行有春风,盼得秋雨——青海共和光热运维项目高质量履约背后的故事
发布者:xylona | 来源:何冬青 | 0评论 | 549查看 | 2024-06-05 11:21:13    

题记:


“提前87天完成“2023.7.18-2024.7.17”合同期内履约上网发电量6500MW·h……”


这是青海共和光热运维项目在2024年4月22日上午9时25分提交的答卷。


该团队在执行2023-2024年度合同期以来,与甲方电站管理人员密切合作,双方以精诚团结为基,砥砺前行为魂,在合同伊始,便迅速达成了“度电必争”的统一管理理念,特别是在优化运行管理、做细设备检修维护、推动安全生产标准化建设及开展机组设备综合治理等多方面共同发力,有效实现了光资源利用率的不断提升。


终而,共和团队以他们坚定的初心,优秀的能力,顽强的任性——行有春风,盼得秋雨。


光热发电的生产过程与普通火力发电厂类似,是通过太阳能集热装置收集热能,替代锅炉将除盐水加热成蒸汽,再将蒸汽送入汽轮发电机组做功的发电模式。相对光伏发电而言,光热发电的设备、系统和技术显得较为复杂,影响其上网电量的因素包括与系统设计的整合、系统性能的配置、设备可靠性的稳固、运行水平的优化提升等多个方面,电站发电容易但实现稳定生产并不简单。那么走进青海共和50MW塔式光热电站优质运行的背后,我们能看到些什么呢?


首先,聚光集热系统、储换热系统与发电系统之间的匹配度,是决定光热电站性能表现的前提,而光热电站设计方案难以在实际运行中得到完全的匹配,这就需要电站实际运营者综合考虑多个因素,以提升各系统效率并降低投资成本。聚光集热系统的性能(效率),是决定光热电站性能表现的基础,而聚光精度直接决定聚光集热系统的效率,进而影响光热电站的发电效率及发电量。


项目运营团队立足现场、从实际出发,以减少停机损失电量和挖掘发电潜能为切入点,先后编制、审核并执行了《镜场清洗策略优化》《集热系统---镜面结霜、结露控制系统优化》《预热系统控制优化》《集热与换热系统衔接优化》《汽轮机快速启动优化》多个系统优化措施。在确保机组安全运行的同时通过改进优化控制算法程序最大限度提升了发电机组的出力水平,切实做到“光尽其能、能尽其用”。


以下为共和电站3月份的一些生产数据(摘要):


“本月发电可利用小时数为142小时,单日最高DNI为993W/㎡,定日镜可用数30004面,可用率99.96%,本月DNI可利用天数为18天。(利用小时数连续且≥5小时以上)。”


“本月3月1日至3月31日共31天,其中晴天8天(利用小时数大于9小时以上),半天晴天10天,阴、多云天气10天,下雪及大风扬尘3天。”


“日利用小时数最大为8小时(2024年3月29日),单日最佳发电量为67.15万kW·h,等效小时数为13.43小时。”


“本月根据天气情况完成制盐20次,机组启停20次。”


……


通过以上数据,不难发现,就塔式光热发电系统而言,电站运行表现优秀的首要条件与光资源情况直接相关,当然光资源是非技术因素,就是常说的“靠天吃饭”。但是,怎样才能把老天爷赏给的饭,做的熟、吃的好,就得看光热电站运维团队的技术能力水平了。


如何提升聚光吸热系统性能是共和电站面临的问题。首先项目团队保障定日镜清洁程度与持久性方面入手,提升定日镜场的综合光热转换效率。共和电站所在地域,位于开阔地域的戈壁滩,大风天气较多且风速较高,致使空气中沙尘、浮埃等物质较多,此类物质经过定日镜聚焦时的高温环境,融化附着现象凸显,致使定日镜面极易发生污浊现象。为此,共和电站根据自身特点,在摸索与总结中制定了《定日镜清洗方案》,从“清洗人员及车辆的定员、定编、定区域”、“夏季、冬季定日镜清洗流程”、“定日镜清洗人员职责及标准”、“定日镜清洗过程注意事项”、“清洗车日常检查及维护要求”等方面制定标准并严格遵照执行。此外,共和电站还针对冬季时段,定日镜面结霜化霜时间长的问题,申报了《缩短光热电站镜面结霜化霜时间》QC课题。


