更高效 更节能 更环保 ——记由东北院设计深圳华电坪山分布式能源站工程
能源综合利用率达到76%;
能够实现冷、热、电三联供;
就近供电,满足负荷增长需求。
是什么样的电厂能够同时满足如此多的条件,达到建设“绿色生态园区”的标准,让我们跟随记者一起了解由东北电力设计院有限公司(以下简称“东北院”)设计的深圳华电坪山分布式能源站工程,探寻分布式能源项目的精巧设计和工业之美。
深圳坪山工业园区的能源核心
深圳华电坪山分布式能源站工程坐落于深圳坪山新区东部的工业园区内,是深圳市产业转移升级的主要工业聚集区。本期建设2×100MW+1×100MW燃气-蒸汽联合循环机组,为该区域内国家级生物医药产业基地、电子科技产业园、新能源汽车整车及零部件产业园、循环经济园、深圳市国家级出口加工区等产业提供冷、热、电能源供应。
“与传统的集中式能源系统不同,深圳坪山分布式能源站以天然气为燃料,通过燃气轮机发电,发电后烟气余热制取蒸汽,进入蒸汽轮机再次发电,并利用发电时产生的冷热水供应冷暖气,实现冷、热、电三联供,满足园区内企业不同的能源需要。”东北院该项目主管总工孙向军介绍说。
该工程采用了3套美国GE公司生产的“6FA”级燃气轮机,配套余热锅炉和汽轮机组,组成1套“2+2+1”和1套“1+1+1”建制的供热联合循环机组,全厂名义出力为300MW级,是目前我国国内核准在建装机规模最大分布式能源工程。东北院项目团队为确保燃气—蒸汽联合循环综合热效率达到较高水平,通过综合工程总体特点,对装机方案进行了反复对比、优化,对燃机、余热锅炉及汽轮机三者的组合进行了参数匹配和系统优化,使炉型、机型能确保机组在各预定工况下均能维持安全、可靠、高效地运行,使之成为了国产配套率较高,投资和经济效率水平均较好的组合之一。
与此同时,该项目还采用了汽水循环双压系统,除汽轮机抽汽供热外,还采用热泵以及锅炉尾部烟器换热器,充分提高了整套联合循环机组装置的热效率;天然气冷能利用方面,采用循环水加热天然气方式,可节约蒸汽;同时降低循环水温度,汽轮机背压下降,增加了发电出力,提供冷气供应。通过以上措施,实现了能源的阶梯利用,机组总热效率已达到76%,远超过国家70%的标准。
“本项目的服务宗旨是打造一个以热电联产与冷、热媒制备输送为一体的综合性分布式能源站。”东北院该项目的项目经理孙洪民介绍说,“它向厂址周边坪山新区的各产业园区的企、事业单位提供的产品很多,包括:工业生产、夏季制冷、冬季采暖、生活热水等多种能源,真正成为深圳坪山工业园区的能源核心。”
节能环保的新型能源站
和以往大家印象中传统发电厂“灰头土脸”的形象不同,深圳华电坪山分布式能源站以天然气为主要供能原料,整个厂区显得非常干净整洁。
“本项目采用了去工业化的设计,厂区分区明确,布局合理;主厂房造型优美,结构紧凑;人流物流,各行其道;绿化美化,保护环境,充分体现绿色环保和可持续发展的理念。”孙洪民介绍说。
在项目设计中,东北院项目团队因地制宜,见缝插针进行绿化,厂区设计厂区绿化面积约9144m2,绿化系数为18%。绿化植物采用丛植、群植、孤植等方法进行合理搭配,不仅可以美化厂区,还可以实现美观、防尘、降低噪音的效果。
与外观设计的美化相比,整个电厂的超低排放更达到了令人惊叹的程度。
孙向军向记者透露:“与传统集中式供能方式相比,天然气分布式能源站没有SO2、烟尘、灰渣等污染物的排放,NOX、CO排放量远远低于相同容量燃煤电厂,具有能效高、清洁环保、安全性好、经济效益好等优点,对区域生态环境质量改善,促进经济社会的可持续发展和低碳经济发展模式的构建意义巨大。”
针对天然气排放的烟气污染物NOx,东北院项目团队采用了低氮燃烧系统,可将NOx的排放浓度控制在50mg/Nm3以内;采用了高烟囱排放,充分利用大气自身扩散稀释能力,降低NOx的落地浓度,可以有效减轻对工程附近区域的影响;安装了烟气在线监测装置,对烟气中的NOx等进行实时监测,以便环保部门实时掌握本工程环境空气污染物排放情况。
通过以上措施,该工程环境空气污染物实际排放浓度充分满足国家《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011)中关于燃气轮机的限值要求,成为真正节能环保的新型分布式能源站。
在项目执行过程中,业主方多次发来感谢信,对东北院项目团队的服务质量给予了充分肯定。
为完成好华电集团在深圳市建设的第一个分布式能源工程,也是东北院的首个分布式能源项目,公司集中优势力量成立了工程项目部,并按照公司三标管理体系文件的要求,制定了适合于本工程项目的管理制度,为项目的顺利实施提供了保障。项目施工期间,项目部人员常年坚守项目工地,加班加点解决各项难题。东北院副总工程师孙向军、项目经理孙洪民多次前往工地现场,了解现场需要解决的问题,听取现场各方代表对设计、服务的建议,及时根据现场情况对设计方案进行调整,对各专业进行精细化设计的指导。设计代表、发电分公司结构室李鹤在坪山工程现场服务期间,经常放弃节假日的休息时间,加班加点工作,每天深入工地及时发现和了解现场出现的各种问题,以其扎实的专业素养、较强的责任心和良好的沟通能力,高效的处理了现场的各类土建问题,为推动工程顺利进展做出了贡献。热机室张新雷在项目建设中,工作责任心强,技术业务水平过硬,积极同施工人员和公司的设计人员进行沟通,对施工中发现的设计问题处理及时、得当,大大促进项目工程进度。
“我们的服务不仅体现在及时沟通和解决问题上,更体现在处处为业主考虑,尽可能的消除业主在未来使用运行方面的不便。”项目经理孙洪民介绍。为了确保项目未来运行安全稳定,项目部在设备选型上都选用了质量最好、经济合理、安全可靠的产品,有效保证整个系统未来的安全稳定运行。
2019年1月1日,该工程迎来完美收官,两套机组已经全面投产。该工程建成投产后,将成为深圳东部电网的一个电源点,对满足区域电力负荷发展需求,减轻电网供电压力,提高电网运行安全和电压质量,优化电网能源结构,节能减排均具有重要意义。
名词解读:
天然气分布式能源:
天然气分布式能源以天然气为燃料,通过冷热电三联供等方式实现能源的梯级利用,综合能源利用效率在70%以上,并在负荷中心就近实现能源供应,是天然气高效利用的重要方式。与传统集中式供能方式相比,具有能效高、清洁环保、安全性好、削峰填谷、经济效益好等优点。
(东北院 孙 岳)
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