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中电工程六项国家科技进步奖闪耀“十二五”

来源:亚欧能源网    发布时间:2016-09-20 09:18:44 

    亚欧能源网作为人才密集型、技术密集型企业,“十二五”期间,中电工程始终坚持“科技引领、创新驱动”发展战略,科技创新工作取得了丰硕成果,共获得100多项省部级以上科技类奖励,其中“特高压交流输电关键技术、成套设备及工程应用”等6项成果荣获了国家科技进步奖。这六项重大技术成果宛如六颗璀璨的明珠,在中电工程“十二五”花团锦簇的众多科技成果中熠熠生辉。

六大突破引领特高压交流输电技术

  中电工程总部及所属6大设计院参与的项目“特高压交流输电关键技术、成套设备及工程应用”荣获2012年度国家科学技术进步奖特等奖。

  特高压输电是目前国际上最前沿的输电技术,考核工程成功与否的主要因素之一就是技术先进性。试验示范工程的设计,充分利用了卫片、航片、地震物理勘探、海拉瓦路径优化软件、三维电场分析软件、变电站三维噪声分析软件、三维铁塔应力分析软件等先进技术手段,为总体技术方案的优化创造了良好的基础,并结合工程的科学研究和设计专题研究,完成了国际上首个特高压线路和变电站的设计规范编制。

  该项目涉及180项关键课题攻关、9大类40余种关键设备研制,通过产、学、研、用协同攻关,在电压控制、外绝缘配置、电磁环境控制等6大方面实现了创新突破。

  特高压输电线路与导线连接部位金具全部采用铝制件,避免涡流和磁滞损耗,达到节能目的;一般地线采用分段绝缘、一点接地架设方案,避免环流损耗;山区段采用全方位长短腿铁塔和高低基础,施工后基本恢复地形原貌;采用岩石锚杆基础,大大降低对地表的破坏,减少弃渣量和基础混凝土量;在塔高限制区,采用导线三V串悬挂,地线全耐张布置的门型铁塔方案,满足了局部敏感区的环境保护要求;在通过国家级猕猴保护区地段,通过采用增大导线截面和控制相间距离、设置防攀爬装置、人工开凿等综合措施,满足了特殊环境指标和珍稀动植物的保护要求;在局部与地埋油气管道接近地段,首次开展了影响分析和工程保护措施研究并加以实施。

  变电站设计中采用了低损耗变压器和隔热保温建筑材料,优化电气接线和总平面布置降低用地面积;高压并联电抗器在国内首次采用隔声罩技术降低场界噪声;采用4分裂扩径导线和新型连接金具及均压环,使得变电站场强、电晕、无线电干扰水平均得到有效控制,满足国家有关标准要求。

  首创技术保障三峡输电畅通

  中电工程总部及所属6大设计院参与的项目“三峡输电系统工程”荣获2010年度国家科学技术进步奖一等奖。

  该项目在设计、管理、施工、运行维护和技术改造等方面,实现重大自主技术创新20多项,进行技术改进150多项。在绝缘子选型、海拉瓦选线、长江大跨越、紧凑型线路、720导线设计和应用等项目上,取得了具有世界水平的技术突破。经过充分论证,三峡输变电工程采用了多项新工艺、新技术和新设备,技术创新成效显著。促进了国内科研单位和制造业技术水平的提高、产品的升级换代和经济效益的增长。

  一次设备、二次系统以及设计施工、运行管理中采用了多项新技术、新工艺和新设备,相当大一部分都是国内首次使用,提高了工程的技术水平,减少占地,降低了工程造价,保护了环境,为三峡输变电系统投产后的安全稳定经济运行创造了良好的条件,取得了良好的经济效益和社会效益。三峡输变电工程中政平-宜兴500kV线路在国内外首次采用了同杆并架双回路紧凑型设计,大大节约了占地走廊,提高了输电系统的能力,解决了城市和特殊地区输电线路走廊紧张的矛盾。工程中国内首次采用自行研制的ACSR-720/50钢芯铝绞线,节约本体工程费人民币达1.14亿元,同时使工程静态投资降低约1.75亿元人民币;自行研制的五大类共61种大截面导线(ACSR-720/50)金具,可以替代进口,节约外汇2361万美元。

