新一代煤电技术,国际领先!
——大唐潮州大型燃煤发电机组深度调峰技术成果诞生记
12月27日,由哈尔滨电气集团有限公司(以下简称“哈电集团”)联合中国大唐集团有限公司协同开展的大型煤电机组灵活性改造工程取得重要进展,大唐潮州大型燃煤发电机组深度调峰技术成果通过中国机械工业联合会组织的权威专家组鉴定,机组实际运行各项技术指标均优于设计值,达到国际领先水平,为新一代煤电技术发展提供了技术支撑和经验积累。
实现机组灵活性运行新突破
在我国能源安全体系中,大容量煤电机组凭借着高参数、高效率特性,持续稳定输出强大电力,扮演着电力系统“兜底保供”的重要角色,为经济社会运行筑牢最坚实的电力根基。
然而,随着新能源装机容量日益增大,其间歇性和波动性给传统电力系统带来巨大挑战。新型高灵活大容量煤电机组以其深度调峰、快速响应的调控能力,成为适应新型电力系统发展“削峰填谷”的最佳选择。
此次由哈电集团汽轮机公司承担的深度调峰技术改造项目,针对大唐潮州电厂3号汽轮机组开展灵活性技术攻关,提升机组深度调峰与快速爬坡等高效调节能力,推进新一代煤电转型升级。经过改造,大唐潮州电厂3号汽轮机组在调峰能力方面最低工作负荷可降至15%额定负荷,在变负荷速率方面,15%负荷到50%负荷升降速度可以达到1.5万~2.3万千瓦/分,在供电煤耗方面实现20%调峰深度时,供电煤耗较额定负荷仅上升68.79克/千瓦时,灵活性运行技术指标优秀,验证了哈电集团汽轮机公司大型燃煤发电机组深度调峰技术路线的可行性与先进性。
攻坚大型煤电深度调峰技术难点
深度调峰通常指机组负荷降至额定出力50%以下的运行状态,部分先进机组可实现30%甚至更低的负荷稳定运行,然而这种运行方式对燃煤机组提出严峻挑战。
大型煤电机组是按照满负荷设计的“精密链条”,低负荷时链条各环节“受力不均”。锅炉炉膛温度急剧下降,导致煤粉“点不着”,火焰“稳不住”,锅炉容易发生灭火、“放炮”等重大安全隐患;汽轮机末级叶片处于“鼓风”状态,蒸汽折回反复冲击叶片,会加剧高速旋转长叶片的断裂风险;低负荷与频繁变负荷叠加运行状态,电机定子线圈因电流与磁场波动引发内部温度剧烈变化,容易造成线圈翘曲和发生变形,直接动摇电气稳定性。
面对新一代煤电清洁降碳、安全可靠、高效调节、智能运行的技术要求,哈电集团以大唐潮州3号机组升级改造项目为依托,创新开展大型燃煤发电机组深度调峰技术研究,攻克一系列关键技术难题。采用以汽轮机高效灵活性通流及结构设计、锅炉新结构形式汽水系统、发电机灵活自适应转子为代表的灵活性技术方案,显著提升机组低负荷区间调峰速率;采用以汽轮机深度调峰1220毫米末级长叶片、锅炉低负荷稳燃控制技术、新型发电机定子线棒及绝缘系统为代表的深度调峰技术方案,增加机组调峰深度,全面优化机组在高效、灵活、全工况及安全可靠运行方面的综合性能。
践行国资央企新使命新担当
2025年3月,国家发展改革委、国家能源局联合印发《新一代煤电升级专项行动实施方案(2025~2027年)》,进一步明确煤电在新型电力系统中的兜底保障和支撑调节作用,新一代煤电成为我国能源安全与低碳转型协同发展的关键支点。
哈电集团深入贯彻落实党中央决策部署,加快推进煤电清洁高效利用,着力提升灵活性、可靠性和智能化水平。基于现有煤电机组最先进的设计技术体系,围绕主机设备灵活调峰存在的技术难题,开展了理论创新、技术攻关及工程应用研究,形成了以锅炉低负荷稳燃控制技术、汽轮机调峰长叶片、电机灵活自适应转子为代表的大型燃煤发电机组深度调峰安全经济运行技术成果,并在大唐潮州100万千瓦等级机组实现工程示范应用,相关技术可应用于30万千瓦、60万千瓦等级深度调峰机组,为新一代煤电技术发展和工程实践提供宝贵经验。
大唐潮州大型燃煤发电机组灵活性改造的成功,是新一代煤电技术前沿探索的有力实践,将为后续新一代煤电技术指标达成、加快构建新型电力系统提供技术支撑。