实现自主设计,推动空冷技术进步
近日,第三届电力工程科学技术进步奖在西安揭晓。由中国能建中电工程东北东北院牵头承担的《1000兆瓦火电机组表面式凝汽器间接空冷系统设计技术研究》不负众望,一举获得2017年度电力工程科学技术进步奖一等奖。
近年来,我国的直接空冷技术率先得到了广泛普及。2000年以前,间接空冷技术自主化设计水平较低,由于系统性研究不足,在国内特别是北方寒冷地区难以推广。中电工程空冷中心所在地的东北院作为该项目研究的牵头方,瞄准“表面式凝汽器间接空冷系统”中的关键性问题,集中力量进行科技攻关,取得了累累硕果,使得间接空冷技术在国内电厂的大范围推广成为可能。
科技攻关,实现多个“首次”
相比直接空冷系统,间接空冷系统具有运行煤耗低、厂用电率低、噪声影响小等方面的优点。但是由于对该系统极寒条件适应性、散热器型式、间冷塔塔型合理性选择等方面缺乏系统性研究,间接空冷技术一直没有形成具有推广性价值的研究成果。
东北院总工程师、副总经理吕祥涛向记者介绍:“为了填补这项空白,我们的科研团队对表面式凝汽器间接空冷系统进行了全面系统的研究,研究范围几乎涵盖了困扰设计人员的所有疑难问题,最终形成了这一重大科研成果。”
以中电工程空冷技术中心所在地的东北院科研团队作为牵头方,联合华北院、西北院、科技开发公司的科研团队迎难而上,自主研发,通过开展间接空冷塔热力、水力及空气动力计算研究、寒冷地区间接空冷塔防冻措施研究、电站间接空冷系统不同型式散热器性能对比研究、间接空冷塔塔型优化研究等方面的工作,从基本设计到详细设计,提出一整套系统完整的、可以大范围推广的设计方法,首次实现各个设计阶段全面自主化。首度完整地提出了寒冷地区间接空冷系统的设计、运行和维护方法,使寒冷地区建设间接空冷系统有了完善的理论依据,拓宽了间接空冷系统的适用范围;首次系统归纳并提出间接空冷塔本体各部位尺寸的合理取值范围,为新编和升版行业设计规范提供了理论依据支撑。
自主创新,推动设计、设备国产化
由于间接空冷系统的核心技术一直掌握在国外冷却塔公司手中,表面式凝汽器间接空冷系统的关键设备——散热器,类型繁杂,其性能数据厂商保密,国内技术人员仅处于初级模仿阶段,设计人员缺乏相关技术资料,使得开展间接空冷系统的设计变得极其艰难。
“通过对间接空冷系统不同型式散热器性能、布置方式的研究,我们充分掌握了不同型式散热器的适用条件和设计规范,设计人员可以根据所采用散热器的技术性能实现间接空冷系统完全自主设计,不再依赖国外冷却塔公司的技术支持,这在十年前来看还是不可想象的。” 该项目负责人陈承宪告诉记者。
以600兆瓦电厂的间接空冷塔为计算依据,国外空冷塔公司2016年在投标报价中设计费为800万元到900万元。有了这项成果的指导,东北院设计的同等规模空冷塔,间接空冷系统部分计列的设计费仅300万元到400万元,可以节省设计费500万元以上。与此同时,间接空冷系统的设计自主化,在一定程度上也推动了主体设备的国产化。对于同等规模项目,目前间接空冷系统造价相对2006年以前进口间接空冷系统的整体造价降低40%以上,间接经济效益非常可观。
成果转化,形成核心竞争力
“通过开展科技攻关,推动成果转化,《1000兆瓦火电机组表面式凝汽器间接空冷系统设计技术研究》已经在电力工程领域得到了应用,形成了实实在在的效益。”陈承宪对记者说。
据不完全统计,该项目成果已直接应用于东北院设计的新疆宜化准东五彩湾坑口电厂、新疆神火动力电站、神华五彩湾热电厂、内蒙古康巴什热电厂、国投哈密电厂等,华北院设计的神华国能宁夏鸳鸯湖电厂、国电宁夏方家庄电厂等项目也在不同的设计阶段利用了本项目的研究成果。与国外设计收费相比较,这些项目直接节省的费用合计就达3500万元以上。随着日后间接空冷系统大范围应用,长期经济效益将更加可观。
在本项目成果基础上,还派生一份企业标准和一份行业标准,其中企业标准中国电力工程顾问集团技术标准《表面式凝汽器间接空冷设计导则》已于2016年发布实施,电力行业设计规范《火力发电厂间接空冷系统设计规范》已完成报批稿。随着这些设计标准相继出台,将使我国间接空冷系统的整体设计水平获得极大提高。
另外,该项目研究还获得了2017年度吉林省电力科学技术进步奖一等奖、2018年度电力建设科技进步奖一等奖等诸多奖项,已经成为东北院乃至中电工程的核心技术成果之一。
“初心易得,始终难守”。在科研压力和困难面前,东北院科研团队始终保持初心,坚持扎扎实实的态度推进科技创新工作。东北院将继续利用区域特点,抢抓机遇,开拓视野,力争在科技创新方面取得更大成就,努力在企业转型升级中实现“弯道超车”。
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