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15%！煤電機組深度調峰的極限

——岱海發(fā)電實現(xiàn)機組深度調峰至15%額定負荷側記

// 題記 //

在“雙碳”目標下，黨中央提出構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、調峰電源的最大調節(jié)能力與新能源波動不匹配是當前電力系統(tǒng)面臨的主要挑戰(zhàn)。

今年前三季度，煤炭價格急劇上漲，煤電企業(yè)虧損面明顯擴大，8月以來大型發(fā)電集團煤電板塊整體虧損。減虧增效、轉型升級、多能互補等新詞、熱詞被頻頻提及。傳統(tǒng)煤電在新形勢下怎樣創(chuàng)新發(fā)展，已經成了困擾整個行業(yè)的一大課題……


北京以北的深度

10月21日，京能集團黨委書記、董事長姜帆一行踏上了赴內蒙古火電企業(yè)調研的高鐵列車，一路疾馳。車廂里、道路旁、站臺上，頻繁出現(xiàn)的“北京冬奧會”字樣，也成了調研組路上繞不開的主要話題——在即將到來的北京冬奧會上，京能集團肩負著能源保供的重任。

最近一段時間，關于“傳統(tǒng)煤電能否緊跟‘雙碳’目標步伐？集團存量煤電如何發(fā)展？今冬明春的保電供熱工作落實如何？”等問題一直縈繞在姜帆書記的心頭……

位于北京西北320公里處的內蒙古京能岱海電廠，四臺燃煤發(fā)電機組正在按照電網調度指令高速運轉著，現(xiàn)場一片轟鳴。

“現(xiàn)在機組深度調峰能力怎么樣？能達到多少？”一進集控室，看到機組的實時負荷，姜帆書記就關切地問。“一至三號機可以下調至額定負荷的20%，四號機已經可以下調至15%了，這在全國還是第一家”，岱海發(fā)電黨委書記、董事長范昕在現(xiàn)場匯報道。“輔助調峰收益與去年同期相比增長了近3倍，位列華北電網第一名！”

“深度調峰帶來效益，對于我們集團整個火電企業(yè)實現(xiàn)‘安全可靠、靈活調峰’的目標有非常重要的借鑒意義，一定要推廣下去！”姜帆書記的指示，使調研組現(xiàn)場算起了經濟賬：“僅就岱海發(fā)電四號機組而言，按近兩年機組降低至20%額定負荷運行時長計算，若從20%額定負荷降低到15%額定負荷，可增加新能源入網約170萬千瓦時、節(jié)約標煤約630噸、減排二氧化碳約1800噸，為助力電網消納清潔能源和地方實現(xiàn)“能耗雙控”目標提供了強有力的保障。”

據不完全統(tǒng)計，目前我國共有約1000多個燃煤電廠、近3000臺燃煤機組，一旦機組深度調峰全面推廣，對節(jié)能、減排、降碳的意義可想而知。

經濟賬背后的算法

“經濟賬”的背后是綠色這筆“大帳”。早在2017年，岱海發(fā)電公司就著手對四臺機組實施節(jié)能減排綜合升級改造。同時，因為看到了綠色這筆“大帳”，四臺機組的“靈活性改造”也同步進行，改造后，“大賬”凸顯，“經濟賬”劃算。

2020年新冠疫情發(fā)生后，為了盡可能對沖發(fā)電量減少對企業(yè)效益的影響，在機組原有深度調峰能力的基礎上，岱海發(fā)電公司積極參與電網調峰輔助服務市場：用電低谷時，將機組出力降到最低，努力為電網消納風電、光伏等新能源提供空間，同時保證在網機組數量，確保電網安全；用電高峰時，盡快增加機組出力，快速響應電網需求。參與電網調峰時間從2019年的298個小時猛增到2020年的1131個小時，調峰收入從820萬直接翻番達到了1753萬元。特別是，2021年初的前兩個月，僅僅依靠參與電網的調峰輔助服務，岱海發(fā)電就實現(xiàn)收益超過2000萬元——兩個月的收益幾乎達到了前兩年收益的總和！

