现喷嘴雾化效果不好，雾化喷嘴堵塞，夏季运行时起不到降温作用，负荷带不上，发电效益受损。#8机、#7机在2011年先后委托北京百川通科技有限公司对原喷淋系统的喷嘴型号及数量、离心水泵、系统布置等进行了优化。优化后喷嘴布置示意图2、热泵机组技术改造国电大同第二发电厂结合#9、#10机组供热抽汽改造工程，采用溴化锂吸收式热泵机组回收循环水余热集中供热，是热泵技术在电厂中的又一种成熟技术的应用。国电东胜热电是利用热泵技术回收汽轮机部分排汽的余热进行热网循环水的初期加热。采用9、10号机组供热抽汽作为驱动汽源，选择10台XRI8-35/27-3489(60/90)型第一类溴化锂吸收式热泵机组最大限度回收利用9、10号机组的辅机循环水余热，进、出热泵的循环水温度分别为35℃、27℃，冬季运行时必须控制辅机冷却水上塔温度为35℃，循环水温升8℃，控制循环水总流量为20172t/h，热泵将三期60℃的热网回水加热到90℃，再利用9、10号机组热网首站中的汽水换热器将热水温度提高到110℃该工程静态总投资16125万元。热泵技术实际是溴化锂空调的一种变形，技术比较成熟。溴化锂吸收式热泵机组是一种以高温热源（蒸汽、高温热水、燃油、燃气）为驱动热源，溴化锂溶液为吸收剂，水为制冷剂，回收利用低温热源（如废热水、乏汽）的热能，制取所需要的工艺或采暖用高温热媒（热水），实现从低温向高温输送热能的设备。热泵由发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器和热交换器等主要部件及抽气装置，溶液泵和冷剂泵等辅助部分组成。抽气装置抽除了热泵内的不凝性气体，保持热泵内一直处于高真空状态。对于电厂的循环水改造项目，一般是用汽轮机抽汽作为驱动热源。由于吸收式热泵受循环水温度、热网回水温度、驱动蒸汽参数的限制，不能将热网水加热到需求的温度，因此，一般的设计是将热泵串联于热网首站作为基本负荷加热器，设置常规的汽水换热器作为尖峰负荷加热器。系统的容量一般以热负荷需求为基础进行设计，再根据热网参数、循环水参数、蒸汽参数进行热泵选型。该技术适用于供热扩容、纯凝机组供热改造等项目，需有新建热泵厂房的场地。关键设备就是溴化锂热泵机组，热泵的价格一般与其运行的参数和容量有关，单台价格在300-900万元之间不等。3、供热抽汽改造#9、#10机组为哈尔滨汽轮机厂生产的超临界三缸四排汽CLNZK660-24.2/566/566型汽轮机，改造前汽轮机设计主要技术参数如下：额定功率：660MW；最大功率：717MW；新汽压力：24.2MPa；新汽温度：566℃再热温度：566℃额定进汽量：1933t/h；最大进汽量：2150t/h；排汽压力：15.0KPa；给水温度：274.4℃为满足大同市供热需求，在保证机组通流不变、进汽参数不变、回热系统不变、主汽再热系统