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中國能源報:讓煤矸石變廢為寶
來源:中國能源報 作者:程紹強 馮永宜 洪嘉偉 尚小麗 日期:2020-06-07 訪問次數: 字號:[ ]

煤矸石作為煤炭生產中的廢棄物,危害大,難處理。然而,在山西中煤平朔266萬千瓦低熱值煤熱電新建項目(以下簡稱“平朔電廠”),這種廢棄物“搖身一變”,成了發電資源。

517日,由中國能建華北院總承包、西南院設計、安徽電建一公司及山西電建承建的該項目1號機組并網,成為世界首臺發電的66萬千瓦級超臨界循環流化床發電機組。

實現“煤、電、水、汽、化”整合發展

平朔電廠位于山西朔州平魯區循環經濟園區,屬于大型坑口煤矸石綜合利用發電項目,也是目前世界單機容量最大的燃用高硫低熱值煤循環流化床鍋爐發電機組。年內兩臺機組全部投產后,該項目可實現年消納礦區低熱值煤510萬噸、發電66億千瓦時、供熱1000萬吉焦,替代當地37臺小鍋爐解決集中供熱問題。

據西南院項目設計總工程師周明清介紹,平朔電廠通過把煤矸石和中煤混合,可達到煤矸石電廠的發電熱量,再通過大容量的循環流化床發電機組發電,促進了煤矸石、煤泥低熱質燃料循環流化床機組向大型化、高參數方向發展。

在規劃方面,該項目將廠外輸煤系統與園區煤化工項目輸煤棧橋合并,將煤化工鍋爐作為電廠啟動鍋爐,投運后更高效地向煤化工項目供汽。同時,通過對全廠用水的統一規劃和水量平衡設計,采用直接空冷方案,廠內工業廢水達到了零排放,夏季耗水指標優于國家相關標準,實現了煤、電、水、汽、化的一體化整合發展。

此外,該項目同步設計了爐內爐外二級脫硫、爐內SNCR脫硝系統,采用了灰渣及粉煤灰綜合利用、無緊急補水箱的CFB鍋爐緊急補水系統、新型石灰石粉氣力運輸系統等新型專利技術,充分體現了循環經濟“減量化、再利用、資源化”原則。

無懼迎“大考” 聚力“小鍋爐”

有著近30層樓高的循環流化床鍋爐,是平朔電廠的主要設備,具有燃料適應性廣、燃燒效率高、高效脫硫、技術環保等優勢

“較之中、小型循環流化床鍋爐和常規煤粉爐,這臺國內首臺66萬千瓦級煤矸石循環流化床鍋爐的設備結構和系統更為復雜,安裝、調試面臨諸多新挑戰。”華北院項目經理盧學海說。

一方面,6臺旋風分離器和外置床尺寸大、管屏長度不一、布置緊湊,焊口多為高合金鋼,安裝時容易產生累計誤差。另一方面,為提高二次風穿透能力,鍋爐容量增大,爐膛下部采用了分體爐膛設計,兩個等壓風室的風量調衡問題也隨之產生。

通過執行“嚴格篩選經驗豐富的安裝人員,嚴格把關設備材料入場驗收,嚴格控制吊裝、零拋、安裝程序,嚴格安裝過程監督及嚴格執行簽證驗收手續”的“5個嚴格”措施,華北院克服了難題,使項目從鍋爐安裝到機組整套啟動各階段順利過檢。

頂標高達64.5米,共864臺風機,平朔電廠建設了當前國內最大、最高的空冷島,安裝和調試工作量巨大,有“小鍋爐”之稱。“空冷島鋼結構吊裝約3000余噸,我們分成了不同的區域、單元格,依次施工以提高效率、降低風險。”安徽電建一公司熱動科科長覃紫拯說,“為縮短調試工期,又提前采取了空冷內部高壓冷態沖洗技術,為后續調試熱態沖洗節約了時間,更為精細調試奠定了基礎。”

保供熱 暖人心 解民憂

“年底的供熱是頭等大事,老百姓都翹首盼著呢。你們作為主力,要有責任和擔當意識,無論多困難,都要搶下來!”時間撥回20199月,在安徽電建一公司平朔電廠項目部保供熱青年突擊隊授旗儀式上,項目書記程軍鄭重囑咐。

2019年,是朔州市關閉高耗能、低環保散戶小鍋爐,以平朔電廠為熱網首站向城區集中供熱的關鍵年。11月,1號機組進入調試攻堅階段,接連的雪天卻將氣溫拉至零下20多攝氏度,設備防凍、防跑冒滴漏等工作受到巨大阻力。該公司項目部和專業科相互聯動,及時完成了廠房封閉、設備伴熱、暖風機等采暖工作。電儀科主任工程師韓水龍更是每天帶領人員對所有風機挨個復查,為整體啟動運行做好保障。

而在另一邊,由于電廠采暖系統與鄰近煤化公司熱源接口長期未接通,西南院緊急接下了接口設計工作,歷經兩個多月,在采暖期前完成了臨時供熱系統的貫穿,為當地百姓送去了清潔穩定的暖源。

如今,在2號機組鍋爐9米平臺的空預器區域,身高1.8米的李培德嫻熟地從60厘米的人孔門鉆進狹小的空預器內部,抓緊時間進行徑向密封片安裝。

這位24歲的鍋爐工程處負責人看上去還稚氣未脫,卻創新提出了“吊裝梁”優化方案,節約建設成本10.8萬元,他編寫的《循環流化床鍋爐外置式換熱器施工技術》獲得2019年度電力建設科學技術進步獎三等獎,還獲得過《鋼板弧形邊切割機構》《一種發電機定子吊裝裝置》2項實用新型專利。

山西電建也依托該項目大力推進科技創新,已有多項技術成果獲評施工關鍵技術,榮獲山西省科技成果獎3項、省級工法2項,10余項QC成果獲得電力行業三等獎。正如該公司項目部負責人郝二非所言:“這是世界首座啊,可要好好干,咱們驕傲著呢!”    

(《中國能源報》525日第26版)

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