生物质发电机组连续满负荷运行有多难?

2022/2/9 15:35:38 人评论 次浏览 分类:过程控制  文章地址://www.e-cumulus.com/tech/4124.html

2022年2月5日00:00,善能生态集团旗下高邮生物质热电联产项目(以下简称高邮公司)投产后实现机组连续安全运行满100天,期间负荷率100%,总发电量7236.4万千瓦时,综合厂用电率维持在9.1%以下,达到同行业领先水平。(备注:本文所指生物质发电为农林废弃物发电)
善能生态集团旗下高邮生物质热电联产项目投产后实现机组连续安全运行满100天
高邮公司位于高邮市汤庄镇工业集中区,规划建设2×30MW生物质热电联产项目,一期建设自主研发的1×120t/h高温超高压水冷振动炉排层燃炉,配置30MW高温超高压反动式高效汽轮发电机组。

一期投产后每年可处理约26万吨农林废弃物,可替代约8万吨标煤。每年可向电网输送约2亿kWh可再生清洁电力。每小时可外供不低于50吨工业蒸汽,每年减排二氧化碳约20万吨。规划二期投产后,进一步提升绿色电力热力生产能力以外,将基本全覆盖处置高邮地区农林废弃物造成的面源污染。为生态可持续和清洁能源生产贡献力量,融入和服务区域经济发展,助力“双碳”目标。


自并网运行以来,高邮生物质直燃机组在稳定性、变负荷能力、连续运行能力、对生物质燃料的适应能力等方面体现出了较高优势。此次该机组实现满负荷运行100天是善能生态集团在生物质领域技术研发、工程设计、安装建设、技改优化、综合运营等能力的全面提升,为集团公司今后在产品设计研发、总承包等领域的发展都提供了重要支撑。

善能生态集团旗下高邮生物质热电联产项目

1、高邮公司技术路线解读

高邮生物质热电联产项目采用的120t/h高温超高压无再热水冷振动层燃炉排炉+高温超高压轴排汽轮发电机技术是善能生态集团拥有完全自主知识产权的生物质行业核心装备领域变革性创新技术,该技术在行业内是首次使用。该技术能够兼顾燃料适应性、长周期运行和效率,具备极强的市场竞争优势。

主要优势有:

①该型水冷振动炉排运行稳定、对燃料适应能力强,锅炉效率高。
②模块化开发设计和制造,减少现场装配施工复杂度,可较大幅度缩短建设工期。
③所有辅机系统标准化配套,运行检修维护方便。
④长周期运行基础上兼顾高参数高效率,降低度电成本,提高经济效益。
⑤采用无再热系统,既省去了低温再热管道及阀门、高温再热管道、旁路阀、相关仪表测量控制系统、炉内再热器受热面等的初投资,使得热力系统更加简单可靠,避免再热器发生超温爆管的风险。
⑥采用“轴向排汽”的排汽方式,汽轮发电机组中心线标高可控制在+3.0m以内,主厂房可以单层布置,大大降低了主厂房的土建造价。
⑦轴向排汽的反动式汽轮机的模块化、集成化程度高,汽轮机整体撬发运到现场,现场没有扣缸等施工步骤,大幅缩短汽轮机的安装工期。

2、延伸阅读:善能生态集团介绍

善能生态集团有限公司(简称“善能生态”)是由国资控股,非公有资本和专业管理团队参股的混合所有制企业,以“让可再生能源充满生机”为使命,在生物质能综合利用、天然气热电联产、综合智慧能源等领域整合资源,首创“新能源+”模式,开展可再生能源领域内的项目投资、建设与运营管理。

善能生态目前旗下有10余家全资及控股子公司,分布于全国8个省市,已建成总装机容量130MW生物质热电联产项目,122MW天然气冷热电三联供项目,另有120MW储备及建设生物质热电联产项目,64MW集中式光伏项目,45万亩能源林基地,4300亩玫瑰种植基地。

