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2021-01

《中国电力报》:新起点,新征程丨华能西安热工院:科技角力背后的华能力量

历史呼啸而来。当世界科技发展同样进入“百年未有”之新阶段的时候,关键技术领域的角力越来越激烈,接二连三的“卡脖子”问题,让人们越来越认清一个现实——“关键核心技术是要不来、买不来、讨不来的”。

这一点,华能西安热工院的科技人员们感受最为真切。

近两年,面对越来越复杂的外部发展环境,西安热工院紧紧围绕“科技自立自强”,面向国家重大战略需求,集中力量进行电力领域“卡脖子”问题技术攻关,下大力气进行关键共性技术、前沿引领技术研发,取得了一系列突破性进展。

工控系统国产化:甩掉“卡脖子”的手

2020年11月26日,早上6:14分,清晨的第一缕阳光伴随着央视《朝闻天下》主持人亲切的声音一起飘来,“昨天,我国自主研发的国内首套全国产化百万千瓦级分散控制系统在华能玉环电厂成功投运……”薛建中打开手机,这一消息被各大媒体报道,已经在朋友圈刷屏,圈友们自豪的留言仿佛溢出了屏幕。

西安热工院薛建中和他的DCS研发团队正是这起“轰动事件”的幕后制造者。

2019年3月,华能集团提出,要举全企业之力,投入全国产DCS的研发。“军令如山。热工院倍感责任重大、使命光荣,大家闻令而动,把它列为头号工程来推进。”薛建中说。

很快,一支40余人的DCS研发团队迅速组建,与中国电子、南瑞继保等央企联合创新的机制也确定下来,项目发展进入快车道。

全国产DCS研发中最基础的一步就是组态,通过类似“搭积木”的方式,搭建出具备各种功能的模型。组态一方面是逻辑组态,按照设备运行的逻辑关系完成后台模型搭建,另一方面是画面组态,依据后台逻辑组态模型绘制前台操作运行界面。组态工程师桑永福说:“逻辑组态是最考验功力的活。就像名篇续写一样,需要对设备了如指掌,熟悉掌握原系统的底层运行逻辑,先满足运行功能,然后在新控制系统下持续提升。” 

在全国产DCS系统开发中,热工院发挥30多年的控制系统组态经验,集多家DCS系统的优点为一体,完美实现了画面组态的“定制功能”,不仅综合操编辑的使用偏好和操作习惯进行系统界面优化,就连鼠标悬停的显示信息、报警自定义颜色和状态这样的细节设计都考虑在内,组态工程师崔战兵说,他们都像雕琢一件工艺品,精益求精。

项目组成员宋美艳仍然记得,疫情期间长达6个月的全封闭研发过程中,他们进行了成百上千次研发测试,完成了3轮大规模芯片应用测试,对导热外壳进行了300多个小时的高温箱测试,现场施工中对11500多根DCS连线进行通道测试,繁冗、复杂,但却精雕、细琢。

经过198个昼夜奋战,11月6日,国内首套100%全国产化DCS在华能福州电厂35万千瓦机组成功投用,从操作系统、数据库等基础App到应用App全部使用自主技术,实现了火电厂100%全国产DCS工控系统从无到有的突破,填补了多项国内空白。

但DCS研发团队没有来得及享受成功的喜悦,马不停蹄又奔向下一个目标——玉环百万千瓦级示范项目。

玉环项目投产前夕,所有人都进入了疯狂的状态。工作任务从每天细化到每小时,每分每秒都在跟时间赛跑,加速增派人员进场,连夜吹响集结号,创新方法缩短施工周期。一张板凳,靠着打盹;两把椅子,蜷缩着睡;宿舍的床铺不够,大家就轮流和衣而卧……“玉环投运前,大家基本都是在现场,连续熬了好几个通宵,白天调试设备,晚上集中消缺,困了就在工程师站的椅子上凑合一下。”负责DCS系统架构设计的工程师胡波说。 

就这样争分夺秒,华能玉环电厂示范项目10天完成DCS系统组态;15天完成机柜制作;3天完成73个机柜的系统内部接线,接线准确率近100%;15天完成现场调试,从确定立项到成功投运,仅用了65天,创造了多项业内纪录。

11月25日,国内首套百万千瓦级100%全国产化DCS在华能玉环电厂成功投运,标志着我国高参数、大容量发电领域核心控制设备实现完全自主可控。

一只“卡脖子”的手,从此消失了。

这次,DCS团队的成员们可以尽情享受成功的喜悦了。

高温合金材料研发:十年磨一剑

高温合金材料又被称为“超合金”。当前,我国在燃气轮机、核电等领域的高温合金主要依赖进口。2012年,西安热工院向锻造“自主、自造、物美、价廉”的新型自主高温合金发起了挑战。

如果说DCS研发是一场快准狠的突围战,出奇制胜,那么自主高温合金研发就是一场攻坚克难的持久战,百炼成金。

高温合金从原料到产品,需经过核心技术研发、中试和产业化制备优化、认证和工程化验证三个主要大阶段,每种自主设计新合金都要完成三个阶段的“大循环”以及每个阶段内各个“小循环”才算完成研发流程。

“研发一种新的合金,需要先基于需求设计出成分,在实验室一炉一炉炼出设计合金。然后通过测试高温强度、耐腐蚀性、抗氧化性、组织结构、物理特性等十几项性能,对组织和性能进行表征分析优化,并在此基础上进行迭代优化。”高温合金研发团队负责人谷月峰先容,经过几十甚至上百次的优化迭代,新的合金材料才能进入下一阶段的研发验证。因此,“十年磨一剑”用来形容高温材料的研发一点不为过。

“大家团队的人都保持两种心态,一种是平常心,一种是好奇心。”谷月峰笑称。以平常心面对一次次的实验结果,周而复始,不知疲倦;以好奇心进行一次次优化、探索和钻研,不言放弃。

谷月峰带领的团队是一支高学历的精英团队。他们目前正在研发未来650℃和700℃机组发展需要的七大类自主高温合金。其中,进展最快的型号为HT700T合金,制备的2批次锅炉高温管2017年通过评审,获准在国家能源局验证试验平台上挂炉试验,验证最长已超2.5万小时,情况良好。2020年7月,HT700T压力管道通过国家级技术评审,获准在瑞金电厂二期百万机组项目上进行试验性应用,迈出了自主700℃等级合金材料在商业电厂应用的坚实步伐。自主高温材料涂层技术也于2020年8月通过技术评审,获准首次在商业电站规模化应用。

时间可以检验一切,也可以成就一切。谷月峰说,再经过1~2年,他们研发的第一款自主高温材料就将完成整个研发流程。千锤百炼始成金,到那时,我国火电设备的自主化发展将增添一抹华能“金”色。

更多关键领域:科技报国的使命担当

关键核心技术必须牢牢掌握在自己手中。西安热工院坚持以科技创新保障产业链供应链安全,当前承担的几项关键核心技术攻关项目全部有条不紊快速推进。

12月22日凌晨,漫天飘雪的陕北高原,经过紧张的安装、调试,由西安热工院与中国电子联合研发的国产化自主可控风电PLC在华能陕西定边沈口子风电场成功投运,实现PLC系统关键软、硬件设备的100%国产化,标志着华能继火电厂DCS国产化、辅控PLC国产化后,在能源控制领域核心装备上再次实现重要突破。

截至2020年底,燃机自主运维项目已经完成相关部件的无损检测,技术水平和检测精度不低于国外燃机制造商,燃烧稳定性诊断判据也已经完成验证和完善。650℃机组研发项目,课题组已经进行了详细的系统方案研究,进驻相关设备厂,确定了设计边界条件并协同完成了系统热平衡图。

积跬步以致千里,汇涓滴而成江海。在国家科技自立自强的洪流中,有一支华能力量在默默担当。“党的十九届五中全会将科技自立自强的重要性提上了历史的新高度,更为西安热工院科技报国的初心和使命赋予了更重的分量。”西安热工院党委书记苏立新说,“十四五”期间,西安热工院将落实“四个革命、一个合作”能源安全新战略,聚焦核心技术自主可控,着力解决电力基础设施网络安全、高温材料、燃机运维等“卡脖子”问题,打造创新新高地,引领技术新突破,为构建安全高效、清洁低碳能源体系贡献科技力量。

