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    晉能大土河熱電有限公司

    一、以改善當地大氣環境為已任 彰顯國企擔當

    晉能大土河熱電有限公司2×350MW超臨界循環流化床低熱質煤熱電聯產項目,是山西省委、省政府燃用低熱質煤“1920工程”熱電聯產項目重點推進工程,同時也是呂梁市委、市政府為改善呂梁市大氣環境,實現市區集中供熱的重點環保、民生工程,也是晉能集團有限公司推動發展戰略的重點支撐項目。

    該項目從立項初設階段,就以熱電聯產為選擇,以改善當地大氣環境為已任,在建設包括2×350MW超臨界循環流化床鍋爐、直接空冷發電供熱機組的同時,確保環保措施做到“四同步”,即“同步規劃、同步設計、同步施工、同步優化”。為建設達到超低排放標準的煙氣脫硫、脫硝、除塵裝置,晉能大土河熱電有限公司投入資金36379.3583萬元。在煙氣脫硫方面,采用技術成熟的爐內噴鈣一級脫硫+爐外石灰石-石膏濕法二級脫硫的工藝,爐內脫硫效率、爐外脫硫效率分別為75%、98.5%,總脫硫效率可達99.625%;脫硝方面,采用選擇性非催化還原技術(SNCR),還原劑為尿素;在除塵裝置方面,所使用的布袋除塵器采用外濾式除塵方案,可實現在線清灰、在線更換濾袋、脈沖清灰,不設置旁路煙道,并在除塵器入口煙道上設置預噴粉系統。此外,項目建設要求每臺除塵器配置1臺在線粉塵濃度計,每臺爐不少于2套在線粉塵濃度計,除塵器各單元配置差壓檢漏裝置,以在線監測除塵器粉塵排放濃度的同時監視濾袋的完好情況,確保機組粉塵排放達標,滿足《火電廠大氣污染物排放標準》(GB13223-2011)相關要求,同時滿足《山西省人民政府辦公廳關于推進全省燃煤機組超低排放的實施意見》(晉政辦發〔2014〕62號)規定的SO2排放限值35mg/Nm3。

    晉能大土河熱電有限公司

    該項目三大主機分別為東方汽輪機有限公司生產的三缸兩排氣超臨界抽氣供熱型汽輪機、東方鍋爐股份有限公司生產的1235T/H蒸發量超臨界循環流化床鍋爐和山東濟南發電設備廠有限公司生產的風冷發電機。核準概算總投資33.63億元,于2016年6月26日開工建設,1#機組于2017年12月28日完成了168小時滿負荷試運并正式轉入商業運營,成為山西省“1920”首臺投產機組、2017年唯一一臺火電項目投產機組,并創造了1#機組從開始倒送電到380V變壓器負荷側完全帶電用時18個小時以及沖轉和并網兩個節點同一天完成的國內火電行業調試時間最短記錄。2#機組于2018年11月18日一次性順利通過168小時試運并正式轉入商業運營。機組在調試階段開始接帶市區集中供熱,168小時試運后連續運行并增加供熱面積,直至供熱結束。在將近10個月的時間里,所有主設備和主輔系統運行正常,未發生因設備或系統原因造成的機組非停障礙,機組設備可靠性驗證了工程建設質量和初期設備選型原則理念的正確性。

    雙機投運后技術指標均滿足設計要求,并為呂梁市區供熱1040萬平方米。每年可消耗低熱值煤266萬噸,利用城區污水處理廠中水169萬噸,發電35億度,形成1566萬平方米的供熱能力;實現營業收入14億元,產生利稅3億元;可替代現有供熱小鍋爐116臺,減少煙塵排放0.5萬噸,二氧化硫排放0.4萬噸,氮氧化物0.053萬噸。該項目的實施,可有效改善呂梁市大氣環境,對于推動呂梁市產業轉型升級、提高能源綜合利用效率、加快循環經濟發展、加大環境治理保護具有重要意義。

    二、重視環保相關設備安裝過程控制 夯實環保基礎

    (1)晉能大土河熱電有限公司2×350MW超臨界循環流化床低熱質煤熱電聯產項目單臺機組單位工程共有42項,其中安裝單位工程32項,安裝應驗收分項工程312個,質量監督工作量巨大。三大主機的循環流化床鍋爐屬于正壓運行機組,結構復雜,僅單臺鍋爐本體安裝分項工程就達90項,受熱面焊口達33119道。鍋爐風煙系統、除塵器的施工、布袋的選擇、脫硫系統、排渣系統、輸灰系統、煤制備系統、水處理系統等等,工程選型、安裝、密封施工質量,直接關系到現場以及大氣環境保護水平,因此需要以重要環節質量管控帶動整體施工質量的高標準,為環保工作標準化夯實基礎。