在三號機組實現(xiàn)華北電網首家AGC閉環(huán)深度調峰至20%額定負荷的機組后，經濟效益顯而易見。此時，岱海發(fā)電公司調峰能力已經達到了世界先進水平。

“要以岱海發(fā)電三號機組作為標桿，最終實現(xiàn)全網所有火電機組都具備20%深調峰能力。” 華北能源監(jiān)管局在2021年召開的廠網聯(lián)席會議上充分肯定了岱海發(fā)電對華北電網新能源消納的貢獻。

深度調峰的極限

“繼續(xù)往下調！”通過對當前政策、改造成本和實際效果的分析、測算后，岱海發(fā)電又瞄準了深度調峰至15%額定負荷的目標。

從20%額定負荷下調至15%額定負荷，看似下調幅度不大，但事實上，所有指標都壓著紅線在運行，深度調峰的安全風險顯而易見。用員工自己的話說：“這就是在‘刀尖上跳舞’，如果能成功就可以說是探到了‘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高壓和永恒的黑暗，而煤電機組想要下探至15%額定負荷的“谷底”，主要面臨的困難恰好也是兩個：一是安全，如何保證燃燒穩(wěn)定，不使鍋爐滅火、機組跳閘；二是環(huán)保，如何保證氮氧化物達到超低排放標準，不發(fā)生環(huán)保超標事件?？梢韵胂?，盡管已經有了深調至20%額定負荷的成熟經驗，但參戰(zhàn)技術人員在面對眼前的未知時，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將，成立了由政治素質過硬、技術水平過硬、工作作風過硬的黨員骨干組成的攻堅組。查閱資料、請教專家、聯(lián)系設備廠家、進行模擬實驗、開展頭腦風暴……各項工作有條不紊地推進著。不久之后，信心滿滿的攻堅組開始了第一次試驗。

“水位，汽包水位波動太大了，快停下！”

“火焰偏轉、燃燒不穩(wěn)，負荷降不下去……一做試驗，各種問題都出來了”，回憶起當時的場景，鍋爐專工“老盧”歷歷在目，心里還頗有不甘。

試驗進行不下去，一時間又找不到解決的辦法，這可把攻堅組的隊員們急壞了。沒有“好”辦法，那就用“笨”辦法。

有的運行員工在發(fā)電崗位干了十幾年，頭一次鉆進了磨煤機的煤粉分離器，就為了搞清楚怎樣才能把煤粉細度調整得更精細；有的檢修員工趁著機組檢修，成天往爐膛里鉆，不論上班休假，現(xiàn)場看的是燃燒器，餐廳吃飯聊的是燃燒器，連晚上做的夢都是燃燒器；有的專業(yè)技術員工追根溯源，干脆重新學了一遍大學課程《鍋爐原理》，就為了從理論上找到突破點……“想當第一不容易”，一向寡言少語的“老盧”直白地說道。

一句“不容易”看似輕描淡寫，可背后又是多少晝夜的汗水積攢而來。反復的思考、不斷的琢磨、相互的碰撞、一次次的實踐之后，終于，由量變產生了質變。

2021年9月18日，岱海發(fā)電二期集控室里人頭攢動，十幾雙眼睛直勾勾地盯著屏幕前各項關鍵參數的變化情況——此刻，四號機組正在進行著15%-50%額定負荷深度調峰的最后一項測試：自動電壓控制（AVC）試驗。

“啥事兒沒有，又能多掙錢了”，發(fā)電運行部部長、支部書記展宗波現(xiàn)場隨口的一句玩笑立即打破了之前的沉寂。伴隨著長久不息的掌聲，15%-50%額定負荷深度調峰系列試驗全部完成。四號機組率先“探底”成功，成為華北電網首家具有深度調峰至15%額定負荷能力的亞臨界燃煤機組。

與此同時，國務院正式印發(fā)了《2030年前碳達峰行動方案的通知》。方案提出，加快建設新型電力系統(tǒng)。要求：“大力提升電力系統(tǒng)綜合調節(jié)能力，加快靈活調節(jié)電源建設”。在接到通知時，岱海發(fā)電公司更加堅定了前進的方向……

原標題：15%！煤電機組深度調峰的極限