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2021-01

《中国电力报》:新起点,新征程丨华能柬埔寨桑河二级水电站:水电情深 来日“路”长

在柬埔寨上丁省西山区境内的桑河干流上,亚洲第一长坝、柬埔寨最大的水电工程——桑河二级水电站横跨在广袤的平原之上,独特的电站景观绘就了一幅人与自然和谐共生的美丽画卷。作为中国“一带一路”建设和柬埔寨“四角战略”对接发展的重点项目,电站秉持“和平合作、开放包容、互学互鉴、互利共赢”的丝路精神,为柬埔寨经济社会发展提供了强大的能源支撑,带动了当地各产业的联动发展。

打造精品工程 人与自然和谐共生 

项目建设前,桑河二级水电站坝址是人迹罕至的原始森林,工程建设克服了自然环境恶劣、疾病多发、施工资源紧缺、设备运输及交通不便等重重困难,历经5年风雨兼程,于2018年10月全部投产发电,创造了柬埔寨水电工程建设史上的纪录,被誉为“中国速度”。电站采用的8台中国制造的5万千瓦灯泡贯流式机组,其额定水头、单机容量在同类型机组中均处于世界前列。

维护好桑河流域的生态环境,为柬埔寨兄弟守住蓝天沃土与绿水青山,是桑河项目建设的发展目标。中国华能始终坚持“在开发中保护、在保护中开发”的方针,积极打造环保水保典型示范工程。为尽量减少工程对河流生态环境的影响,满足洄游鱼类通道需求,维持该区域鱼类多样性,桑河二级水电站在项目BOT协议和柬埔寨政府均未要求修建鱼道工程的情况下,主动投入约150万美金,在电站右岸增设仿生鱼道,树立了中国企业重环保、负责任的良好形象。仿生鱼道不仅为途经电站的鱼类提供了洄游路线,还发挥了生态廊道功能。站在大坝上看,鱼道为旁路水道形式,每5~10米设置一级蛮石坎,缺口呈错缝型,分隔形成一个个小水池以消减上下游水位差,每个池室留有过鱼口,像多个“回形针”一样。鱼道长约3000米,每800米设置一个长约100米、宽50米、水深2.5米的大“休息池”,当鱼类从下游来到上游后可在大小水池“养精蓄锐”,之后继续顺利洄游到上游。人性化的“休息区”不仅缓解了鱼类旅途劳顿之苦,还作为一个观赏区,供当地人欣赏鱼类逆流而上洄游产卵的奇观,唤起人们的生态环保意识。

通过一系列保护性措施,桑河水电站实现了资源开发与环境保护协调发展。此外,电站对大气保护、生产生活污水处理、水土保持等都有详细规定。值得一提的是,电站采用地埋式成套生活污水处理设施,将处理后的废水有效用于营地绿化灌溉,进行循环再利用。

奉献绿色能源 减贫拉近中柬民心

桑河二级水电站总装机容量40万千瓦,占柬埔寨全国总发电装机容量的近20%,是当地最大的水电工程,每年将为柬埔寨提供19.7亿千瓦时的清洁能源,极大缓解柬埔寨电力短缺、依靠进口的局面,带动了金边、磅湛、桔井等周边地区电力基础设施建设,保障了柬埔寨在供电方面的独立性和安全性,改善了柬埔寨能源结构,并大幅降低了当地社会用电成本,促进了柬埔寨经济社会发展。按照当前柬埔寨全国1500万人口、全年社会用电量120亿千瓦时来计算,桑河二级水电站就能解决200多万柬埔寨人一年的用电需求。

柬埔寨首相洪森3次莅临桑河二级水电站,高度赞扬电站对柬埔寨发展作出的贡献:“电站的竣工投产,解决了柬埔寨发展的很多问题,进一步推动了柬埔寨工业、农业、制造业、旅游服务业的发展,为柬埔寨的能源安全、降低电价、减少贫困做出了重要贡献。”

“一带一路”连接的是发展,也是民心。电站秉持华能“建设一座电站,带动一方经济,保护一片环境,造福一方百姓,促进一方和谐”的水电开发理念,搭建真情连心桥,积极将库区移民村建设成为中柬友好示范村,借鉴中国“扶贫经验”助力柬埔寨农村减贫,使中柬两国人民友谊如桑河之水,深厚绵长。

结合当地实际,电站按照“小分散、大集聚”的原则布局安置点,确定了3个移民安置点、3种移民方式供村民选择,移民新居也分为木质房和砖混房两类,这充分敬重了移民群众的意愿,满足其生产生活需求。搬到移民新村后,每户移民获得了5公顷耕地补偿,依托便利的交通和电站库区带来的有利灌溉条件,当地百姓种植了腰果、香蕉、橘子等经济作物,收入大幅增加。村民吉蒙对搬迁到新村后的生活非常满意:“大家搬来移民村就没有再回去过了。以前的老村子没有电、没有公路,房子小、耕地少,新村子路好、房子好,有新打的水井,电站还为村子架起了电网,现在的生活好太多了!”

6年来,桑河二级水电站向柬埔寨红十字会捐款共计28万美金,多次组织捐赠救灾物资、慰问移民学校、邀请当地民众参观电站等活动,积极参与支撑周边政府部门、社区建设工作,与当地人民建起无缝沟通、密切合作的“友谊之桥”,走出与当地融合共生、和谐发展的希翼之路。

创建一流电站 迈出合作共赢新步伐

党的十九届五中全会指出,要实现高质量引进来和高水平走出去,用顺畅联通的国内国际循环,推动构建人类命运共同体,促进各国共享全球化深入发展机遇和成果。这为电站下一步发展指明了方向。桑河二级水电站党委书记李梦森表示:“推动共建‘一带一路’高质量发展,就是要紧紧围绕华能‘一体两翼’国际化发展战略和澜沧江企业‘走出去’发展要求,努力创建国际一流电厂和智慧电厂,继续在环保、减贫助困、促进教育、增加就业、参与公益事业等方面积极作为,打造华能良好海外形象,与柬埔寨百姓共享发展成果。”

下一步,桑河二级水电站将在中柬各级政府的关心和支撑下,按照“三步走”战略,在投入商业运营3周年(2021年),实现“无人值班”;投入商业运营6周年,基本建成国际一流水电厂;投入商业运营9周年,建成国际一流的“智慧电厂”,成为柬埔寨电力产业的示范中心、中柬两国“铁杆”友谊的典范。

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2021-01

新华网:新起点,新征程丨华能江苏清能企业:“东线”战略的江苏密码

从碳达峰目标与碳中和愿景,到气候雄心峰会上一系列新举措,中国坚持绿色发展的承诺让能源转型的步伐再次提速,在这条道路上,华能布局“两线”“两化”,正在以跃升式发展实践为中国“减排”承诺写下一笔生动的华能注解:打造世界一流清洁能源企业。

2019年5月19日,“两线”之一的“东线”战略首在江苏签约落地。该战略以海上风电为目标,以基地型规模化、投资建设运维一体化为路径,江苏区域发展密码:10001700+。

1000:千万级规模 搏击风浪快速突破

江苏拥有954公里海岸线,海域面积达37500平方公里,华能海上风电的第一步从这里开始。

2017年9月,如东八仙角70台高耸入云的白色风机第一次将“中国华能”带向大海。那一年,负责项目开发建设的华能江苏清洁能源分企业(下称“江苏清能”)获取海上风电资源仅为30万千瓦,这一数字在“十三五”末增长了近8倍,海上风电发电量突破18亿千瓦时,确保了华能海上风电规模目前位列江苏第一。江苏清能总经理陈晓路形容这几年是意想不到的飞跃发展,他说:“大家赶上了一个好时代,属于江苏,属于华能,也属于大家这个团队。”

“十三五”期间,江苏省提出优化海上风电开发布局,积极发展离岸风电,加快建设千万千瓦级风电基地,为江苏海上风电产业快速发展提供了广阔的空间。也是在这个时候,华能面向大海,作出了结构调整、优化布局的重要战略转移,明确了大力发展新能源,推进低碳清洁能源的规模化开发和智能化运维这一新目标,提出“在苏投资1600亿元打造基地型、规模化千万千瓦级海上风电基地,以全产业链布局建设国内领先、国际一流的海上风电工程施工、运维和技术服务基地。”当“强富美高”新江苏叠加华能“东线”战略,一个新的海上风电时代随即到来。

“集团企业跟江苏省和南京、盐城两市的签约释放了一个显著的信号:华能高度重视江苏海上风电基地的发展建设,将不余遗力加大投入。这为大家的工作带来了强大的助推力,当时省政府有关部门还跟大家形成了定期会商机制,大家坐在一起解决遇到的问题。”陈晓路说,“你能明显感觉到集团各项政策和资源,特别是科技产业配套等都在向新能源发展倾斜,无论是优质资源获取、上下游产业链合作,还是科技创新都‘如虎添翼’。”

