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共铸辉煌•中冶名片|中冶南方:勇攀煤气发电高峰引领绿色低碳时代

更新时间  2025-03-15 来源:案例展示

  那年春天,北部湾畔,由中冶南方都市环保总承包建设的全球首套超临界煤气发电组成功并网发电,年供电量11.6亿度,直接经济效益6.38亿元,每年可减少二氧化碳排放66.2万吨,同时刷新运行压力、温度、发电效率等多项“世界纪录”,标志着中冶南方都市环保自主研发的高效超临界煤气发电小型化技术成功问世。

  如今,中冶南方都市环保在煤气发电领域市场占有率超过70%,承建的煤气发电总装机容量超过一个三峡工程,年发电量达1800亿度,减少二氧化碳排放约1亿吨。

  脱胎于传统冶金设计院,中冶南方都市环保深耕冶金行业煤气发电技术领域二十余年,始终在不断地探索、求变,实现了煤气发电技术逐步完善、更新迭代、自主创新的壮举,以技术创新为起点,聚合上下游产业资源,形成研发、技术、工程、运维的完整产业链闭环,践行了冶金建设“国家队”的使命与担当。

  低热值煤气是钢铁行业最重要的余能之一,占钢铁流程的余热余能资源约53%。但相较于常规能源燃料,低热值煤气热值较低,燃烧温度较低,且煤气供应量受钢铁生产的基本工艺影响波动较大,难以高效使用。

  中冶南方都市环保深知钢企的这一痛点,多年来致力于研发低热值高炉煤气发电技术。从一代中温中压机组投运,到高温度高压力、超高压、亚临界,再到超临界机组的成功并网发电,历经五代技术研发的历程,是中冶南方都市环保成长史上浓墨重彩的篇章。

  2001年,中冶南方都市环保在湘钢、沙钢实现了第一、二代煤气发电技术的成功应用,在煤气发电领域具备了广受认可的专业方面技术能力。随义务全国“遍地开花”、技术不断成熟,2011年,中冶南方都市环保创新性地将高温超高压技术应用于小容量机组,实现超高压再热机组35兆瓦~135兆瓦全系列覆盖,技术遥遥领先。

  此后,中冶南方都市环保相继建成国内首台亚临界煤气发电机组、首台80兆瓦超高温亚临界煤气发电机组、首台120兆瓦超高温亚临界煤气发电机组,代表了国内煤气发电的最高技术水平,不断地刷新着国内小型煤气发电机组的功率纪录。

  2019年以来,在钢铁行业快速推进绿色、低碳转变发展方式与经济转型的背景下,中冶南方都市环保乘势而动,着手第五代超临界煤气发电技术的研发。“第五代煤气发电技术并不只是简单的技术迭代,而是一种控制理念的转变,异于以往任何煤气发电工程,没有可借鉴的先例。”

  超临界煤气发电技术作为效率最高、技术最先进的新一代煤气发电技术,设计参数已达到660兆瓦燃煤机组水平,发电能耗及二氧化碳排放量较亚临界技术同比下降6%~7%,研发、设计难度非比寻常,在工艺系统、控制方式、主机设计上都有着非常强的开创性,对冶金行业煤气电站的建设步骤、实施工程质量、运行方式提出了新的要求。

  为确保成功,中冶南方都市环保组建“高效超临界煤气发电技术研发领创工作站”,采用集中设计、封闭管理、独立考勤的工作模式,将各专业主要设计人员、设备采买人员、主要设备厂家设计人员集中起来办公,一方面加强各专业间、专业与设备厂间的横向互动,解决资料配合、专业交叉问题,以提高设计效率与设计质量;另一方面采用扁平化的管理模式,将各部门沟通处理问题的效率提升至最大。最终,研发、设计、采买、执行形成统一战线,实现了EPC的完美整合。

