5月17日,國內首臺(套)兆瓦級天然氣壓差發(fā)電項目在華北油田蘇橋儲氣庫成功投運,項目采用CPECC華北分公司自主研發(fā)的差壓耦合余熱發(fā)電技術,并由華北分公司承擔全過程設計服務。
項目成功投運,填補了我國儲氣庫項目壓差發(fā)電工程的空白,開啟了天然氣余壓、余熱資源化利用新模式,推動油氣與新能源融合發(fā)展,為落實中國石油“清潔替代、戰(zhàn)略接替、綠色轉型”三步走總體部署增添了新的解決思路。
投運期間,華北分公司專家和設計團隊在現場提供全過程技術支持和保障。項目按設計要求完成試壓、氮氣置換、系統調試工作,供配電、空氮系統、復熱系統投運正常后,投產當天9時45分膨脹機組開始進行沖轉,10時5分機組定速至額定轉速15000轉/分,11時進行并網前發(fā)電機空載、核相、勵磁及同期試驗,并成功并網。投運當天,單臺機組發(fā)電功率達到2600千瓦,發(fā)電3萬千瓦時。預計一個儲氣庫注氣周期雙機發(fā)電量可超2000萬千瓦時,節(jié)約標煤6000多噸,減少二氧化碳排放近2萬噸,具有良好的經濟效益、社會效益。
項目從技術開發(fā)、可行性論證、設計及現場投產歷經1年半,期間,華北分公司技術研發(fā)團隊通過持續(xù)攻關,實現了多項創(chuàng)新:
非補燃差壓耦合工藝氣余熱發(fā)電技術:儲氣庫在注氣期約有95%的電能轉化為熱能,為充分利用這些熱量,技術研發(fā)團隊開展了多情景補熱工藝路線攻關,成功研發(fā)壓差耦合工藝氣余熱發(fā)電技術,該技術相比常規(guī)差壓發(fā)電技術提高發(fā)電效率約78%。
高效補熱分析技術:結合發(fā)電效率、綜合能耗,針對取熱位置、補熱位置、耦合深度等關鍵因素開展大量場景分析、多參優(yōu)化,并開發(fā)自動優(yōu)化分析軟件,形成了用于差壓耦合余熱發(fā)電的高效補熱技術,提高發(fā)電效率8.4%,節(jié)省壓縮機電耗5.5%。
高壓高效換熱設備和先進的自動控制技術:為提高耦合發(fā)電技術的換熱效率和運行靈活性,成功研制高壓高效的多股流換熱器,承壓能力達到22MPa,負荷達到5MW;為滿足多參數自動匹配和隨動調節(jié)需要,自主開發(fā)高效自動控制模型,保障了裝置的平穩(wěn)運行。
寬壓比、寬負荷膨脹機技術:技術研發(fā)團隊與膨脹機供貨商經過十余次技術研討、交流,分析不同進氣壓力、不同進氣量、熱源中斷、膨脹機故障等對膨脹機選型及工藝系統影響,共同開發(fā)了適應參數大范圍變化,并能同步調整的膨脹機組。
下一步,華北分公司將持續(xù)攻關余熱、余壓等余能綜合利用技術,拓展清潔高效分布式能源應用場景,不斷增強戰(zhàn)略支持作用,為推動天然氣產業(yè)綠色低碳發(fā)展、實現國家“雙碳”目標做出更大貢獻。