从2019年至今,江苏清能利用政策及自身市场化优势,取得和达成意向的海上风电资源为340万千瓦,其中以股权运作等新模式获取如东H3、射阳等海上风电资源140万千瓦,先后建设投产了大丰、灌云、如东H3海上风电项目。2019年,江苏清能海上风电核准80万千瓦、开工建设30万千瓦,分别是上一年的1.6倍和5倍,创历史新高。

即使面对疫情和“抢装潮”,江苏清能年轻的海上风电团队始终“战斗”在海上,争分夺秒向投产并网的目标前进。

陈佳志,灌云海上风电项目经理助理,这个只有28岁的小伙子是江苏清能招聘的第一批风电专业毕业生。今年,他经历了从业生涯最让他难忘的艰难时刻。

作为江苏区域第一个复工的海上风电项目,为了让项目人员尽早回到海上,今年2月初,陈佳志带领445人的项目团队在县里开展血常规、肺部CT和核酸检测。

海上作业复工后,为抢回工期,陈佳志带领项目施工人员、监理等40多人吃住在海上升压站长达20多天,除了将仅有的3组上下铺给予关键核心人员,陈佳志和剩下所有人都打上了地铺,他形容那场面是“一整层地板上横七竖八全睡着人”。大家靠着仅有的电磁炉和补给船定期送来的食物轮流做饭,更多的时候仅仅是填饱肚子,洗澡更是不可能的奢望。在追赶项目进度的同时,留给陈佳志的新难题还有如何稳定军心,因为艰苦的生活条件和超强的工作负荷让大家“压力山大”。为此,他一方面为大家说明项目面临的有利形势,安抚畏难情绪,另一方面尽全力解决大家生活所需,让每个人得到关照。

“做好一个海上风电项目,天时地利人和一个都不能少,这其中困难很多,但也是最考验大家的时候。”陈佳志说。

4月,这个国内首个旋转流潮汐海域、连云港地区第一个海上风电项目正式并网发电。作为华能在江苏投产的第三个海上风电项目,它不仅克服了疫情带来的供货、船机设备紧张等种种困难,更攻克了施工区域海床淤泥厚、220千伏海缆穿堤定向施工、国内首次171机组坐滩施工等技术难题,为未来旋转流潮汐区域海上风电建设大型机组吊装并网提供了宝贵经验。

从如东到大丰,再到灌云和射阳,风浪搏击下,华能“东线”战略在江苏海岸乘势而上,全面“开花”。

1700:海量数据 深度感知智能升级

迎接即将到来的平价时代,如果说“基地型规模化”是华能开出的第一对策,那么“科技创新”就是第二对策,“智能运维”就是首要突破口。在这一领域,江苏清能再次率先迈出一步。

在位于南京的江苏清能集控中心,无论是远在苏北的铜山风电场,还是中心离岸距离达到55公里的大丰海上风电场,只需鼠标一键点击,风场全景、海上升压站、风机等3D模型即刻呈现,犹如瞬间“穿越”,直达风场及风机内部,变桨角度、机舱温度、功率曲线等大部件实时参数应有尽有,47万个“四遥”点数涵盖了江苏全部新能源场站445台风机,1429台光伏逆变器和59万个光伏组件,海量数据让空间与时间在这里变得智能可控。

“这些数据不仅是秒级,甚至是毫秒级。大家还预留了1200万千瓦数据接口和拓展空间,将来这里可容纳监控的新能源体量可达到1700万千瓦。”江苏清能运行维护部主任助理王有超先容道,“以前一个5万的风场就需要10个人在现场轮流负责日常监控,项目多了根本顾不过来。现在只需要12个人就可实现对全部13个新能源场站的实时监控,有效做到了无人值班、少人值守,数据也更加及时、全面、精准。”

在盛东如东海上风场,项目负责人正在根据未来72小时风速、浪高、潮高及气象等信息重新调整近期作业计划,帮他实现预判的数据正是来自清洁能源智慧管理平台。

该平台于2020年正式投运,采用自主可控的国产硬件设备,以拥有自主常识产权核心App为支撑,配备有SCADA(风机监控数据)、CMS(风机在线振动监测)、气象、海缆、水文、AIS地图等全景数据,实现了对各类应用的全面集成,并在安全管理、设备管理、能效管理及数据分析四个方面部署了46项具有“生产特色”的功能应用,从海浪风况信息到电子围栏,从海缆监测到能效排行榜,更聪明的“大脑”和更敏锐的“五官”正在为海上风电的深度感知、智能运维与科学决策提供强大支撑。

“大家的出发点是希翼借助大数据和智能化系统更好地解决大家生产中的难点与痛点。”王有超说。

针对“设备管理”这一运维建设的难中之难,平台部署了21项预警模块,通过捕获风电设备的‘特征值’实现了对风电设备的预警和预判。就在2020年6月,集控中心值班人员通过平台发现如东海上风场6号风机声音传感器频谱和叶片结构性数据异常,随即派出无人机实地检查,果然在叶片叶尖1米范围内发现了前缘保护膜损伤,当即采取了维护措施确保设备正常运行。对此,王有超说:“如果没有提前发现,等到叶片磨损加重,那时不仅运维费用将大幅增加,还有可能造成叶尖开裂,后果无法想象。”

这些仅仅是江苏开展海上风电全生命周期智能化管理建设的“冰山一角”。围绕产业链布局创新链,江苏清能携手清华大学等高校,联合西安热工院、清能院、华东勘测设计研究院等科研院所及装备制造企业,正在持续开展海上风电智能管理系统功能模块开发与风机、塔架整体设计等研究,以产学研深度融合深挖降本空间,推动产业持续优化升级,这是创新的出发点,也是华能“东线”战略打造超强核心竞争力的法宝。

+:蓝图在前 未来无限可能

看中国新能源未来,到2030年中国风电、太阳能发电总装机容量将达到12亿千瓦以上;看华能“十四五”规划,将确保到2025年企业低碳清洁能源装机占比达到50%以上;看江苏“十四五”海上风电,初步预计远期及技术可开发容量达4000万千瓦,其中近四分之三在远海;看江苏清能,这个平均年龄不到32岁的新能源团队,在风雨历练之后正焕发着前所未有的朝气与斗志。

用陈晓路的话说:“优质资源的获取也许将面向更辽阔的深远海,降本提效也将贯穿海上风电设计制造、建设施工及后期运维全过程,一切都才刚刚起步。”华能“东线”战略江苏区域密码的最后一位是“+”,因为未来无限可能,一切都将大有作为。

http://www.xinhuanet.com/power/2021-01/12/c_1210976452.htm

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2021-01

新华网:新起点,新征程丨华能石岛湾核电站:示范工程迎“大考”

当媒体的聚光灯投射在最新问世的“九章”量子计算机76个光子之上,惊讶于高斯玻色采样的计算时速时,另一群致力于自主创新的中国工程师们正在以同样具有挑战性的工程试验推动着世界核电领域的技术进步。在高温气冷堆商业化应用这一“无人区”内探索实证,他们举步维艰却从未停止向“世界首堆”迈进。

历经十余年,工程于今年全面进入调试阶段,冷试等“大考”接踵而至。

“首堆冷试能否成功就看明天了,如果一切顺利,大家将开创国内,甚至世界工程领域超大容积、超高气压系统试验的先例。6年的准备,终于到了这个时候,希翼一切顺利。一定会顺利的。”

2020年10月14日晚上,试验负责人、核岛科主系统调试工程师黄俊平在日记上写下这么一段话。黄俊平所说的明天,是示范工程启动首堆冷试的第10天,2号反应堆一回路役前压力试验将在这一天迎来最关键的时刻——达到最高值。

10月15日下午3点30分,核电站主控室里里外外站满了人,但却安静地只能听到急促的心跳声此起彼伏。大家都在等待见证示范工程首堆一回路役前压力试验达到最高值。

所有人的目光都望向大屏幕,紧紧盯着上面的阿拉伯数字:8.821、8.834、8.855……叮铃铃!叮铃铃!就在数字一点点逼近8.9兆帕这一压力最高值时,操控台上的电话突然响了,大家猛地被“叫醒”,视线刷地一下“切换”到了操控台。