    (2)晉能大土河熱電有限公司將質量控制窗口前移,從水冷壁生產、制造的源頭著手,把好材料檢驗關,對合作廠家實地調研,堅決否決生產工藝較差的外協加工廠。同時加強監造力量,嚴格把控排管、機焊、金相檢驗、熱處理等各個環節,杜絕斷焊、咬邊、氣孔、焊高不夠或堆焊等各種焊接缺陷的發生。現場安裝過程中,嚴格按照施工方案執行,在地面組合前認真做好缺陷檢查,發現問題及時處理。加強過程監督,嚴格執行小管徑窄鰭片管排焊接工藝,嚴禁趕工、多人集中作業,對于變形管排及時換管處理,對管子及鰭片工地焊縫打磨平整情況,多次組織三方驗收,直至平整、光滑、嚴密,為防止流化床鍋爐不規則磨損、避免受熱面泄漏及密封處漏灰情況的發生,創造了良好的條件。

    (3)鍋爐密封焊接施工質量優劣,事關鍋爐煙風系統的嚴密性,將嚴重影響鍋爐安全性、經濟性和環境衛生,晉能大土河熱電有限公司工程技術人員在鍋爐密封裝置施工前,都要預先制定施工方案,仔細研究鍋爐密封及爐墻圖紙、說明書等資料,對每一道焊縫,都要及時敲掉焊渣,檢查焊接質量。工程技術人員嚴格按照圖紙要求的受熱面、密封件及爐墻組合、安裝順序,對水冷屏、過熱器穿頂棚(或穿墻)處的施工重點檢查。頂棚密封裝置施工后,在澆注保溫前對隱蔽部位一次密封金屬件的施工質量進行了三方檢查、驗收。對類似導向裝置及一些活動點間隙有明確要求的部位,嚴格按照圖紙控制尺寸要求驗收,特別是懸吊屏穿爐頂棚位間隙,多次組織監理、施工單位檢查驗收,不合格的立即整改。在保溫材料施工前,工程技術人員認真組織鍋爐嚴密性風壓試驗,仔細檢查,發現并處理點火風道、空預器人孔等漏點200余處,確保了鍋爐整體嚴密性,有效防范和避免了機組運行中由于“跑、冒、滴、漏”現象帶來的環境污染,也給維護設備清潔創造了良好的條件。

    (4)該項目脫硫系統采用爐內噴鈣+爐外石灰石-石膏濕法脫硫設計,采用氣力輸送石灰石粉系統,脫硫系統設計效率不小于98.5%,脫硫系統出口煙氣煙塵濃度不大于10mg/Nm3。主要工藝系統為單元制,一爐一塔。輔助系統如:石膏脫水系統、廢水處理系統以及事故排放系統均按2×350MW機組公用一套設置。煙氣系統中不設置煙氣-煙氣換熱器(GGH);不設置增壓風機,脫硫系統阻力擬由鍋爐引風機增大風壓克服;脫硫后凈煙氣進入煙囪排放,不設置旁路煙道。該工程采用干式貯灰場。脫硫產生的副產物石膏經二級脫水至含水率≤10%,儲存于石膏庫,由汽車運往綜合利用用戶或運至干灰場與灰渣分別堆放。為滿足綜合利用用戶對石膏品質的要求及控制脫硫裝置中Clˉ的濃度,脫硫系統內將外排少量廢水。廢水經懸浮物沉淀處理后,回收用于干灰加濕或灰場噴淋使用。設置一套事故漿液排放系統,事故漿液箱按單臺吸收塔漿液池正常液位的100%容量。當脫硫系統解列或出現事故需停機檢修時,吸收塔內的漿液由吸收塔石膏漿液排出泵排至事故漿液箱。對于煙氣脫硫系統中的設備、管道、煙風道、箱罐或貯槽等。儀用壓縮空氣由全廠統一的壓縮空氣系統供給。嚴格的質量管控,確保了環保設備良好的投入使用和脫硫效率,機組運行以來,未發生嚴重影響環保事件。

    三、環保設備的優化改造及新技術應用

    1、環保型電極式鍋爐作為火力發電廠啟動鍋爐的技術應用

    在啟動鍋爐的選型上,晉能大土河熱電有限公司以環保、節能為首選條件,因燃煤爐需同步建設與之相配套的除塵、脫硫設施,而燃油鍋爐的煙氣排放會造成大氣污染,經多方調研,大膽創新,該公司選用了國產電極式蒸汽鍋爐。迄今為止,將電極式鍋爐應用于350MW超臨界發電機組的啟動鍋爐在國內尚屬首例。該電極式蒸汽鍋爐其性能參數為:主汽壓力1.3Mpa,主汽溫度350℃,主汽流量20t/h。并且占地面積小,節能環保、零排放,配套輔機簡單,總功耗小,啟動速度快,僅需20-30分鐘即可達到滿載運行。該鍋爐在不同的負荷狀態的效率均高于99%,具有系統簡單,自動化程度高,性能可靠,運行和維護工作量小,成本低、經濟適用的優點,在機組調試及啟停過程中,發揮了重要作用。為此,《火力發電廠電極式啟動鍋技術應用》獲得晉能集團有限公司2018年度科學技術三等獎。