  2022年3月31日,在中冶南方都市环保专业团队的见证下,低热值煤气在燃气锅炉中燃烧,产生的主蒸汽参数达到超临界状态,即蒸汽压力高达25.4兆帕(MPa),温度达到605℃。超临界煤气发电技术的创新颠覆了传统理念,突破了高参数、大容量、高效率的‘定论’,实现了高参数、小容量、高效率的科学实践。

  机组刷新了煤气发电机组运行压力、温度和发电效率的多项世界纪录,这也代表着我国变成全球冶金行业低热值煤气发电技术的领跑者,强力支撑起冶金企业的低碳转型。

  依托高效煤气发电技术,中冶南方都市环保已获省部级一等奖3项,授权发明专利26件,实用新型专利83件,登记软件著作权9项。其中,《低热值煤气发电系统》实现了煤气发电机组高效率与小型化的完美结合;《一种锅炉受热面壁温保护方法及装置》突破了锅炉小型化带来的壁温限制,明显提高了小型化机组的蒸汽参数;《低热值煤气富氧燃烧发电系统》实用新型专利解决了超临界低热值煤气发电清洁排放问题……

  在掌握煤气发电核心技术基础上,中冶南方都市环保探索延长产业链条,着手建立运营服务队伍。

  凭借着在项目群参与研发、设计、施工等积累起来的丰富经验,中冶南方都市环保针对能源与废气项目中数百台各类机组的调试管理,探索建立了一套标准化的调试流程及核心关键调试路径。

  其后,更逐步搭建“运维监控及智能诊断中心”“工业网络站点平台”“智慧运维系统”等智能化管控平台,实现运维全业务流一站式线上管控,在项目智能运维、工程调试、设备检修、诊断与售后、培训等产业链后端为业主提供数智化、高效化、个性化的运维方案,并对工艺系统持续优化改进,帮助业主突破行业瓶颈,提高生产运行效率,降低运行成本。据测算,中冶南方都市环保的运维服务可使管理成本、时间成本、质量成本、决策成本等隐性综合成本降低20%以上。

  而运维带来的价值,还不止于此。自煤气发电第三代技术开始,中冶南方都市环保便探索产业链前后端的深度交互,在多个项目中,运维部利用自身独特优势,在生产运行中有力检验了技术理论,有效优化了技术模型,并不断提出新的理论课题、提供新的经验材料,成为推动煤电技术研发迭代升级和工程水平提升的重要动力源泉。盛隆超临界煤气发电项目投运前期,运维团队与技术团队深入对接,针对性地提出10余条技术改进建议,对新技术应用早期的稳定性及功能完善升级起到了重要的支撑作用。

  以运维反哺技术升级,中冶南方都市环保成功实现了研发、技术、工程、运维完整产业链闭环。

  2023年,中冶南方都市环保新新一代数智化产品也进入市场,签订了首个智能管控平台项目。该项目以全新业务形态、覆盖钢厂全范围的改造施工,参与全厂环保数据的采集,采集范围涉及煤气发电、焦化、烧结、石灰、炼铁、炼钢、轧钢等20多个厂区,并依托中冶南方都市环保工业网络站点平台实现从车间级、厂区级、企业级的数据横向、纵向贯通汇聚,构建了钢厂超低排放“管、控、治”一体化智能管控平台。

  围绕能源清洁高效利用、污水污泥处理、固废处理、废气治理、环境修复五大领域,中冶南方都市环保长时间坚持走技术创新和商业模式创新相结合的发展道路,在慢慢地增加核心技术迭代升级和前瞻性技术储备的同时,凭借优良的工程服务品质,与客户建立起深度信任,加速新技术、新模式的推广和应用,于2021年实现合同额首超百亿,并连续四年企稳百亿台阶。

  未来,中冶南方都市环保将继续全方面开展技术升级,打好以深度治理、节能降耗、突出降碳效益为目标的组合拳,以创新为第一动力,推动创新链、产业链、资金链、人才链条深层次地融合,不断追求卓越、超越自我,以更加昂扬的姿态和更加坚定的步伐,续写环保事业的辉煌篇章。