试验实行组副组长朱英杰接起电话,那边传来:“报告,空气压缩机出现故障。”现场依然鸦雀无声,等待的人们不知道发生了什么,纷纷探着头向前张望。

放下电话,朱英杰看了一眼监测系统上的阀门状态,有条不紊地拿出一张空气压缩机故障应急操作单,联系现场操作人员实施膜压机切换。他又从另一个资料盒里取出一张紧急工作票,填写签字后,将故障信息传递给了应急消缺组。

10分钟后,电话再次响起。“报告,膜压机已切入。”朱英杰看向屏幕,压力数值继续缓慢攀升……

8.9兆帕!这一数字终于出现在了屏幕上。但现场安静地好像什么也没有发生,大家还在等待生态环境部华东核与辐射安全监督站监督员的指针压力核查反馈。

电话打进主控室。收到确认信息后,压力试验总指挥张勇宣布:“2号反应堆一回路系统压力已达到8.9兆帕,强度试验现在开始。”根据有关要求,强度试验压力至少需要保持10分钟以上。也就是说,从这一刻起,试验进入了最后关头。

主控室内,大家的目光再度锁定大屏幕,这一次是生怕“8.9”这一数字发生变化。所有人屏住呼吸,耳边秒表的滴答声越来越清晰。

不知过了多久,电话响起,监督员的声音从电话那头传来:“示范工程2号反应堆一回路压力强度试验10分钟保压有效。”

黄俊平放下电话走到张勇面前,大声汇报:“报告总指挥,华能石岛湾核电站2号反应堆一回路系统已顺利通过强度考核试验,具备开展下一步试验的条件,请指示。”

“收到。我宣布,华能石岛湾高温气冷堆示范工程首堆一回路系统役前压力试验一次成功。”张勇的话音刚落,现场立即响起了热烈的掌声。大家悬着的心终于随着笑容放下了。也许是酝酿已久,掌声久久未停。

“辛苦,干得好!”集团企业副总工程师,核电企业党委书记、实行董事张涛跟大家一一握手。“祝贺”“不容易”成为了现场说得最多的话。

就在一回路役前压力试验成功后的第4天,反应堆压力顺利降至常态,示范工程首堆冷试宣告一次成功,这是工程全面进入调试阶段以来取得的首个重大节点胜利。

负责泄漏率计算的西安热工院工程师李康说:“此次示范工程冷试期间一回路系统测算出的泄漏率实际值仅在0.1‰附近,比设计限制的1‰还小,说明密封效果是非常好的。”

作为全球首座球床模块式高温气冷堆核电站,工程国产化率达到了93.4%,仅首次使用的设备就有2000多套,创新型设备600余套,包括全球首台HTR-PM蒸汽发生器,首台大功率、高温热态电磁轴承结构主氦风机,世界最大薄壁型金属堆内构建以及尺寸最大、重量最重的反应堆压力容器……用石岛湾企业党委书记周亮的话说:“冷试是一次国产化水平的‘大考’,是验证这些‘世界之最’‘中国之首’实力的时候。”

在没有任何经验可借鉴的情况下,早准备、抓细节,团结一切可以团结的力量主动发现问题、解决问题,成为了确保冷试一次成功的关键所在。

示范工程调试管理办公室主任常重喜先容说,早在设备安装初期,工程就启动了冷试前期准备工作,先后针对脆性转变温度、升降压速率、超压保护、温度控制、泄漏检查、容器位移检查、压力容器支承结构目视检查等开展了一系列技术创新和攻关,并针对调试方案反复开展纸面推演和现场预演。工程全面进入调试阶段后,联合调试队又协调设计单位、总包、监理、参建单位及集团企业相关领域等各方力量,迅速克服了膜压机速率不足、空气压缩机故障等问题,高标准完成了冷试启动前的各项检查,保证了完备的冷试条件。

“说实话,我还是很有底气的。因为大家做足了各项分析和准备。虽然试验过程有点‘惊心动魄’,但一切都在掌握之中。”常重喜说。

首堆冷试一次成功不仅证明了示范工程设计的可靠性,检验了国产化设备的良好性能,更为后续工程热态功能试验、机组装料等奠定了坚实的基础。直到现在,回忆起一回路役前压力试验成功那天,黄俊平仍然难掩激动之情。“当时我看见张勇总眼眶红了,还有人哭了,其实我的眼泪也已经在眼睛里了。”他笑着说,“这就像哺育一个自己的孩子,这么多年见证了它从懵懂到成熟的过程,太不容易了。”

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2021-01

新华网:新起点,新征程丨华能清洁能源技术研究院:创新力,开新局

使用石油的重型卡车在矿区装煤卸载,这一幕在今天的矿山十分普遍,但也许很快将被改写。近日,12辆纯电重卡已经在华能魏家峁煤电企业投入试运行,这些重卡搭载着中国华能清洁能源技术研究院自主研发的最新储能技术电池包,驶入换电站后,将由换电机器人为它们更换重达3吨的“巨型充电宝”,只需3分钟左右,便可满电重新上路运行。

变充电为换电,所体现的不仅是电力行业的科技创新,更是电能替代化石能源的商业模式变革。

当2030、2060碳减排目标更加明确,深度“再电气化”的进程悄然加快。新一轮科技革命和产业变革加速演进,数字技术发展和能源科技创新相互叠加,让今天的竞争环境不同以往。如今,能源企业创新发力点在哪里?华能清能院的科技创新思考与实践是什么?

创新引领转型

十九届五中全会提出“坚持创新在我国现代化建设全局中的核心地位”,科技创新正成为百年未有之大变局中的“关键变量”。能源行业各大头部企业必将争相加大科研投入,力争以科技带动产业升级。

“一直被模仿、从未被超越”,需要拿出战略性眼光和布局,以长周期思维应对挑战。

清能院党委书记、董事长李卫东认为“安全便捷、低价清洁”是人类对能源需求的终极追求。当“四个革命、一个合作”能源安全新战略向纵深发展,新能源将向攻克核心关键技术转化,向技术基础端延伸;核电技术将积极向供热等领域探索,水电将向水风光储一体化发展;科研机构必须着眼“人无我有”“人有我强”的目标,在海上风电、光伏、燃料电池、绿氢和储能等研发高地占有一席之地。

作为中国华能的清洁能源科研拳头力量,清能院将聚焦“碳达峰”、“碳中和”目标下能源电力技术发展的实施路径,加快华能新能源产业飞跃式发展。

方向引领创新

如果说创新是恣意生长的参天大树,那方向的引领就是修枝剪叶,集中精力干大事。

“大家经历了一次深度学习和自我革命。”清能院科研开发部负责人王晓龙先容说,2017年集团企业启动高精尖科研项目论证,在十几个月的时间中,所有研究团队对专业技术、方案进行论证,反复研究每个项目的切入点和可行性。

在这次“极为艰难的转型”过后,从众多路线中选择出来的重点领域给创新指明了方向。比如被称为“华能黑板”的华能矩阵叠片技术就是脱颖而出的技术方案之一。

一改人们印象中“田字格”式的排片外观,“华能黑板”通体乌黑,硅片之间采用交错排片的方式,由导电胶粘接,实现在组件内硅片纵向串联、横向并联的矩阵式排布。这种排片方式具有电流损耗小、组件效率高的特点。第三方测试结果显示,局部遮挡条件下的发电能力远优于常规组件。今年8月,矩阵叠片组件开始在华能定边月亮湾光伏电站180kW并网运行,发电效果突出。

李卫东说,清能院着眼需求抓创新,围绕“新业态”,深化数字信息技术与新能源产业融合,培育新业态新模式新优势;围绕“老行当”,发挥技术优势,加强成果转化。

近年来,清能院拓展了新能源勘察设计、智慧运维、海上风电、风机改造、新能源并网与运行、绿氢和储能等多个专业方向。截至目前,储能技术已进入产业化转化快车道,二氧化碳捕集新装置成功运行,钙钛矿太阳能电池中试线进入技术研发和工艺放大关键阶段,低温除污COAP技术研发进入关键阶段,海上风电关键技术攻克全面展开,深远海研究靠前布局,大数据研究重点推进。

机制引领方向

“利用现在的储能技术,大家完全可以把电‘实体化’,安全环保地交到用户手中,这是个万亿级的市场。”储能项目开发部负责人刘明义在储能领域深耕十年,从他们提出一种光伏电站分布式直流侧储能技术,到华能格尔木光伏储能电站3.5MWh示范项目成功应用,从自主研发的国内首个分散式PCS和预诊断BMS两套系统,到推出矿卡换电的新模式,创新量变在积累,计划机制也最终融入广阔市场。

