近日，江蘇省政府發(fā)布《關(guān)于2019年度江蘇省科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)的決定》，國(guó)家能源集團(tuán)江蘇公司泰州發(fā)電廠《高參數(shù)大容量二次再熱機(jī)組運(yùn)行控制關(guān)鍵技術(shù)》項(xiàng)目獲江蘇省科學(xué)技術(shù)三等獎(jiǎng)。

提升運(yùn)行控制技術(shù)是“剛需”

　　我國(guó)能源發(fā)展面臨高效清潔低碳的多重挑戰(zhàn)。研發(fā)新一代的高參數(shù)大容量二次再熱發(fā)電技術(shù)，對(duì)進(jìn)一步提升燃煤發(fā)電效率、減少煤炭消耗、降低污染物和二氧化碳排放具有重要意義。但機(jī)組系統(tǒng)結(jié)構(gòu)龐大復(fù)雜，是控制難度最大的工業(yè)過程。
　　運(yùn)行控制技術(shù)是實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)設(shè)計(jì)性能指標(biāo)的重要環(huán)節(jié)，是火電機(jī)組的“大腦”和“神經(jīng)中樞”，是我國(guó)二次再熱發(fā)電技術(shù)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的重要組成部分。只有通過高性能控制系統(tǒng)和控制策略有效地監(jiān)測(cè)和控制，機(jī)組的生產(chǎn)過程才能適應(yīng)智能化、復(fù)雜化、大型化、精密化運(yùn)行控制需求。提升運(yùn)行控制技術(shù)因此也成為火電行業(yè)的“剛性需求”。在國(guó)際上，美國(guó)率先開展了高參數(shù)二次再熱發(fā)電技術(shù)的研發(fā)及應(yīng)用（美國(guó)Philo電廠125MW機(jī)組，31MPa/621℃/566℃/566℃和美國(guó)Eddystone電廠325MW機(jī)組，34.3MPa/649℃/565℃/565℃），但早期的超臨界二次再熱機(jī)組超越了當(dāng)時(shí)的技術(shù)水平，在高溫耐熱材料、運(yùn)行技術(shù)、自動(dòng)控制等方面不能滿足要求，機(jī)組投運(yùn)后出現(xiàn)了汽輪機(jī)高壓缸變形和鍋爐過熱器受熱面超溫等問題，不得不降溫降壓運(yùn)行。此后，日本、丹麥等國(guó)選擇了降參數(shù)二次再熱技術(shù)路線（28~31MPa/ 550~580℃），最高蒸汽參數(shù)為31MPa/566℃/566℃/566℃（日本川越電站700MW機(jī)組，機(jī)組容量/壓力最高）和28.5MPa/580℃/580℃/580℃（丹麥Skrbk 3號(hào)415MW機(jī)組，溫度最高）。高參數(shù)大容量二次再熱發(fā)電技術(shù)發(fā)展遭遇瓶頸。

　　清潔高效利用煤炭資源是火電人的初心和使命。該廠敢為人先，在別人沒有成功的路上披荊斬棘。從2010年開始，該廠聯(lián)合北京國(guó)電智深控制技術(shù)有限公司，依托國(guó)家科技支撐計(jì)劃、省部級(jí)產(chǎn)業(yè)化重大項(xiàng)目、企業(yè)自主項(xiàng)目等科技項(xiàng)目，對(duì)二次再熱機(jī)組調(diào)試運(yùn)行技術(shù)、關(guān)鍵控制策略、控制系統(tǒng)研發(fā)等方面進(jìn)行攻關(guān)，攻克了高參數(shù)大容量二次再熱復(fù)雜熱力系統(tǒng)控制、兩級(jí)再熱汽溫精準(zhǔn)調(diào)節(jié)、受熱面壁溫偏差調(diào)控、汽輪機(jī)三缸聯(lián)合啟動(dòng)、大規(guī)模復(fù)雜控制系統(tǒng)開發(fā)及機(jī)組安全可靠運(yùn)行等難題，為世界首次將兩級(jí)再熱蒸汽參數(shù)提升至610℃以上、容量提升至1000MW級(jí)提供了堅(jiān)實(shí)保障。

創(chuàng)新運(yùn)行控制技術(shù)是“核心”

　　該廠二次再熱項(xiàng)目共獲授權(quán)發(fā)明專利8項(xiàng)，實(shí)用新型專利10項(xiàng)，軟件著作權(quán)5項(xiàng)，標(biāo)準(zhǔn)10項(xiàng)，論文75篇，在調(diào)試關(guān)鍵技術(shù)、關(guān)鍵控制策略、成套自動(dòng)控制系統(tǒng)三個(gè)方面實(shí)現(xiàn)自主創(chuàng)新。

