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15%！煤電機(jī)組深度調(diào)峰的極限

——岱海發(fā)電實(shí)現(xiàn)機(jī)組深度調(diào)峰至15%額定負(fù)荷側(cè)記

// 題記 //

在“雙碳”目標(biāo)下，黨中央提出構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)具體要求，電力需求快速增長(zhǎng)、調(diào)峰電源的最大調(diào)節(jié)能力與新能源波動(dòng)不匹配是當(dāng)前電力系統(tǒng)面臨的主要挑戰(zhàn)。

今年前三季度，煤炭?jī)r(jià)格急劇上漲，煤電企業(yè)虧損面明顯擴(kuò)大，8月以來(lái)大型發(fā)電集團(tuán)煤電板塊整體虧損。減虧增效、轉(zhuǎn)型升級(jí)、多能互補(bǔ)等新詞、熱詞被頻頻提及。傳統(tǒng)煤電在新形勢(shì)下怎樣創(chuàng)新發(fā)展，已經(jīng)成了困擾整個(gè)行業(yè)的一大課題……


北京以北的深度

10月21日，京能集團(tuán)黨委書(shū)記、董事長(zhǎng)姜帆一行踏上了赴內(nèi)蒙古火電企業(yè)調(diào)研的高鐵列車(chē)，一路疾馳。車(chē)廂里、道路旁、站臺(tái)上，頻繁出現(xiàn)的“北京冬奧會(huì)”字樣，也成了調(diào)研組路上繞不開(kāi)的主要話題——在即將到來(lái)的北京冬奧會(huì)上，京能集團(tuán)肩負(fù)著能源保供的重任。

最近一段時(shí)間，關(guān)于“傳統(tǒng)煤電能否緊跟‘雙碳’目標(biāo)步伐？集團(tuán)存量煤電如何發(fā)展？今冬明春的保電供熱工作落實(shí)如何？”等問(wèn)題一直縈繞在姜帆書(shū)記的心頭……

位于北京西北320公里處的內(nèi)蒙古京能岱海電廠，四臺(tái)燃煤發(fā)電機(jī)組正在按照電網(wǎng)調(diào)度指令高速運(yùn)轉(zhuǎn)著，現(xiàn)場(chǎng)一片轟鳴。

“現(xiàn)在機(jī)組深度調(diào)峰能力怎么樣？能達(dá)到多少？”一進(jìn)集控室，看到機(jī)組的實(shí)時(shí)負(fù)荷，姜帆書(shū)記就關(guān)切地問(wèn)。“一至三號(hào)機(jī)可以下調(diào)至額定負(fù)荷的20%，四號(hào)機(jī)已經(jīng)可以下調(diào)至15%了，這在全國(guó)還是第一家”，岱海發(fā)電黨委書(shū)記、董事長(zhǎng)范昕在現(xiàn)場(chǎng)匯報(bào)道。“輔助調(diào)峰收益與去年同期相比增長(zhǎng)了近3倍，位列華北電網(wǎng)第一名！”

“深度調(diào)峰帶來(lái)效益，對(duì)于我們集團(tuán)整個(gè)火電企業(yè)實(shí)現(xiàn)‘安全可靠、靈活調(diào)峰’的目標(biāo)有非常重要的借鑒意義，一定要推廣下去！”姜帆書(shū)記的指示，使調(diào)研組現(xiàn)場(chǎng)算起了經(jīng)濟(jì)賬：“僅就岱海發(fā)電四號(hào)機(jī)組而言，按近兩年機(jī)組降低至20%額定負(fù)荷運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)計(jì)算，若從20%額定負(fù)荷降低到15%額定負(fù)荷，可增加新能源入網(wǎng)約170萬(wàn)千瓦時(shí)、節(jié)約標(biāo)煤約630噸、減排二氧化碳約1800噸，為助力電網(wǎng)消納清潔能源和地方實(shí)現(xiàn)“能耗雙控”目標(biāo)提供了強(qiáng)有力的保障。”

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前我國(guó)共有約1000多個(gè)燃煤電廠、近3000臺(tái)燃煤機(jī)組，一旦機(jī)組深度調(diào)峰全面推廣，對(duì)節(jié)能、減排、降碳的意義可想而知。