“十四五”规划《建议》强调“健全社会主义市场经济条件下新型举国体制”“强化企业创新主体地位”。清能院将这个“新型”创造性地概括为“计划+市场2.0”,努力打造“专司科研+技术服务”总格局。具体地说,是布局“计划机制”,支撑一批基础性、颠覆性技术研究;拥抱“市场机制”,建立与产业发展深度对接机制,为集团企业新能源产业发展提供优质服务和持续支撑。

如今,更大规模的清洁能源开发给储能技术带来超大规模的市场机遇。刘明义说:他透露,目前储能项目引进了科创基金,这让技术深度感知市场、服务市场,让市场反馈检验技术、促进技术,将切实达到产业促进创新的目的。

在谈到推进科研机制改革时,李卫东表示,“十四五”期间,华能清能院要推进常识产权市场化改革,以组建华能集团常识产权中心的机会,建立起一套完善的常识产权创造、运用、交易、保护制度体系;破除阻碍科研要素自由流动的体制机制障碍,实现科技创新和技术服务资源配置方式的优化与创新。

强化科技创新策源功能,华能不仅需要“0到1”的源创新,还需要把准创新方向,抢抓创新机遇,力求在新的赛道中领跑。华能清能院将着力在风电、储能、光伏勘察设计、智慧运维、定制改造和数据分析等领域实现专业性引领,在燃料电池和氢能等领域实现关键性突破,通过“云大物移智链边”技术赋能,在能源企业数字化转型中突破重围,创新发展永远在路上。

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2021-01

新华网:新起点,新征程丨华能杨柳青热电厂:污泥变“宝” 杨柳青青

杨电是一个标准的城市电站,距离天津市中心仅有十几公里。近年来,电厂结合自身优势、外部环境、地域特点,深入研究京津冀协同发展战略和雄安新区战略,主动融入集团企业和地方发展大局,努力寻求与地方经济社会发展的契合点,试点污泥发电、瞄准蒸汽市场,勾勒出一幅“杨柳青青柳色新”的绿色发展画卷。

布局——

“和城市融为一体”

厂长助理崔井利清晰记得电厂“十四五”规划定稿后,已经是凌晨一点多。“为了赶在天津市政府与集团企业签署战略合作框架协议之前提出杨电的发展建议,厂领导班子连续四五天和大家一起反复研讨至深夜,大家一遍又一遍地研读《党的十九届五中全会〈建议〉学习辅导百问》,分析天津市和集团企业的发展方向,谋划企业高质量可持续发展之路。”

2020年11月25日,天津市政府与集团企业签署关于加强能源经济领域战略合作框架协议,将充分发挥各自优势,在保障供电供热安全稳定、加强氢能科技创新、探索城市综合用能新业态、加大新能源项目开发等领域深化合作。“绿色发展”是双方合作的关键词之一。

回溯“十三五”,杨电先后完成了超低排放、煤场封闭、烟气深度治理等改造,让清洁生产成为常态。在此基础上持续加强综合能源市场开拓,供热面积增长2018万平方米,辰西2.2兆瓦光伏项目、建大橡胶10兆瓦光伏项目顺利投产,燃煤耦合污泥发电技改项目积极推进,企业可持续发展的能力显著增强。

展望“十四五”,天津将加快构筑现代产业体系,构建新发展格局,同时推动绿色发展,加快建设美丽天津。为此,杨电深入挖掘自身优势,牢牢把握“和城市融为一体”的定位,确立了“建设两个中心”“取得两项突破”的绿色发展目标。两个中心,指打造以电为基础,热为核心,汽、冷多能互补,面向市场、面向用户的综合能源供应服务中心;立足生物质耦合、垃圾焚烧,努力打造天津市主要的固体废弃物处置中心。两项突破,即利用三期机组供热、固废处置、高碱煤试烧等优势,力争在三期机组延寿工作取得突破;以建设全国首套国产化燃气机组为切入点,力争将扩建两套燃气-蒸汽联合循环“二拖一”供热机组纳入天津市“十四五”规划。

掺烧——

抓住转型发展窗口期

每日上午9时50分,距离电厂30公里外的青凝侯污泥填埋场,一辆满载污泥的卡车缓缓出发开往杨电,天津城区污泥无害化、减量化治理,以一种新的方式在杨电落地。

2017年以来,随着电力市场化改革的不断深入,传统燃煤发电机组发电量出现了量价齐跌的势头。杨电认识到,作为城市电站,城市需要怎样的服务,大家就以怎样的方式去奋斗。天津市各大污水处理厂日产生污泥1700吨,而污泥无害化处置成为了城市迫切的需求,电厂主动出击紧密跟踪燃煤耦合污泥发电技改试点的相关政策信息,随即迅速开展项目研究工作。

杨电员工都说,三期燃煤耦合污泥发电项目是“敲门敲出来的项目”。厂领导带队,挨家挨户走访天津市各大污水处理企业和污泥处置相关单位,收集了大量污泥资源的第一手资料。在此基础上,又邀请相关机构和专家对这些资料进行整理和分析,对项目的经济效益进行评估。功夫不负有心人。2018年,杨电率先成为国家燃煤耦合污泥发电项目首批试点单位。

“十四五”期间,杨电将依托污泥掺烧项目,立足生物质耦合、垃圾焚烧,加快做好四期固废无害化处置项目建设和投运,实现固废物处置和多燃料发电。加强液态渣综合利用关键技术研究,实现灰、渣、石膏副产品深度加工利用,形成稳定的资源化、无害化、规模化处理能力,积极推进“无废工厂”建设。

目前,杨电再次将目光锁定工业用蒸汽市场。计划以西青区供汽规划为依托,以西青经济技术开发区项目为重点,打造以供汽为主的综合能源示范区。为此,电厂规划办人员先后走访了9个街镇、上百家企业,初步达成60~80万吨/年的供汽意向。

着色——

创新让城市“绿”意盎然

杨电厂长王朝伟对确定燃煤耦合污泥项目实施模式和技术路线论证的过程记忆犹新,“正是有了华能自主常识产权的处理技术,让项目找到了实施路径,华北分企业主要领导带队,两赴岳阳调研,大家才能够顺利立项,迈出了向固体废弃物处置中心转型的第一步。”

杨电优先选择5号、6号共两台液态排渣锅炉进行燃煤耦合污泥改造。国内仅有6台液态排渣锅炉,锅炉热力参数和工程改造经验几乎都是空白。本次改造借鉴长江环保科技企业在岳阳电厂对城市污泥等废弃物进行无害化处理的成功经验,采用华能具有自主常识产权的城市污泥、生物质及生活垃圾等废弃物的处理技术,作为该技术的“首台套”应用,电厂技术人员与长江环保科技企业深入合作,在炉烟系统、泥粉系统和污泥燃烧器等关键问题上群策群力,共同设计出一套专门适合液态排渣锅炉的污泥燃烧器。在一体机换热原件防漏等十余项关键技术问题上创造性地进行方案优化。

2020年12月11日10时50分,杨电6号机组燃煤耦合污泥发电项目实现了72小时连续运行,正式进入商业化运行。这意味着长江环保科技企业牵头研发的燃煤电厂城市废弃物前置炭化处理技术在杨电顺利完成示范应用,标志着华能自主常识产权“城市废弃物前置干燥炭化技术”在首次工业化建设中实现关键性成功,填补了天津市燃煤耦合污泥发电领域的空白,为实现电厂“十四五”期间绿色发展和综合能源服务转型奠定了良好基础。

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2021-01

新华网:新起点,新征程丨华能丹东电厂:“刀尖”上跳一曲华尔兹

2020年11月2日,华能丹东电厂主控室。

今天机组又将深调至15%。虽然已经记不清这是第几次进行负荷下探,但丹东电厂所有员工仍然严阵以待。

20%!“停!”,大家都屏住呼吸,运行部值长王鑫紧密监视锅炉燃烧情况,并做好了投油稳燃的准备,确认运行工况都很稳定后,继续降低负荷指令。

18%,17%,16%,15%!不出意外,调峰再次成功,又为逾百兆瓦新能源电力让出了通道。王鑫长舒了一口气。

每次调峰都被丹东电厂职工形容为“刀尖上跳舞”,紧张、刺激。但他们却从来没怕过,4年来,他们早已积累了绣花针般的调峰功夫,不仅让丹东电厂在“刀尖”上跳出华尔兹,而且跳成了调峰最“深”的企业、火电转型的先锋。

