从打破技术壁垒,完成原3号锅炉纯烧煤气改造后的自主调试和运行方案制定;到攻克技术难关,助力350MW机组直流锅炉平稳启航;再到凭借独创的“防腐蚀”工艺,让锅炉泄漏次数实现年度为零目标……在火力发电“战场”上,祁青福一干就是24年。
祁青福是宏晟电热公司电力研究所热力研发主任工程师。多年来,他以锅炉为“画板”、以数据作“画笔”,在充满挑战与机遇的煤电“熔炉”中,日夜雕琢,用智慧与汗水锻造着节能降耗“独家密码”,被评为集团公司优秀工程师。
释放煤炭“能量”
2024年,国家煤电机组能源消耗限额新标准重磅落地。这份“新规”,瞬间在能源行业激起千层浪。各大煤电企业如临大考,纷纷进入紧张的备战状态。
对于宏晟电热公司来说,挖掘设备现有潜力是降低机组供电煤耗指标最经济有效的途径。祁青福和团队成员们深入生产一线,反复研究设备参数、分析存在的问题,精心制定出一套全面的主要经济技术指标攻关方案。方案中,精准锁定了44项对能耗有着关键影响的设备性能提升治理计划,每一项计划都像是一把钥匙,承载着打开降耗之门的希望。
在日常运行监督工作中,祁青福的目光始终聚焦在关键环节——
实现125MW机组工业抽汽最大化绝非易事,要在确保机组稳定运行的“红线”内,不断进行试验和提升,将更多蒸汽转化为实实在在的能量输出;间接空气冷却塔换热能力提升工作,犹如一场精密的手术,要根据冷却塔的结构进行细致清洗,力求实现换热效率最大化,尽量减少能量损耗;优化机组运行参数更是一项“精细活”,从温度、压力到流量,都要紧抓不放。
祁青福就像一位经验丰富的“医生”,时刻关注着设备的“生命体征”,一旦发现参数异常,便立即带领团队分析原因,进行精准调控。
在机组日常检修中,祁青福严格对照计划,督促完成空气预热器漏风处理、重点阀门内漏等问题,确保漏风率降到最低。在重点阀门内漏治理工作中,他和团队成员反复检查阀门的密封性,对磨损的部件进行及时更换或修复……
经过精细管控,2024年,宏晟电热公司供电煤耗指标同比进步9.37g/kWh。但祁青福和团队成员并未因此停下脚步。在他们眼中,“吃干榨尽”现有设备潜力只是起点,通过技术创新实现能源高效利用才是终极目标。
供热改造、汽轮机通流、汽轮机冷端优化、锅炉烟气余热梯级利用……一个个充满创新的技术改造方案在祁青福的办公桌上逐渐成型:“供热改造能最大程度利用发电后的乏汽余热,实现能源的高效利用;汽轮机通流改造可以优化内部蒸汽流动路径,让蒸汽做功效率更高;汽轮机冷端优化能改善冷凝器性能,降低背压,提升机组整体效率;锅炉烟气余热梯级利用方案则可以把烟气中的余热分级回收,替换出高质量的蒸汽进行发电。”
这些精心设计的方案“相互配合”,将构建起一套完整的能源降耗体系,为宏晟电热公司可持续发展注入源源不断的动力,也为煤炭高效利用探索出一条新路径。
解除灰斗“危机”
燃煤发电机组依靠锅炉燃烧动力煤产生热能。但在燃烧后,动力煤中约90%的细灰粒会随烟气进入除尘器灰斗。这些看似普通的细灰,却是除尘器灰斗稳定运行的“定时炸弹”。
在除尘器灰斗内,靠近壁面的细灰与外部低温空气换热降温。当温度降至60℃以下,这些灰粒就会像“胶水”一样,牢牢粘附在灰斗壁表面,形成板结。板结的灰块不仅增加输灰管道阻力、大幅提升能耗,还会阻塞输灰管道,导致下灰不畅甚至完全堵塞。
“随着细灰不断沉积,灰斗料位升高、承重负荷剧增,一旦‘超载’,安全事故随时可能发生,整个灰斗就如同‘窒息’一般,岌岌可危。”祁青福说,为缓解板结问题,我们通常采用蒸汽加热除尘器灰斗。以350MW机组为例,每台锅炉12个灰斗,年蒸汽消耗高达1.13万吨。
面对这一棘手难题,祁青福带领团队成员对灰斗展开全面“体检”,最终精准锁定问题根源,并提出实施“锅炉除尘器灰斗无蒸汽伴热节能技术研究与应用”项目的想法。
在除尘器灰斗改造现场,施工人员小心翼翼地为灰斗内壁喷涂含有石墨烯的导电纳米涂层,这层仅0.3mm厚的涂层,犹如给灰斗内壁穿上了坚固的“防护服”。而电荷监测传感器更是“秘密武器”,它巧妙利用电荷相斥原理,让灰粒带上同种电荷,如同拥有了“排斥力”,相互远离、保持疏松,有效减少了结块现象。
此次改造带来的效果远超预期:每个灰斗节约蒸汽消耗量0.125t/h,按每年运行315天计算,12个灰斗每年可减少蒸汽消耗11340吨;锅炉泄漏次数同比下降60%,设备可用率从85%提升至95%,有效提升了锅炉出力。
治疗泄漏“顽疾”
在宏晟电热公司350MW机组超临界锅炉的炉膛深处,1200℃以上的烈焰持续“舔舐”着水冷壁管。这些金属管道,在日复一日的高温侵蚀中悄然减薄。
作为发电锅炉的“心脏部件”,水冷壁管主要是将水加热并转化为水汽混合物,直至生成高温高压蒸汽。为保障锅炉安全稳定运行,电力行业明确规定,一旦水冷壁管壁厚降至设计厚度的70%,必须立即更换。
此前,技术团队已经尝试了贴壁风、金属喷涂、陶瓷喷涂、燃烧优化等数十种方案,从调整燃烧器角度到更换低硫煤,效果都不尽如人意。每一次失败,都像是一记重锤,敲在祁青福的心上,但也让他更加坚定要攻克难题的决心。
为制服这一“顽敌”,祁青福和团队成员将办公室搬到锅炉监控室,24小时轮班监测数据,在高温与噪声交织的环境中反复验证。
经过反复实验与数据分析,一套创新的“差别化控制”调整法应运而生:通过对前后墙一次风速、内外喷燃器外二次风实施差异化精准调控,优化炉内高温区水冷壁贴壁烟气氧量的均匀性;采用“逆低氮燃烧技术”,在确保环保指标达标的前提下,强化煤粉在燃烧器区域的燃烧效率,成功降低了锅炉高温区水冷壁的还原性气氛。这一突破,将水冷壁高温腐蚀速率从最高2.1mm/年延缓至0.8mm/年。
在此基础上,祁青福又在防腐蚀材料的选用上进行对比分析,最终采用Inconel 625镍基合金材料在水冷壁管向火侧实施1.8mm厚度堆焊,实现了锅炉水冷壁管高温腐蚀治理的根本性转变。
2024年,宏晟电热公司锅炉泄漏总次数从2021年的19次锐减至4次,锅炉带负荷能力和稳定运行水平得到明显提升,全年发电量较计划增加8.8亿kWh。