經(jīng)濟(jì)賬背后的算法

“經(jīng)濟(jì)賬”的背后是綠色這筆“大帳”。早在2017年，岱海發(fā)電公司就著手對(duì)四臺(tái)機(jī)組實(shí)施節(jié)能減排綜合升級(jí)改造。同時(shí)，因?yàn)榭吹搅司G色這筆“大帳”，四臺(tái)機(jī)組的“靈活性改造”也同步進(jìn)行，改造后，“大賬”凸顯，“經(jīng)濟(jì)賬”劃算。

2020年新冠疫情發(fā)生后，為了盡可能對(duì)沖發(fā)電量減少對(duì)企業(yè)效益的影響，在機(jī)組原有深度調(diào)峰能力的基礎(chǔ)上，岱海發(fā)電公司積極參與電網(wǎng)調(diào)峰輔助服務(wù)市場(chǎng)：用電低谷時(shí)，將機(jī)組出力降到最低，努力為電網(wǎng)消納風(fēng)電、光伏等新能源提供空間，同時(shí)保證在網(wǎng)機(jī)組數(shù)量，確保電網(wǎng)安全；用電高峰時(shí)，盡快增加機(jī)組出力，快速響應(yīng)電網(wǎng)需求。參與電網(wǎng)調(diào)峰時(shí)間從2019年的298個(gè)小時(shí)猛增到2020年的1131個(gè)小時(shí)，調(diào)峰收入從820萬(wàn)直接翻番達(dá)到了1753萬(wàn)元。特別是，2021年初的前兩個(gè)月，僅僅依靠參與電網(wǎng)的調(diào)峰輔助服務(wù)，岱海發(fā)電就實(shí)現(xiàn)收益超過(guò)2000萬(wàn)元——兩個(gè)月的收益幾乎達(dá)到了前兩年收益的總和！

在三號(hào)機(jī)組實(shí)現(xiàn)華北電網(wǎng)首家AGC閉環(huán)深度調(diào)峰至20%額定負(fù)荷的機(jī)組后，經(jīng)濟(jì)效益顯而易見(jiàn)。此時(shí)，岱海發(fā)電公司調(diào)峰能力已經(jīng)達(dá)到了世界先進(jìn)水平。

“要以岱海發(fā)電三號(hào)機(jī)組作為標(biāo)桿，最終實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)所有火電機(jī)組都具備20%深調(diào)峰能力。” 華北能源監(jiān)管局在2021年召開(kāi)的廠網(wǎng)聯(lián)席會(huì)議上充分肯定了岱海發(fā)電對(duì)華北電網(wǎng)新能源消納的貢獻(xiàn)。

深度調(diào)峰的極限

“繼續(xù)往下調(diào)！”通過(guò)對(duì)當(dāng)前政策、改造成本和實(shí)際效果的分析、測(cè)算后，岱海發(fā)電又瞄準(zhǔn)了深度調(diào)峰至15%額定負(fù)荷的目標(biāo)。

從20%額定負(fù)荷下調(diào)至15%額定負(fù)荷，看似下調(diào)幅度不大，但事實(shí)上，所有指標(biāo)都?jí)褐t線在運(yùn)行，深度調(diào)峰的安全風(fēng)險(xiǎn)顯而易見(jiàn)。用員工自己的話說(shuō)：“這就是在‘刀尖上跳舞’，如果能成功就可以說(shuō)是探到了‘馬里亞納海溝’的底了。”

探底“馬里亞納海溝”最難的也許就是超強(qiáng)高壓和永恒的黑暗，而煤電機(jī)組想要下探至15%額定負(fù)荷的“谷底”，主要面臨的困難恰好也是兩個(gè)：一是安全，如何保證燃燒穩(wěn)定，不使鍋爐滅火、機(jī)組跳閘；二是環(huán)保，如何保證氮氧化物達(dá)到超低排放標(biāo)準(zhǔn)，不發(fā)生環(huán)保超標(biāo)事件?？梢韵胂?，盡管已經(jīng)有了深調(diào)至20%額定負(fù)荷的成熟經(jīng)驗(yàn)，但參戰(zhàn)技術(shù)人員在面對(duì)眼前的未知時(shí)，承受的壓力非同尋常。