握紧金钥匙,持续挖潜

回望“十三五”初期,“三北”地区弃风弃光严重,燃煤机组中热电联产比重较高,采暖期供热机组“以热定电”运行,导致系统调峰

2016年,国家能源局一纸红头文件打破了沉寂,丹东电厂被列为首批提升机组灵活性改造试点单位之一。从此,“灵活性”犹如一缕清风吹散了迷雾。

当其他火电厂还在相互观望时,丹东电厂已经拿出志在必得的气魄,说干就干。

“火电机组将逐步由提供电力的主体性电源,转变为提供可靠电力、调峰调频能力的基础性电源,大家必须抓住转型发展的机遇,深入挖掘机组调峰能力,在严峻的市场中占得先机。”时任厂长常仁杰提出要主动适应电力新常态,勇做深度调峰领域第一个吃螃蟹的企业。

深度调峰面临的最大困难是锅炉灭火,导致机组非停。毫无经验可循,毫无技术资料可供借鉴,丹东电厂摸着石头过河,确立了9个专业工作组,联合6家科研院,完成了多项科研课题与可行性试验,解决了低负荷无油助燃、AGC协调控制优化等10多项难题。

灵活性改造牵一发而动全身。增设省煤器烟气旁路系统、进行滑压运行曲线优化、调整脱硫辅机冷却水回收方式、调整磨煤机大修周期,丹东电厂为此设计了周密的改造计划。调试期间,锅炉专工王彦海每天天不亮就赶到煤场,根据飞灰、炉膛燃烧情况制定掺烧比例,热控专工张联奎、焦力刚24小时驻厂改造逻辑……全厂群策群力,一连实现机组灵活性改造三级跳——

2016年11月,成功实现机组深度调峰至30%额定负荷,在试点单位中率先完成国家能源局调峰目标。

2017年11月,攻克低压缸进汽阀全关的技术难题,完美解决调峰与城市供热之间的矛盾,成功实现机组供热的同时深调至20%。

2018年11月,在对原有深调逻辑控制进一步修改优化基础上,首次实现15%额定负荷深度调峰,再次打破自身负荷下限,在深度调峰技术方面实现行业领先。

凭借对“极端”工况下各项参数、各个系统的全面把控和安全措施的有效实行,时至今日,丹东电厂没有发生因深度调峰造成机组非停和其他不安全事件。更难能可贵的是,丹东电厂机组连续无非停时长已达七年四个月,创造并不断刷新着华能系统燃煤机组连续无非停的安全纪录。节能管理也没有丝毫松懈,在全国同类型机组能效水平对标中,2号机组连续四年获得5A级,1号机组连续四年获得厂用电率最优奖。

深度调峰带给丹东电厂职工更直观的感受是收益的增加。自开展深度调峰至今,企业共获得调峰补偿4.8亿元,单位容量调峰收益持续保持领先。同时,中国电力科学技术进步二等奖、集团企业电力科学进步二等奖等多项荣誉纷至沓来,不断加持着这场灵活性改造的价值。

这个有着20年历史的火电企业,用深度调峰这把“金钥匙”打开了自身潜能的“魔盒”,实现了技术与收益双丰收,更迎来了行业内越来越多的兄弟企业前来交流研讨,为这场“灵活性改造”浪潮加上丹东注脚。

引入新法宝,改造升级

近两年,为打赢蓝天保卫战,丹东电厂所在地方政府加大了燃煤小锅炉的淘汰力度。作为保障城市供热近十年的老牌央企,丹东电厂抢抓机遇,拿下向东港市经济开发区企业供给工业蒸汽的“大单”。

2019年,丹东电厂实施了向东港市经济开发区西区供汽项目,建设工业蒸汽管线4公里,为丹东松元化学等11家企业解决了工业用汽的燃眉之急。2020年,丹东电厂克服疫情影响,将西区供汽管线向前延伸3公里,并在开发区东区新建8公里工业供汽管线。项目投运后,区内将有37家企业用上丹东电厂提供的绿色蒸汽,最大供汽量可再增加40吨/小时。工业供汽项目的实施,使电厂对外供汽量大幅提升,与2018年相比,增长量近700%。

同时,丹东电厂供热能力也在提高,通过实施抽汽连通管改造,供热面积目前已达1100万平方米。为满足丹东市城市建设快速发展的供暖需要,丹东电厂2020年还与丹东市边境经济合作区签订供热供汽框架协议,电厂的供热范围将由东港市拓展至丹东市区。

供热面积和供汽量的快速增长,对企业深度调峰能力提出了更高的要求。丹东电厂厂长杨成典指向供热首站旁高高的罐体:“这就是大家提升机组灵活性的又一个法宝。”

他说的便是2020年丹东电厂实施的华能集团首个储热罐式灵活性改造热电解耦项目。新增设的储热罐有效容积为2.32万立方米,最大蓄热量达5040吉焦,可在供暖期机组低负荷调峰时段,独立持续向外供热数小时。

引入储能技术,让丹东电厂灵活性改造跃升至2.0版本。通过储热罐的储能作用,丹东电厂进一步提升了机组供暖期的调峰能力,更好地协调发电、供热、供汽、调峰四个要素,实现电厂综合效益最大化。

时代赋予火电企业新的历史定位,丹东电厂顺势而为,趟出了一条属于自己的盈利新路。

锁定碳达峰,加速转型

每年6月,成群的白鹭都会从南方飞来,落脚丹东电厂,在厂区大片的草地上悠然散步。厂里的老职工都注意到,这两年,白鹭越来越多,看来,它们对这个“家”越来越满意了。

如今,火电机组调峰成为常态,“刀尖上跳舞”对于丹东电厂来说已经不是难事。先行一步的丹东电厂,正在谋划更大的转型。

90后职工程培瑜,上下班路上总是忍不住向厂子的“新区”看一看。“今年厂里在光伏场地的另一侧又新建了风机,这让大家厂成为集风、光、电、热、储为一体的综合型能源企业。”程培瑜显然对这一新定位非常自豪。

“我国向国际社会做出碳达峰的庄严承诺,集团企业也宣布将在下一个五年转型成为世界一流的清洁能源企业。丹东电厂在这场加速到来的能源革命中,要继续领跑。”杨成典说,“十四五”期间,丹东电厂将进一步做精火电存量,做大新能源增量,加快向低碳化、多元化、一体化转型,为火电企业突出重围,继续贡献“丹东方案”。

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2021-01

新华网:新起点,新征程丨华能庄河海上风电:等风来,“东线”北点战犹酣

2020年12月,黄海北岸庄河海域的气温已降至零下15度,华能辽宁清洁能源有限责任企业庄河海上风电Ⅱ项目吊装作业平台的擎天巨臂正在稳稳起吊。突破冬季施工瓶颈,庄河海上风电Ⅱ项目持续刷新东北地区海上风电冬季不间断施工最长时间纪录,并以52小时打破了国内同级别海上风机单台安装最快纪录。

这里是华能“两线”“两化”战略“东线”海上风电发展带的北起点,一排排印有“中国华能”字样的白色风机迎风高耸。从去年9月12日首台风机吊装至今,该项目已完成风机吊装24台,完成全国首个单根3*1000平方毫米大直径220千伏高压海底电缆敷设。预计到2021年,这里将有111台机组并网运行。从“零”的突破奔向“破百”成群,华能“东线”战略在黄海的发展犹如海上日出喷薄新生。

第一阵风:面向大海出击

当辽宁陆上风电资源的竞争已趋近白热化时,海上风电的开发却还是一片“蓝海”。2013年7月,经国家能源局批复,辽宁将在大连庄河海王九岛和花园口附近划分5个场址,规划海上风电总容量达190万千瓦。作为辽宁首批海上风电项目,这里成为了清洁能源企业的“必争之地”。

“论坚持和实力,华能在庄河海上风电项目上最有‘话语权’。”辽宁清能总经理杨健感慨道,“大家进入这个项目有五年之久,是进入时间最久的企业。当时资源竞争非常激烈,大家的人都是‘蹲点式’驻守在有关部门,一刻不敢松懈,始终紧紧咬住开发权。”

无数评估论证,无数险象环生,2019年,通过合作开发和竞争配置的方式,华能终于在多家企业中脱颖而出,等来了辽宁海上的“第一阵风”,累计取得Ⅱ、Ⅳ场址共85万千瓦项目开发权,其中Ⅱ项目规划容量30万千瓦,成为辽宁海上风电核准、在建规模最大的发电企业,为打造东北区域百万千瓦级海上风电基地奠定了坚实基础。