  工程建设注重环境友好和资源节约,为促进自然环境和人文环境协调发展产生了积极影响,在减少资源消耗、减缓全球气候变化方面做出了突出贡献。本工程质量优异,经受了时间以及自然灾害的考验。

  全面掌握超高压直流输电核心技术

  中电工程中南院参与完成的项目“高压直流输电工程成套设计自主化技术开发与工程实践”荣获2011年度国家科学技术进步奖一等奖。

  “高压直流输电工程成套设计自主化技术开发与工程实践”项目依托我国第一个直流输电自主化示范工程—贵州至广东第二回直流输电工程,该工程彻底改变了以往工程核心技术由外方负责的建设模式,直流输电核心技术工作由中方负责,外方仅负责部分校核工作。该工程首次建立了我国超高压直流输电集成技术体系,表明我国已全面掌握超高压直流输电核心技术。实现了国家发改委确定的“以我为主,联合设计,自主生产,全面实现直流系统设计、换流站设备成套设计和直流工程设计自主化和设备制造自主化,综合自主化率达到70%以上”的目标。

  中电工程中南院全面负责了高压直流成套研究、成套设计规范书编制和施工图设计工作,其主要成果包括:成套设计研究报告(11本)、成套设计规范书(77本)、成套设计概念图和施工图(400余册,图纸约3万多张)。尤其是高压直流基本设计软件的应用,如:主回路参数计算、交流谐波源计算、交流滤波器性能/定值计算、直流滤波器性能/定值计算、无功功率计算等均是首次由国内设计院完成并在工程中应用。通过工程实践证明,中电工程中南院已初步具备了高压直流自主化设计的能力。

  该成果应用于世界上首个±800kV直流输电工程-云广±800kV特高压直流输电工程成套设计、溪洛渡送电广东±500kV同塔双回直流输电工程成套设计等,取得较好的社会经济效益。

  提高大型空冷机组安全节能运行水平

  中电工程华北院参与完成的项目“大型火电机组空冷系统优化设计与运行关键技术应用”荣获2011年度国家科学技术进步奖二等奖。

  我国北方富煤缺水,近十年来节水效益显著的空冷技术在火力发电中得到迅速发展。由于我国北方地区特有的风速高、气温变化大以及空气质量差等恶劣条件,空冷机组运行中普遍面临夏季高温时传热能力下降、冬季高寒时凝结管束冻结等问题,对机组安全造成威胁,并增加了发电能耗。因此,探索空冷机组的优化设计方法和安全高效运行,是电力工程领域面临的前沿和挑战性课题。

  结合我国北方地区特有的自然环境、气象条件以及机组负荷变化对电站空冷系统性能的影响规律和作用机理,从强化传热、空气流场组织和系统集成等多角度,创新研发提高空冷机组运行效率和优化设计的先进技术,并付诸工程实践。直接空冷系统提出翅片管束强化传热、凝汽器单元内部空气流场优化组织、空冷岛环境风场诱导,以及风机群分区调节等新方法、新技术和新装置;间接空冷系统创新性地提出适合我国北方气象环境条件的新型SCAL型间接空冷系统,使大型间接空冷系统设备完全实现了国产化。这些科技创新技术从多个方面提高了空冷系统应对环境风场和极端气温影响的能力。

  项目成果在火力发电行业现役空冷机组运行和新机组设计、建设中得到了广泛应用,空冷机组总装机容量累计超过3000万千瓦,涉及国内外的60余台机组,进一步提高了我国大型空冷机组安全节能运行水平。