為此，岱海發(fā)電公司立即召集精兵強(qiáng)將，成立了由政治素質(zhì)過(guò)硬、技術(shù)水平過(guò)硬、工作作風(fēng)過(guò)硬的黨員骨干組成的攻堅(jiān)組。查閱資料、請(qǐng)教專(zhuān)家、聯(lián)系設(shè)備廠家、進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)、開(kāi)展頭腦風(fēng)暴……各項(xiàng)工作有條不紊地推進(jìn)著。不久之后，信心滿滿的攻堅(jiān)組開(kāi)始了第一次試驗(yàn)。

“水位，汽包水位波動(dòng)太大了，快停下！”

“火焰偏轉(zhuǎn)、燃燒不穩(wěn)，負(fù)荷降不下去……一做試驗(yàn)，各種問(wèn)題都出來(lái)了”，回憶起當(dāng)時(shí)的場(chǎng)景，鍋爐專(zhuān)工“老盧”歷歷在目，心里還頗有不甘。

試驗(yàn)進(jìn)行不下去，一時(shí)間又找不到解決的辦法，這可把攻堅(jiān)組的隊(duì)員們急壞了。沒(méi)有“好”辦法，那就用“笨”辦法。

有的運(yùn)行員工在發(fā)電崗位干了十幾年，頭一次鉆進(jìn)了磨煤機(jī)的煤粉分離器，就為了搞清楚怎樣才能把煤粉細(xì)度調(diào)整得更精細(xì)；有的檢修員工趁著機(jī)組檢修，成天往爐膛里鉆，不論上班休假，現(xiàn)場(chǎng)看的是燃燒器，餐廳吃飯聊的是燃燒器，連晚上做的夢(mèng)都是燃燒器；有的專(zhuān)業(yè)技術(shù)員工追根溯源，干脆重新學(xué)了一遍大學(xué)課程《鍋爐原理》，就為了從理論上找到突破點(diǎn)……“想當(dāng)?shù)谝徊蝗菀?rdquo;，一向寡言少語(yǔ)的“老盧”直白地說(shuō)道。

一句“不容易”看似輕描淡寫(xiě)，可背后又是多少晝夜的汗水積攢而來(lái)。反復(fù)的思考、不斷的琢磨、相互的碰撞、一次次的實(shí)踐之后，終于，由量變產(chǎn)生了質(zhì)變。

2021年9月18日，岱海發(fā)電二期集控室里人頭攢動(dòng)，十幾雙眼睛直勾勾地盯著屏幕前各項(xiàng)關(guān)鍵參數(shù)的變化情況——此刻，四號(hào)機(jī)組正在進(jìn)行著15%-50%額定負(fù)荷深度調(diào)峰的最后一項(xiàng)測(cè)試：自動(dòng)電壓控制（AVC）試驗(yàn)。

“啥事兒沒(méi)有，又能多掙錢(qián)了”，發(fā)電運(yùn)行部部長(zhǎng)、支部書(shū)記展宗波現(xiàn)場(chǎng)隨口的一句玩笑立即打破了之前的沉寂。伴隨著長(zhǎng)久不息的掌聲，15%-50%額定負(fù)荷深度調(diào)峰系列試驗(yàn)全部完成。四號(hào)機(jī)組率先“探底”成功，成為華北電網(wǎng)首家具有深度調(diào)峰至15%額定負(fù)荷能力的亞臨界燃煤機(jī)組。

與此同時(shí)，國(guó)務(wù)院正式印發(fā)了《2030年前碳達(dá)峰行動(dòng)方案的通知》。方案提出，加快建設(shè)新型電力系統(tǒng)。要求：“大力提升電力系統(tǒng)綜合調(diào)節(jié)能力，加快靈活調(diào)節(jié)電源建設(shè)”。在接到通知時(shí)，岱海發(fā)電公司更加堅(jiān)定了前進(jìn)的方向……

原標(biāo)題：15%！煤電機(jī)組深度調(diào)峰的極限