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中国能源报:让煤矸石变废为宝
来源:中国能源报 作者:程绍强 冯永宜 洪嘉伟 尚小丽 日期:2020-06-07 访问次数: 字号:[ ]

煤矸石作为煤炭生产中的废弃物,危害大,难处理。然而,在山西中煤平朔266万千瓦低热值煤热电新建项目(以下简称“平朔电厂”),这种废弃物“摇身一变”,成了发电资源。

517日,由中国能建华北院总承包、西南院设计、安徽电建一公司及山西电建承建的该项目1号机组并网,成为世界首台发电的66万千瓦级超临界循环流化床发电机组。

实现“煤、电、水、汽、化”整合发展

平朔电厂位于山西朔州平鲁区循环经济园区,属于大型坑口煤矸石综合利用发电项目,也是目前世界单机容量最大的燃用高硫低热值煤循环流化床锅炉发电机组。年内两台机组全部投产后,该项目可实现年消纳矿区低热值煤510万吨、发电66亿千瓦时、供热1000万吉焦,替代当地37台小锅炉解决集中供热问题。

据西南院项目设计总工程师周明清介绍,平朔电厂通过把煤矸石和中煤混合,可达到煤矸石电厂的发电热量,再通过大容量的循环流化床发电机组发电,促进了煤矸石、煤泥低热质燃料循环流化床机组向大型化、高参数方向发展。

在规划方面,该项目将厂外输煤系统与园区煤化工项目输煤栈桥合并,将煤化工锅炉作为电厂启动锅炉,投运后更高效地向煤化工项目供汽。同时,通过对全厂用水的统一规划和水量平衡设计,采用直接空冷方案,厂内工业废水达到了零排放,夏季耗水指标优于国家相关标准,实现了煤、电、水、汽、化的一体化整合发展。

此外,该项目同步设计了炉内炉外二级脱硫、炉内SNCR脱硝系统,采用了灰渣及粉煤灰综合利用、无紧急补水箱的CFB锅炉紧急补水系统、新型石灰石粉气力运输系统等新型专利技术,充分体现了循环经济“减量化、再利用、资源化”原则。

无惧迎“大考” 聚力“小锅炉”

有着近30层楼高的循环流化床锅炉,是平朔电厂的主要设备,具有燃料适应性广、燃烧效率高、高效脱硫、技术环保等优势

“较之中、小型循环流化床锅炉和常规煤粉炉,这台国内首台66万千瓦级煤矸石循环流化床锅炉的设备结构和系统更为复杂,安装、调试面临诸多新挑战。”华北院项目经理卢学海说。

一方面,6台旋风分离器和外置床尺寸大、管屏长度不一、布置紧凑,焊口多为高合金钢,安装时容易产生累计误差。另一方面,为提高二次风穿透能力,锅炉容量增大,炉膛下部采用了分体炉膛设计,两个等压风室的风量调衡问题也随之产生。

通过执行“严格筛选经验丰富的安装人员,严格把关设备材料入场验收,严格控制吊装、零抛、安装程序,严格安装过程监督及严格执行签证验收手续”的“5个严格”措施,华北院克服了难题,使项目从锅炉安装到机组整套启动各阶段顺利过检。

顶标高达64.5米,共864台风机,平朔电厂建设了当前国内最大、最高的空冷岛,安装和调试工作量巨大,有“小锅炉”之称。“空冷岛钢结构吊装约3000余吨,我们分成了不同的区域、单元格,依次施工以提高效率、降低风险。”安徽电建一公司热动科科长覃紫拯说,“为缩短调试工期,又提前采取了空冷内部高压冷态冲洗技术,为后续调试热态冲洗节约了时间,更为精细调试奠定了基础。”

保供热 暖人心 解民忧

“年底的供热是头等大事,老百姓都翘首盼着呢。你们作为主力,要有责任和担当意识,无论多困难,都要抢下来!”时间拨回20199月,在安徽电建一公司平朔电厂项目部保供热青年突击队授旗仪式上,项目书记程军郑重嘱咐。

2019年,是朔州市关闭高耗能、低环保散户小锅炉,以平朔电厂为热网首站向城区集中供热的关键年。11月,1号机组进入调试攻坚阶段,接连的雪天却将气温拉至零下20多摄氏度,设备防冻、防跑冒滴漏等工作受到巨大阻力。该公司项目部和专业科相互联动,及时完成了厂房封闭、设备伴热、暖风机等采暖工作。电仪科主任工程师韩水龙更是每天带领人员对所有风机挨个复查,为整体启动运行做好保障。

而在另一边,由于电厂采暖系统与邻近煤化公司热源接口长期未接通,西南院紧急接下了接口设计工作,历经两个多月,在采暖期前完成了临时供热系统的贯穿,为当地百姓送去了清洁稳定的暖源。

如今,在2号机组锅炉9米平台的空预器区域,身高1.8米的李培德娴熟地从60厘米的人孔门钻进狭小的空预器内部,抓紧时间进行径向密封片安装。

这位24岁的锅炉工程处负责人看上去还稚气未脱,却创新提出了“吊装梁”优化方案,节约建设成本10.8万元,他编写的《循环流化床锅炉外置式换热器施工技术》获得2019年度电力建设科学技术进步奖三等奖,还获得过《钢板弧形边切割机构》《一种发电机定子吊装装置》2项实用新型专利。

山西电建也依托该项目大力推进科技创新,已有多项技术成果获评施工关键技术,荣获山西省科技成果奖3项、省级工法2项,10余项QC成果获得电力行业三等奖。正如该公司项目部负责人郝二非所言:“这是世界首座啊,可要好好干,咱们骄傲着呢!”    

(《中国能源报》525日第26版)

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