第一步路:迎难创新攻关

吃下这一海域首个海上风电项目“大螃蟹”,除了勇气,更需要智慧。环境与技术的重重难关孕育了庄河海上风电项目的创新“基因”。

早在勘探阶段,项目部就发现,庄河场址北侧部分海域覆盖层浅、岩石层厚且存在岩溶钻孔现象,传统的海上风电单桩基础无法适用。面对这一难题,项目部全体人员经过大量调研,最终采用了华东勘测设计研究院和中船重工天津海工企业研发的国内首个吸力筒导管架基础。辽宁清能副总经理、庄河海上风电项目部主任张伟形象地说:“如果单桩基础是在海床上‘插针’,那大家的这一方案就是在海床上‘拔罐’。”

相比传统单桩基础,吸力筒导管架基础在承载能力、施工速度、船机占用、安装噪音等方面具有显著优势,可有效应对庄河该海域岩层特点。

去年8月9日,随着一声令下,长宽各30米、高45米、总重1160吨的吸力筒导管架基础缓缓起吊入海,现场人员精准控制着吸力筒下沉过程中产生的压力。随着海底监测画面中吸力筒负压沉贯深度达到标定值,27号风机基础顺利完成安装工序,标志着全球首台海冰地区吸力筒导管架风机基础及国内首台吸力筒风机基础成功实施,开创了中国海上风电领域先河。

实现首创的还有海上升压站这个海上风电场的“心脏”。

项目工程部副主任王金祥先容说:“别看大家的海上升压站不大,那可是从外形到模块都‘含金量’满满。首先是单体外形小,实现了车间模块化制造,建造质量和效率大幅提升;其次是单体重量都在900吨以下,大大降低了施工难度;然后是仅用了1个脚靴式导管架基础,能节省30%的工程量,造价就有了保证;最后是模块间结构紧凑,桥架连接的可靠性也更高。”

凝结了无数建设者创新之思的海上风电“心脏”目前已安装调试完成80%,不久之后,它将汇聚起这片海域华能海上风机发出的绿色清洁电力,通过海缆源源不断送至千家万户。

第一关卡:争分夺秒冲刺

对于庄河海上风电项目而言,距离2021年末海上风电补贴“窗口期”结束仅剩不到一年的时间,起步即是冲刺。在项目指挥部,大家正在为了协调施工船机和对方争得面红耳赤;在设备生产厂房,大家驻场监造生怕设备“被抢”;在吊装船上,大家不眠不休,对施工各个环节都精益求精。吹着刺骨的海风,庄河海上风电项目部全体成员鏖战在大海之上,轮班赶工、有序作业。

“从去年年初开始,大家先后遭遇了新冠疫情、风机抢装、台风频袭等困难,每一个对项目的建成投产都是致命的影响。为了确保2021年末全容量并网投产这一目标,保证远期效益,所有人现在都拿出了百分百的战斗力,争分夺秒冲刺。”张伟说。

按照倒排并网投产工期节点,项目必须于2020年12月中旬启动海陆联调工作,但当时海缆光纤还未熔接连通,很多人都认为项目进入了“死胡同”,但辽宁清能信息中心主管张春祥不这么看。他尝试在海陆两端设备架起了4口“天线锅”,通过微波载波对射实现了无线通讯,让海上升压站与陆上集控中心的对点联调顺利推进,这种方式也成为海上风电项目海陆通讯新的选择。“哪怕提前一天,大家也要想办法争取。”张春祥说道。

在团结一心的奋战下,项目“争”来了宝贵的“中船海工101”和“铁建风电01”吊装船资源,双“舰”合并,大幅提高了施工效率;“盯”来了风机、海缆等主要设备的按期供货,保障了各项施工有序衔接。与此同时,项目部副主任徐海超正在全力筹备Ⅳ1场址35万千瓦项目启动事宜。

近日,辽宁出台了《辽宁省国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标的建议》,明确提出培育壮大氢能、风电、光伏等新能源产业,推动能源清洁低碳安全高效利用,推动能源消费结构调整。据了解,庄河海上风电Ⅱ项目30万千瓦投产后,每年上网电量可达7.7亿千瓦时,节约标煤23万吨,减少污染物排放57.2万吨,节约淡水210万立方米。

立于潮头,方知浪高风急;登高望远,才见天高云阔。站在“东线”战略北起点,望向崭新的“十四五”,华能人踌躇满志:把握中国碳达峰及碳中和绿色发展机遇,以建设质量优、效益好的清洁能源项目为愿景,助力辽宁深入实施东北振兴战略,推动能源消费结构调整。新的一年,“东线”战略在黄海备受期待,勇立潮头御风行,会当击水三千里。

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2021-01

《中国能源报》:新起点,新征程丨华能石岛湾核电站:示范工程迎“大考”

当媒体的聚光灯投射在最新问世的“九章”量子计算机76个光子之上,惊讶于高斯玻色采样的计算时速时,另一群致力于自主创新的中国工程师们正在以同样具有挑战性的工程试验推动着世界核电领域的技术进步。在高温气冷堆商业化应用这一“无人区”内探索实证,他们举步维艰却从未停止向“世界首堆”迈进。

历经十余年,工程于今年全面进入调试阶段,冷试等“大考”接踵而至。

“首堆冷试能否成功就看明天了,如果一切顺利,大家将开创国内,甚至世界工程领域超大容积、超高气压系统试验的先例。6年的准备,终于到了这个时候,希翼一切顺利。一定会顺利的。”

2020年10月14日晚上,试验负责人、核岛科主系统调试工程师黄俊平在日记上写下这么一段话。黄俊平所说的明天,是示范工程启动首堆冷试的第10天,2号反应堆一回路役前压力试验将在这一天迎来最关键的时刻——达到最高值。

10月15日下午3点30分,核电站主控室里里外外站满了人,但却安静地只能听到急促的心跳声此起彼伏。大家都在等待见证示范工程首堆一回路役前压力试验达到最高值。

所有人的目光都望向大屏幕,紧紧盯着上面的阿拉伯数字:8.821、8.834、8.855……叮铃铃!叮铃铃!就在数字一点点逼近8.9兆帕这一压力最高值时,操控台上的电话突然响了,大家猛地被“叫醒”,视线刷地一下“切换”到了操控台。

试验实行组副组长朱英杰接起电话,那边传来:“报告,空气压缩机出现故障。”现场依然鸦雀无声,等待的人们不知道发生了什么,纷纷探着头向前张望。

放下电话,朱英杰看了一眼监测系统上的阀门状态,有条不紊地拿出一张空气压缩机故障应急操作单,联系现场操作人员实施膜压机切换。他又从另一个资料盒里取出一张紧急工作票,填写签字后,将故障信息传递给了应急消缺组。

10分钟后,电话再次响起。“报告,膜压机已切入。”朱英杰看向屏幕,压力数值继续缓慢攀升……

8.9兆帕!这一数字终于出现在了屏幕上。但现场安静地好像什么也没有发生,大家还在等待生态环境部华东核与辐射安全监督站监督员的指针压力核查反馈。

电话打进主控室。收到确认信息后,压力试验总指挥张勇宣布:“2号反应堆一回路系统压力已达到8.9兆帕,强度试验现在开始。”根据有关要求,强度试验压力至少需要保持10分钟以上。也就是说,从这一刻起,试验进入了最后关头。

主控室内,大家的目光再度锁定大屏幕,这一次是生怕“8.9”这一数字发生变化。所有人屏住呼吸,耳边秒表的滴答声越来越清晰。

不知过了多久,电话响起,监督员的声音从电话那头传来:“示范工程2号反应堆一回路压力强度试验10分钟保压有效。”

黄俊平放下电话走到张勇面前,大声汇报:“报告总指挥,华能石岛湾核电站2号反应堆一回路系统已顺利通过强度考核试验,具备开展下一步试验的条件,请指示。”

“收到。我宣布,华能石岛湾高温气冷堆示范工程首堆一回路系统役前压力试验一次成功。”张勇的话音刚落,现场立即响起了热烈的掌声。大家悬着的心终于随着笑容放下了。也许是酝酿已久,掌声久久未停。

“辛苦,干得好!”集团企业副总工程师,核电企业党委书记、实行董事张涛跟大家一一握手。“祝贺”“不容易”成为了现场说得最多的话。

就在一回路役前压力试验成功后的第4天,反应堆压力顺利降至常态,示范工程首堆冷试宣告一次成功,这是工程全面进入调试阶段以来取得的首个重大节点胜利。

负责泄漏率计算的西安热工院工程师李康说:“此次示范工程冷试期间一回路系统测算出的泄漏率实际值仅在0.1‰附近,比设计限制的1‰还小,说明密封效果是非常好的。”