    20t/h電極式啟動鍋爐本體

    20t/h電極式啟動鍋爐除氧器

    2、350MW超臨界循環流化床鍋爐脫硝系統優化調整

    350MW超臨界循環流化床鍋爐機組投運初期,存在脫硝系統尿素耗量居高不下,NOx指標波動幅度大,難以控制,運行中12支噴槍全部投入,平均日耗尿素4噸,氨逃逸率經常超標,尿素單耗達到0.634g/kwh等問題。

    針對脫硝系統存在的問題,晉能大土河熱電有限公司成立由質檢中心、發電部、設備部相關技術專業人員組成的攻堅小組,從脫硝系統尿素溶解罐的溫度、濃度控制入手,確保稀釋濃度合格,儲存于不致結晶、最小蒸發的溫度狀態下,操作過程嚴密監視儲罐液位,杜絕溢流現象發生。運行人員優化鍋爐燃燒調整,確保爐膛出口噴槍處煙氣溫度處于最佳反應窗口附近,提高氨的利用率;設備部人員加強設備維護,對脫硝系統設備進行檢查維護,對噴槍進行定期清理并做好霧化試驗,確保系統運行正常。經反復調整試驗,有效地解決了尿素耗量大,效率差的問題,尿素溶液濃度由50%降至25%,尿素噴槍投入量減至三支運行、九支備用,尿素單耗降為0.352g/kwh,滿足環保排放要求(Nox<50mg/m3)。350MW超臨界循環流化床鍋爐機組2019年度尿素單耗按0.44g/kwh計,年節約尿素物資費用165萬元,獲得2019年度晉能集團有限公司科技進步二等獎。

    3、#1濕式電除塵優化調整

    2018年#1機組運行中,發現脫硫系統液堿耗量大,日耗液堿為1.59噸,存在運行成本高的問題。

    針對這一問題,晉能大土河熱電有限公司質檢中心牽頭,對硫系統堿計量儀、循環水系統、補水系統、排水系統、循環水箱水位等相關設備系統的運行數據進行分析、研究,提出了改造循環水箱供水方式、將堿液計量泵PH值自動跟蹤循環水箱PH值修改為跟蹤排水箱PH值(PH值4.5連鎖啟泵,7.0停泵);將補水泵啟動條件設定為循環水箱水位高(液位2.75m),不允許啟動補水泵等措施。

    圖為2018年7月1日00:00—8日17:30時,優化調整前后液堿耗量數據趨勢圖

    優化調整后,#1濕式電除塵優化調整后平均日液堿耗量為0.3948噸,日節約液堿用量1.2噸,按照液堿價格2350元/噸計,單臺機組年節約液堿費用100.8萬元。

    四、以安全生產為主線 全面開拓固廢綜合利用新途徑

    晉能大土河熱電有限公司不斷優化調整350MW超臨界循環流化床鍋爐機組運行狀態,實現機組長時間穩定運行,全年1#機組累計發電小時數330天(7933小時),2#機組累計發電小時數337天(8096小時),1#機組最長連續運行時間243天(5832小時),2#機組最長連續運行時間296天(7104小時),達到全國循環流化床機組連續運行領先水平。通過積極協調山西省能源局、省調度中心支持,努力爭取提高發電計劃,機組AGC、AVC系統閉環投入,增加調頻收入,2019年獲得雙細則獎勵587.44萬元。350MW超臨界循環流化床鍋爐機組運行狀態優于電網考核要求,鍋爐帶負荷、調峰能力和部分指標優于同類型機組。晉能大土河熱電有限公司環保標準化工作以自我強化和提升作為重點,壓實環保主體責任,標準化考評等級由晉能集團有限公司年度考核目標的“良好級”提升為“示范級”,2019年通過社會綜合利用固廢20余萬噸,全年未發生任何環保處罰和通報事件。

    五、公司愿景

    晉能大土河熱電有限公司將以“綠色生產、合規生產、成本降低”為重點,完善環保標準化建設;加強環保設施運行管理,規范固廢的產生、貯存和轉移,實現綠色生產、合規排放;通過水泥制造、建筑建材、公路施工以及生態修復、填溝造地等項目多措并舉加大固廢處置力度、提升綜合利用量,力爭通過社會渠道合規利用灰渣50萬噸,以降低固廢處置成本;廣泛尋找排污權需求項目,爭取排污權交易落地;積極對接光伏合作項目,抵消履約量,盡可能實現碳排放配額最大盈余。該公司將繼續堅持以一流黨建為政治引領,推動黨建工作標準化建設;以“雙一流”為重要支撐,推動全面可持續發展;以一流環保為生存保障,推動環保管理標準化建設。

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