热电多重解耦技术融合提升机组灵活性关键技术研究与应用
盛乐热电 一、项目背景 盛乐热电运营两台350MW超临界供热机组，2015年12月及2016年1月份分别投产发电，司步实现超低排放，广址位于呼和浩特市和林格尔新区。 本工程为和林格尔新区配套冷热电三联供项目，投产初期园区发展带后，没有冷热负荷机组能耗较高，经多方争取2017底完成“引热入呼”供热改造。 2018年制定开出台公司首个五年发展规划，先后弓进电蓄热、高背压供热、旁路抽汽及烟气余热深度利用等系列解耦技术，后期随政策优化深挖各类技术潜力，探索应用场景取得系列创新成果。 二多重解耦技术一：电锅炉蓄热技术 从220KV母线间隔引出电蓄热变压器 4x40MW电锅炉布置图 1）创新融资方式合同能源引进电蓄热，是蒙西电网首家风火替代示范项目，相当于外挂160MW深度调峰同步增加320万平米供热。 2）打破机组原调节死区限制提升机组AGC调节能力，增强机组AGC调频速率，国内开创电锅炉配合火电机组调频的先河 3）带动自治区传统能源产业高质量发展，在蒙西电网调峰、调频两大辅助服务市场取得突破性进展。 二、多重解耦技术二：乏汽外引高背压供热技术 泛汽外引高背压系统外观图 1）结合盛乐热电较低的热网回水温度，基于清华大学付林教授高背压供热理论，引进串级凝汽器技术（高背压凝汽器+增汽机凝汽器-右图），实现汽轮机乏汽的高效利用。 2）机组中高负荷经济效益显著，具备一定解耦能力。 二、多重解耦技术三：高低压旁路联合抽汽技术 高低压旁路联合抽汽可提升机组灵活性，其灵活性提升主要体现在： 1）50%负荷下旁路抽取120t/h蒸汽，通过旁路抽汽电负荷能解耦至35% 2）60%电负荷下逐步开大旁路抽汽量能达到225t/h，达到原工业抽汽工况80%电负荷对应供热能力 二、多重解耦技术四：锅炉烟气余热深度利用技术 排烟热损失5～8%是电站锅炉热损失中最大的一项，排烟温度每升高10℃，排烟热损失增加0.6～1.0%。降低锅炉排烟温度，回收烟气余热具有重大的节能减排潜力。 改造后测算发电热耗率由8036.40kJ/（kWh）下降至7997.63kJ/（kWh），降低38.82kJ/（kWh），其中板式换热器端差按3℃考虑。实际运行对全年煤耗贡献约0.6g/kWh。 北方地区乃至国内2*350MW规模热电厂拥有各类热电解耦技术，不降低全厂供热能力，通过多重解耦成功将一台机组上网电负荷降低至零的热电企业。试验成功后业内知名网站长期置顶报道。受邀参加《双碳目标下三改联动暨煤电技术高峰论坛》专题汇报推广交流。 5.3成果应用范围 本课题成果适用于大比例供热的热电企业，尤其适用于北方地区城市周边热电厂，可有力缓解冬季严寒、极寒期供热机组调峰能力不足的矛盾，系统投运后释放深度调峰能力，为风电、光伏等新能源让路，减少弃风弃光率，同时旁路及电蓄热调峰后的余热注入热网系统（或接入工业供汽），增加供热收益提升燃煤清洁高效利用水平。 5.4实施效果（首台套应用） 本课题成果成功应用于盛乐热电，能显著提升该厂冬季供暖期全广深度调峰能力，调峰余热注入热网系统增加自营供热收益；系列解耦技术陆续投运，近年来累计增加供热面积1000余万平方米，全厂年度综合煤耗降低17g/kWh，成功实施零出力上网试验采暖季全厂调峰能力提升至33%→25%THA。 内蒙古京能盛乐热电有公司 5.5经济和社会效益 经济效益： （1）2022年：4*40MW电锅炉参与现货市场新增利润1481.5万元，2号机组高背压供热新增利润4153.5万元，1号机组旁路抽汽参与现货市场新增利润993.8万元，烟气余热深度利用新增利润55.03万元。多重解耦技术合计增利6683.8万元。 加利润1842.75万元；3）提升发电灵活性后现货市场增加利润3490万元。多重解耦技术融合增利7923.75万元。 （3）2024年：参照2023年新增利润统计方法，多重解耦技术融合增利合计7500余方元。 社会及环保效益： （1）盛乐热电按照“一机一策”部署深挖机组潜力，多措并举相继实施系列热电解耦技术升级，累计增加供热面积1000余方平米，全厂年度综合煤耗降低17g/kWh，实现大比例供热工况下突破25%灵活性应用，为辖区热电机组“保民生供热”与“提升发电灵活性”提出一种新的解决方案，期间释放25%灵活性给新能源发电，为缓解蒙西辖区弃风弃光做出积极贡献，有力提升辖区清洁供暖水平。 （2）电锅炉蓄热系统投运后在机组深度调峰、调频两大辅助服务市场取得突破性进展，年均调峰电量在蒙西电网遥遥领先，在国内开创了电极锅炉调频的先河，高背压供热投运后将机组供热能力提升至845MW，统计连续四个采暖季供热3352万吉焦，减少二氧化碳排放46.43万吨，.旁路抽汽投运后50%负荷通过旁路抽汽能将电负荷能解耦至35%，具备10-15%深度调峰能力，60%电负荷下旁路抽汽叠加五段抽汽相当于未投路前80%电负荷对应五段抽汽量，保持机组供热量不下降机组释放20%运行灵活性，释放灵活性用于消纳新能源具有良好的环境效益和社会效益。 六、项自团队简介 项目负责人：侯建军（内蒙古京能盛乐热电公司一级专家、京能电力内部专家） 项目牵头单位：内蒙古京能盛乐热电有限公司 项自参与单位：北京京能电力股份有限公司、清华大学、联合瑞升（北京）科技有限公司、赫普能源环境科技有限公司、北京慧峰仁和科技股份有限公司 项目参与人员： 内蒙古京能盛乐热电有限公司：侯建军、肖格远、付喜亮、孟浩、王国凯、范晓英、孙立德、王茂林 北京京能电力股份有限公司：李染生、李前宇 清华大学：院士团队 联合瑞升（北京）科技有限公司：介智华赫普能源环境科技有限公司：崔华北京慧峰仁和科技股份有限公司：苗雨旺 七、新课题策划及实施 电热协同互补提升机组灵活性关键技术研究与应用（机组纯凝工况提升灵活性） 盛乐两台350MW超临界机组纯凝工况灵活性升级，项自策划起步于2021年，邀请国内十余家科研院所、主机厂家包括第三方实施机构参与项目前期策划论证，克服疫情影响线上线下召开技术论证会议多次。最终依据机组低负荷摸底试验数据，森合各家所长创新性提出一种烟侧+水侧组合技术方案。经专业公司计算，主机厂家校核后方案确定，取得集团批复文件。（批复项目资金8047万元）。 2023年初策划课题《350MW超临界机组提升灵活性关键技术研究与应用》，入围呼和浩特市2023年揭榜挂帅重大科技专项，获得500万元政府科技引导资金奖励 新项目自前顺利通过第三方技术验收，350MW超临界机组纯凝工况锅炉不转态超预期突破至25%THA。后续电储能技术加持提升机组变负荷速率，向新一代煤电标杆努力！ 内蒙古京能盛乐热电有限公司 北京京能电力股份有限公司 京能电力（2023）199号 北京京能电力股份有限公司关于盛乐热电2023年度第一批集团级科技计划项目的批复 内蒙古京能盛乐热电有限公司： 依据集团《科技计划项目管理办法》、《科技项目费用管理办法》、京能电力《科技创新管理办法》等有关制度，集团和京能电力2023年度第一批集团级科技计划项目立项评审工作已经纯束。经研究，现对你公司2023年度第一批集团级科技计划项目及资金计划审核意见如下： 一、审批项目和资金 同意你公同2023年度第一批集团级科技计划项目1项，批复资金8047万元，详见附件1。 呼和浩特市“揭榜挂帅”项目评审答辩 二、相关要求 科技项目批复文件 内蒙古自治区科学技术进步二等奖成果目录 基于定量遥感的草畜平衡调控关键健技术研发与应用 完成人：刘爱军杨勇柏延距郑淑华请向军乔江常书娟刘晓龙苏日图刘羽石红宵徐勤宋向阳、阿古达木陈嘉棉 完成单位：内蒙古自治区林业和草原监测规划院、中国农业科学院草原研究所、北京师苑大学、东华软件股份公司 热电多重解机技术融合提升机组灵活性关健技术研究与应用 内蒙古自治区科学技术进步奖证书 完成人：建军肖格远张扬染生李前字付嘉亮吕便复盗浩王国凯介智华崔华苗雨旺燕晓英孙立德王茂林 完成单位：内蒙古能盛乐热电有限公司、北京京能电力段份有限公司、清华大学、联合瑞升（北京）科技有限公司、站普能源环境科技股份有限公司、北京慧峰仁和科技股份有限公司 为表彰内蒙古自治区科学技术进步奖获得者，特须发此证书。 项目名称：热电多重解柄技术融合提升机组灵活性关键技术研完与应用 粘杆高值化馋料收获与加工关健技术装备创新与应用 完成人：田海清刘、贺长彬鸡德胜王加鸡卓贴王雷刘柏柱郭文斌强调建成高云药张涛王李大鹏 奖励等级：二等奖获奖者：内蒙古京能盛乐热电有限公司 完成单位：内蒙古农业大学、四平市顾邦农机制造有限公司、内案古电子信息职业技术学院、内家古自治区农牧业技术维广中心、内蒙古宏昌机械制进有限公司 醒尚高频复杂需求的大规模组合优化与智提决策关键技术及放用完成人：谷烤王福贵问相斌刘疑全家华刘服零