再者,镜场的快速校正对保证聚光精度也尤为重要,共和电站采用的基于机器视觉自动校正方案,校正效率比传统的白板校正方案提高了近20多倍,这不仅可以大幅度降低镜场投运前的校正时间,更重要的是利用高效的校正系统可以实现对正在运行的镜场进行高频率的校正,保证定日镜的精度在全生命周期内始终维持在最佳水平。依托项目团队对镜场控制系统长时间经验的积累,现已实现大规模定日镜场集群控制与吸热器控制系统的深度耦合,在保证电站聚光吸热系统安全稳定运行的同时大幅提升光资源利用率,进而提升电站发电能力。


关键设备的可靠性,是影响光热电站运行表现的基础因素。共和电站管理人员细化分解合同年发电量目标,从严制定发电目标,按照《共和光热电站发电量提升运行管理措施》执行要求,快速形成了“重点任务大家挑、你我人人有指标”的分责机制,以共识凝聚力量,不断向发电机组零缺陷、零故障的目标迈进。在挖掘发电潜能方面,以精细化管理为抓手,合理安排设备检修计划,各归口部门坚持“小缺陷不过夜,大缺陷不过天”的原则,将影响发电的检修、试验均安排在夜间开展。特别是在解决了吸热器OVEN-BOX轴向密封欠佳,导致吸热器产生传热偏差的问题后,吸热器频繁超温等问题得以解决,进而有效提升了吸热器吸热效率及换热效率。


其次,云也是影响电站集热量、发电量的重要因素,例如现场有云天一年超过200天。光热电站运行人员该如何选择运行策略?


——继续运行?可能导致吸热器表面温度不均,影响安全运行。


——关场疏盐?对运行人员来说是最“安全”的选择,但会造成光资源浪费,并且云过后重新启动需要对吸热器和管道进行预热,白白浪费光能资源。


共和电站的方案是:


1.通过云识别和云运动跟踪,实现短时间内的DNI预测功能,帮助运行人员选择最佳运行策略。


2.依托镜场能量调度系统:促成全境场能量统一调度,实现来云情况下吸热器表面能量均匀分布,尽量避免频繁关场、疏盐,从而实现对光能资源的最大限度利用。


3.聚光集热全自动运行系统:为提升系统运行稳定性和安全性,共和电站正在完善的聚光集热系统自动化运行方式,逐渐实现着对聚光集热系统主要运行过程的全自动控制和一键启停,从而降低人为因素导致的系统效率下降和设备运行风险。


4.气象系统、云监测系统、红外系统与镜场控制系统深度耦合,实现来云等复杂工况自动运行策略。


5.异常工况自动化:通过吸热器堵管自动检测、超温安全防护、断电安全联锁的可靠性投用,来提升熔盐储换热系统安全性能,从而保证电站的高品质发电。


……


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华丰伟业公司运维团队在近几年塔式光热电站运维中发现,“如何提升聚光吸热系统的性能、如何巩固设备可靠性以及如何优化运行方式”是决定电站运行表现的三大关键因素。塔式光热电站主要设备包括镜场、熔盐吸热器、熔盐储罐、熔盐泵、熔盐阀、汽轮发电机组等这些主要设备。项目运维团队根据行业和集团公司的整体政策导向,依托集团公司现有光热项目运维经验和先发优势,逐步攻克营运期间所遇到的大部分技术难题并掌握了设备关键性能及控制要点,形成了较为完整的熔盐系统工艺及设备质量控制流程,保障这些关键设备可靠性运行。但是在如何高效保障电站运行的稳定性和发电量水平、如何降低人为因素导致的系统效率下降和设备运行风险、如何更高效地在西北地区常年风沙环境下长时间保持镜场反射率等方面还有待探索和进一步研究。


鉴于在项目营运期间,就塔式光热电站整体而言,主要设备存在的“卡脖子”难题已逐步消减,下一步的目标是推动熔盐泵、吸热器材料等进口设备材料的国产化,同时仍需持续性的开展系统和设备间的配置优化,以提高系统发电效率和能力,降低成本,提升光热发电的经济效益。


点评:


华丰伟业公司运维团队始终秉持“高、严、细、实”的工作作风,充分发扬“自强、执着、科学、超越”的铁军精神,主动担当、精益求精,日夜奋战在项目生产一线,全力以赴增强光热调试运维技术核心竞争力,在“三次创业”的新征程上,以实际行动助力公司高质量发展行稳致远。

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