  树立百万机组节能减排标杆

  中电工程华东院参与完成的项目“百万千瓦超超临界机组系统优化与节能减排关键技术”荣获2011年度国家科学技术进步奖二等奖。

  项目的研究内容有:一是汽机系统综合优化技术研究与实践,包括汽轮机参数和运行调节方式的优化、汽轮机背压的优化、四大管道系统的设计优化、给水系统的优化、循环水系统的优化等。二是锅炉系统综合优化技术研究与实践,包括塔式锅炉炉型选择及优化、脱硫脱硝排烟余热综合利用、空预器密封结构优化、增压风机与引风机联合优化运行、一次风机选型和使用优化等。三是热控控制系统及控制技术的综合研究与实践,包括节能型机组协调控制系统、给水控制系统、旁路控制策略、发电机组热控智能保护控制方法、锅炉水动力监测器系统、和语音报警系统等创新技术的研究与实践。四是提高机组可靠性及效率保护的技术研究与实践,包括机组旁路系统的优化、蒸汽氧化与固体颗粒侵蚀的综合防治、百万等级超超临界机组FCB(孤岛运行)技术的研究与实践、电气系统配置优化及可靠性的提高等。五是机组启动方式创新技术研究与实践,包括直流锅炉热态清洗技术、大型汽动给水泵组低速启动及全程调速运行技术、直流锅炉蒸汽加热启动及稳燃技术、直流锅炉低给水流量疏水启动技术、直流锅炉带旁路启动高动能清洗技术、新型启动方式的锅炉水动力试验等。

  项目涵盖了从主、辅设备的选型,系统的设计,控制策略的制定,到调试和运行方式的研究,围绕着如何提高机组效率、适应调峰、节能减排的目标开展了研究。

  研究工作从2005年开始,以上海外高桥第三发电厂工程为载体,将各子课题的研究贯穿于整个工程的设计、安装和调试的各个环节。随着上海外高桥第三发电厂两台机组的顺利并网,通过168试运行、性能试验的检验,课题的各项研究内容均得到了实践的考验。从2008年4月和7月两台机组顺利投产至今的各项技术经济指标取得了国内领先、国际先进水平,成为了我国电力行业技术创新、节能减排的标杆。

  力促大型超超临界机组自动化控制设备国产化

  中电工程华东院参与完成的项目“大型超超临界机组自动化成套控制系统关键技术及应用”荣获2014年度国家科学技术进步二等奖。

  当前,国产60万千瓦、100万千瓦级超超临界火力发电机组成为我国的火力发电的主力机组。但我国火力发电厂热控自动化控制成套设备的设计和制造却滞后于火力发电厂发电机组大型化高参数的发展步伐,60万千瓦、100万千瓦级超超临界火力发电机组的热控自动化控制系统——分散控制系统(DCS)市场基本被国外产品所垄断。

  中电工程华东院依托大型火力发电工程谏壁电厂2×100万千瓦超超临界机组的设计,对超超临界机组的控制特性进行调查分析和研究,攻克国产自动化控制设备在超超临界机组的应用难点,合理规划和设计发电厂整个控制系统构架,使得国产控制系统满足大型机组安全经济运行的要求。在100万千瓦超超临界大型发电机组上第一次采用国产的自动控制装系统,从而使我国国产化控制系统的应用水平迈上了一个新台阶。通过本项目研究,掌握了电站大规模综合自动化系统及应用功能的核心技术,缩小了本领域与国际先进水平的差距,替代了进口,对于提升我国自动化装备制造水平与电力行业科技进步具有重要意义。

  本项目的研究成果在国电谏壁发电厂2×100万千瓦机组扩建工程、徐州发电有限公司2×100万千瓦机组等工程项目中获得推广应用。其中,在国电谏壁发电厂100万千瓦超超临界机组上的应用,一次投资费用节约1160万元,与采用国外同类系统相比,降低费用34.0%;在国产DCS上局部系统采用了现场总线控制技术;DCS冗余控制器配置比国外同类系统增加近1倍,提高了电厂运行的安全性。
  “十二五”的辉煌科技成就为中电工程赢得了荣耀,增添了企业持续发展的动力。着眼未来,中电工程在《科技发展规划》(2016~2020)明确将继续坚持“自主创新,重点突破,支撑发展,引领未来”的科技发展方针,牢牢把握“清洁、高效、低耗、智能”的科技发展方向。我们有理由相信,伴随新中国成长起来的中电工程,引领并见证了中国电力工业沧海桑田的中电工程,在未来必将继续开拓电力工程科技先河,同时伴随其“走出去”步伐的加速,也必将在世界范围内为树立“中国创造”良好形象贡献其蓬勃力量!

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