善能生态目前旗下有10余家全资及控股子公司,分布于全国8个省市

在科研方面,善能生态积极加大能源领域科研投资。目前拥有能源领域各项专利十余项,拥有自主研发的生物质高温超高压水冷振动炉排技术、高温热解生物质炭技术,高温超高压轴排汽轮机安装和运营能力,拥有资质齐全的设计研究院,能为客户提供生态能源领域设计、咨询、建设、运营一站式优质解决方案。


在生物质、光伏、天然气、综合智慧能源领域,善能生态已经完成能源领域从设计、安装、运营到技术研发的全流程闭环,组建集团内部技术专家委员会,并开始着手公司智慧化、数字化改革,制定“善能标”企业标准,进一步提升自身竞争力。


通过上述全流程的闭环,公司已经开展生物质发电与生物质炭技术“生、生耦合”,开展生物质燃料采购智慧应用的研发,开展综合智慧能源的高效利用项目。其中的很多理念都是在行业内首次提出和尝试,体现了善能人敢于探索的责任和担当。


在国家“双碳”目标的背景下,善能生态集团将紧紧围绕国家能源发展战略,紧抓发展机遇,以投资带动生态产业发展,深化产业延伸、完善产业布局、构建多元盈利模式,结合“降碳”诉求,开创“炭热电”联产、“生、生耦合”、“煤、生耦合”模式,紧盯市场,构建善能模式的生态能源商业生态圈。


3、写在最后

普及一个知识,生物质发电能够连续满负荷运行100天的难度,远比超临界的燃煤机组连续满负荷运行半年甚至一年更大。很多人觉得小机组好干,技术含量不如大机组高,但是经过两年多的实践,笔者不赞同这个观点。

笔者是最近几年开始接触生物质包括垃圾发电这些新能源机组的调试和运维工作,如果从安装调试的角度,小机组与大机组的确不在一个段位。别说660MW的机组,即便是350MW的机组,想要把他的控制系统整明白,都要狠下一番苦功。一台660MW的机组,光PID自动就上百套,一次启机试验要三天三夜。而小机组能用的自动,两只手都可以数过来。从这个角度讲,大机组的确难度更大。


可我们评价一件事物,要从多个维度。生物质发电机组自动少,但是投自动难度却大。因为生物质燃料不像煤粉那样均匀,热值也不稳定,因此造成燃烧工况时刻都在变化。燃烧的不稳定,也就导致了机组负荷的不稳定,相应的汽包水位、蒸汽温度、压力等都在变化,甚至大幅度变化。这就提出了两个要求,首先是锅炉设备要适应这种变化,其次汽轮发电机组变负荷能力要强,此外我们还要控制好环保参数等等。这就好比大机组每个班都要遇到几次RB甩负荷或者紧急降负荷的情况,因此,一个班下来,运行人员的操作强度要远大于大机组。


在生物质发电领域,连续运行100天的机组不少,但是能保证100%满负荷的,可能仅此一家。笔者加入公司两年,有幸经历了高邮公司炉排从制造到下线,控制系统的设计组态和调试,整台机组的分系统调试和整套启动,到如今机组连续满负荷运行100天,纪录还在不断刷新。作为行业内新技术的首次使用,能够取得这样的成绩,这段时间在总结工作的时候,笔者一直深有感触。


从事一项工作,我们既要尊重客观规律,从实事求是的角度出发去解决问题,也要有开拓进取和敢于创新的精神。我们不能一味的墨守成规,要在需要抉择和改变的时候,敢于担当,标新立异。这种担当和创新,不是胡乱瞎搞,不是南辕北辙,而是在找到某种线索后的大胆尝试。有问题解决问题,不要围绕问题顾左右而言他,不解决问题还去制造问题。


生物质发电从技术角度讲,最大的问题就是如何维持长周期运行。我司的技术路线是,高温超高压水冷振动炉排+高温超高压轴排发电机组,机组对燃料适应能力强,变负荷能力强。有兴趣的同行,可以在评论区和大家一起探讨一下如何提高生物质发电机组的自动投入率

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