　　該項(xiàng)目突破了百萬千瓦二次再熱燃煤電站運(yùn)行調(diào)試關(guān)鍵技術(shù)。建立了首部百萬千瓦二次再熱機(jī)組全過程運(yùn)行導(dǎo)則，創(chuàng)立了百萬千瓦超超臨界二次再熱燃煤電站的整體調(diào)試運(yùn)行體系，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范化的機(jī)組安裝、調(diào)試、啟動(dòng)、運(yùn)行調(diào)整和事故處理，保障了示范機(jī)組長(zhǎng)期連續(xù)穩(wěn)定高效運(yùn)行。該項(xiàng)目研發(fā)了百萬千瓦二次再熱機(jī)組關(guān)鍵控制策略。通過開發(fā)二次再熱機(jī)組數(shù)學(xué)模型和控制方法，針對(duì)二次再熱鍋爐水冷壁和高溫受熱面安全性與汽溫調(diào)節(jié)匹配難題，突破傳統(tǒng)汽溫控制策略設(shè)計(jì)理念，發(fā)明了匹配復(fù)合式受熱面布置的協(xié)同調(diào)溫技術(shù)，開發(fā)了受熱面壁溫偏差控制關(guān)鍵技術(shù)；研發(fā)了基于多功能組群協(xié)同優(yōu)化調(diào)度的機(jī)組級(jí)自啟?？刂萍夹g(shù)；研發(fā)了三級(jí)旁路“7態(tài)”方式全程自動(dòng)控制策略。

　　該項(xiàng)目研制了百萬千瓦二次再熱機(jī)組成套自動(dòng)控制系統(tǒng)。研制的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)控制系統(tǒng)解決了復(fù)雜的多系統(tǒng)協(xié)同二次再熱機(jī)組安全可靠運(yùn)行、快速平穩(wěn)控制、工控系統(tǒng)信息安全等難題。從而首次實(shí)現(xiàn)“中國(guó)腦”在二次再熱機(jī)組的成功應(yīng)用。

　　以上關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新支撐建成了世界首臺(tái)百萬千瓦二次再熱燃煤發(fā)電機(jī)組，控制策略先進(jìn)、系統(tǒng)性能穩(wěn)定可靠，成功經(jīng)受了大幅度的變負(fù)荷、RB及100%甩負(fù)荷等惡劣工況的考驗(yàn)，順利實(shí)現(xiàn)了機(jī)組高質(zhì)量投產(chǎn)。

運(yùn)用運(yùn)行控制技術(shù)是“初心”

　　該項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益顯著。自2015年9月份投產(chǎn)以來，該廠兩臺(tái)機(jī)組一直穩(wěn)定可靠經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，其中3號(hào)機(jī)組實(shí)現(xiàn)無故障運(yùn)行1025天，實(shí)現(xiàn)最多連續(xù)運(yùn)行記錄363天。

　　該項(xiàng)目成果入選國(guó)家“十二五”科技創(chuàng)新成就展和阿斯塔納世博會(huì)，習(xí)近平總書記兩次親臨展臺(tái)，做出“煤電是件大事，一定要搞好”的重要批示。第三方測(cè)試結(jié)果表明，機(jī)組發(fā)電效率47.82%，供電煤耗266.3克每千瓦時(shí)，比國(guó)內(nèi)最先進(jìn)一次再熱機(jī)組降低6.3克每千瓦時(shí)；蟬聯(lián)中電聯(lián)2016年至2018年三年全國(guó)能效指標(biāo)競(jìng)賽前兩名；榮獲“國(guó)家煤電節(jié)能減排示范電站”稱號(hào)；國(guó)際能源署2015—2016年發(fā)布3份研究報(bào)告均將示范工程列為國(guó)際發(fā)電效率最高的燃煤機(jī)組；專家鑒定認(rèn)為：“整體技術(shù)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平”。

　　不忘初心、砥礪前行，在示范工程的帶動(dòng)下，“高參數(shù)、大容量二次再熱機(jī)組運(yùn)行控制關(guān)鍵技術(shù)”項(xiàng)目成果得到迅速推廣應(yīng)用。研發(fā)成果在國(guó)家能源集團(tuán)、大唐集團(tuán)等發(fā)電集團(tuán)的8臺(tái)660MW和1000MW機(jī)組上得到直接應(yīng)用。截止2019年底，兩臺(tái)機(jī)組累計(jì)發(fā)電509億千瓦時(shí)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)值154.5億元，利潤(rùn)總額26.8億元，上繳各項(xiàng)稅費(fèi)17.3億元。節(jié)約標(biāo)煤363萬噸/年，二氧化碳減排1016萬噸/年，創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。該示范工程為我國(guó)大力實(shí)施節(jié)能減排戰(zhàn)略和“一帶一路”戰(zhàn)略做出了重大貢獻(xiàn)，有力踐行國(guó)家創(chuàng)新綠色發(fā)展戰(zhàn)略，取得了一系列具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)，打破了國(guó)外的技術(shù)壟斷，推動(dòng)了燃煤的清潔高效利用，促進(jìn)了節(jié)能減排，培養(yǎng)了一批科技創(chuàng)新人才，實(shí)現(xiàn)了我國(guó)火力發(fā)電技術(shù)上的突破，引領(lǐng)了行業(yè)技術(shù)發(fā)展的方向，奠定了我國(guó)在該領(lǐng)域國(guó)際領(lǐng)先地位。