作为全球首座球床模块式高温气冷堆核电站,工程国产化率达到了93.4%,仅首次使用的设备就有2000多套,创新型设备600余套,包括全球首台HTR-PM蒸汽发生器,首台大功率、高温热态电磁轴承结构主氦风机,世界最大薄壁型金属堆内构建以及尺寸最大、重量最重的反应堆压力容器……用石岛湾企业党委书记周亮的话说:“冷试是一次国产化水平的‘大考’,是验证这些‘世界之最’‘中国之首’实力的时候。”

在没有任何经验可借鉴的情况下,早准备、抓细节,团结一切可以团结的力量主动发现问题、解决问题,成为了确保冷试一次成功的关键所在。

示范工程调试管理办公室主任常重喜先容说,早在设备安装初期,工程就启动了冷试前期准备工作,先后针对脆性转变温度、升降压速率、超压保护、温度控制、泄漏检查、容器位移检查、压力容器支承结构目视检查等开展了一系列技术创新和攻关,并针对调试方案反复开展纸面推演和现场预演。工程全面进入调试阶段后,联合调试队又协调设计单位、总包、监理、参建单位及集团企业相关领域等各方力量,迅速克服了膜压机速率不足、空气压缩机故障等问题,高标准完成了冷试启动前的各项检查,保证了完备的冷试条件。

“说实话,我还是很有底气的。因为大家做足了各项分析和准备。虽然试验过程有点‘惊心动魄’,但一切都在掌握之中。”常重喜说。

首堆冷试一次成功不仅证明了示范工程设计的可靠性,检验了国产化设备的良好性能,更为后续工程热态功能试验、机组装料等奠定了坚实的基础。直到现在,回忆起一回路役前压力试验成功那天,黄俊平仍然难掩激动之情。“当时我看见张勇总眼眶红了,还有人哭了,其实我的眼泪也已经在眼睛里了。”他笑着说,“这就像哺育一个自己的孩子,这么多年见证了它从懵懂到成熟的过程,太不容易了。”

13年,在前瞻性、战略性、首创性领域打好主动仗实非易事,从夯基垒台到积厚成势,惟其艰难才更显勇毅,惟其笃行才弥足珍贵。

人类百年创新史带来一个重大启示:没有人能够阻挡历史的浪潮,更无法忽视技术创新的力量。试想一下,2035年,我国的经济实力、科技实力、综合国力已如期实现大幅跃升,关键核心技术实现重大突破,大家成功进入了创新型国家前列。请相信,在世界核电领域的创新“较量”中,在全新堆型的原创研发、拓展应用、标准引领、人才培养的道路上,华能石岛湾核电站将代表中国“出战”。

http://www.cnenergynews.cn/qiyedongtai/2021/01/15/detail_2021011588640.html

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2021-01

《中国能源报》:新起点,新征程丨华能清洁能源技术研究院:创新力,开新局

使用石油的重型卡车在矿区装煤卸载,这一幕在今天的矿山十分普遍,但也许很快将被改写。近日,12辆纯电重卡已经在华能魏家峁煤电企业投入试运行,这些重卡搭载着中国华能清洁能源技术研究院自主研发的最新储能技术电池包,驶入换电站后,将由换电机器人为它们更换重达3吨的“巨型充电宝”,只需3分钟左右,便可满电重新上路运行。

变充电为换电,所体现的不仅是电力行业的科技创新,更是电能替代化石能源的商业模式变革。

当2030、2060碳减排目标更加明确,深度“再电气化”的进程悄然加快。新一轮科技革命和产业变革加速演进,数字技术发展和能源科技创新相互叠加,让今天的竞争环境不同以往。如今,能源企业创新发力点在哪里?华能清能院的科技创新思考与实践是什么?

创新引领转型

十九届五中全会提出“坚持创新在我国现代化建设全局中的核心地位”,科技创新正成为百年未有之大变局中的“关键变量”。能源行业各大头部企业必将争相加大科研投入,力争以科技带动产业升级。

“一直被模仿、从未被超越”,需要拿出战略性眼光和布局,以长周期思维应对挑战。

清能院党委书记、董事长李卫东认为“安全便捷、低价清洁”是人类对能源需求的终极追求。当“四个革命、一个合作”能源安全新战略向纵深发展,新能源将向攻克核心关键技术转化,向技术基础端延伸;核电技术将积极向供热等领域探索,水电将向水风光储一体化发展;科研机构必须着眼“人无我有”“人有我强”的目标,在海上风电、光伏、燃料电池、绿氢和储能等研发高地占有一席之地。

作为中国华能的清洁能源科研拳头力量,清能院将聚焦“碳达峰”、“碳中和”目标下能源电力技术发展的实施路径,加快华能新能源产业飞跃式发展。

方向引领创新

如果说创新是恣意生长的参天大树,那方向的引领就是修枝剪叶,集中精力干大事。

“大家经历了一次深度学习和自我革命。”清能院科研开发部负责人王晓龙先容说,2017年集团企业启动高精尖科研项目论证,在十几个月的时间中,所有研究团队对专业技术、方案进行论证,反复研究每个项目的切入点和可行性。

在这次“极为艰难的转型”过后,从众多路线中选择出来的重点领域给创新指明了方向。比如被称为“华能黑板”的华能矩阵叠片技术就是脱颖而出的技术方案之一。

一改人们印象中“田字格”式的排片外观,“华能黑板”通体乌黑,硅片之间采用交错排片的方式,由导电胶粘接,实现在组件内硅片纵向串联、横向并联的矩阵式排布。这种排片方式具有电流损耗小、组件效率高的特点。第三方测试结果显示,局部遮挡条件下的发电能力远优于常规组件。今年8月,矩阵叠片组件开始在华能定边月亮湾光伏电站180kW并网运行,发电效果突出。

李卫东说,清能院着眼需求抓创新,围绕“新业态”,深化数字信息技术与新能源产业融合,培育新业态新模式新优势;围绕“老行当”,发挥技术优势,加强成果转化。

近年来,清能院拓展了新能源勘察设计、智慧运维、海上风电、风机改造、新能源并网与运行、绿氢和储能等多个专业方向。截至目前,储能技术已进入产业化转化快车道,二氧化碳捕集新装置成功运行,钙钛矿太阳能电池中试线进入技术研发和工艺放大关键阶段,低温除污COAP技术研发进入关键阶段,海上风电关键技术攻克全面展开,深远海研究靠前布局,大数据研究重点推进。

机制引领方向

“利用现在的储能技术,大家完全可以把电‘实体化’,安全环保地交到用户手中,这是个万亿级的市场。”储能项目开发部负责人刘明义在储能领域深耕十年,从他们提出一种光伏电站分布式直流侧储能技术,到华能格尔木光伏储能电站3.5MWh示范项目成功应用,从自主研发的国内首个分散式PCS和预诊断BMS两套系统,到推出矿卡换电的新模式,创新量变在积累,计划机制也最终融入广阔市场。

“十四五”规划《建议》强调“健全社会主义市场经济条件下新型举国体制”“强化企业创新主体地位”。清能院将这个“新型”创造性地概括为“计划+市场2.0”,努力打造“专司科研+技术服务”总格局。具体地说,是布局“计划机制”,支撑一批基础性、颠覆性技术研究;拥抱“市场机制”,建立与产业发展深度对接机制,为集团企业新能源产业发展提供优质服务和持续支撑。

如今,更大规模的清洁能源开发给储能技术带来超大规模的市场机遇。刘明义说:他透露,目前储能项目引进了科创基金,这让技术深度感知市场、服务市场,让市场反馈检验技术、促进技术,将切实达到产业促进创新的目的。

在谈到推进科研机制改革时,李卫东表示,“十四五”期间,华能清能院要推进常识产权市场化改革,以组建华能集团常识产权中心的机会,建立起一套完善的常识产权创造、运用、交易、保护制度体系;破除阻碍科研要素自由流动的体制机制障碍,实现科技创新和技术服务资源配置方式的优化与创新。

强化科技创新策源功能,华能不仅需要“0到1”的源创新,还需要把准创新方向,抢抓创新机遇,力求在新的赛道中领跑。华能清能院将着力在风电、储能、光伏勘察设计、智慧运维、定制改造和数据分析等领域实现专业性引领,在燃料电池和氢能等领域实现关键性突破,通过“云大物移智链边”技术赋能,在能源企业数字化转型中突破重围,创新发展永远在路上。

http://www.cnenergynews.cn/qiyedongtai/2021/01/15/detail_2021011588638.html

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