贵州黔西中水发电有限公司邹显未工匠工作室自2021年1月18日成立以来,深耕火电领域技术创新与技能传承,取得显著成果。

工匠工作室现有成员30人,其中,党员20人、青年成员25人,本科及以上学历11人、大专学历19人,成员涵盖汽机、锅炉等火电核心专业,拥有工匠5人、工程师23人、技能师10人。工作室总占地面积80.8平方米,设有办公室、技术攻关展览厅等核心区域,配套投影仪、专业展示台等设备。
工作室组织架构横向分为技术攻关、技术创新、技术传承三个板块,纵向分为六个工作小组:技术攻关工作组、技术创新工作组、设备治理工作组、技艺传承工作组、综合能源外供汽工作组、协调监督小组。
工作室带头人邹显未,现任黔西电厂主机运行部汽机专业主管,中共党员,工程师、高级技师,先后荣获贵州省电力工匠、贵州省最美劳动者、黔西电厂首席专家等荣誉称号。自主创新的汽轮机EH油新加热方式获国家电力职工创新成果三等奖,其主导的创新成果《一种汽轮机EH油新加热方式》与《一种电动给水泵新气密方式》获得国家实用新型专利授权。

邹显未工匠工作室自成立以来,始终立足生产一线,紧扣机组运行效率提升、设备安全稳定运行等关键痛点,累计牵头开展“降低机组供电标煤耗”“降低磨机钢球单耗”“省煤器输灰投运率大于90%”等各类技术攻关项目53项,直接创造经济效益1838万元,成功破解火电生产领域多项关键技术瓶颈。在攻坚过程中,成功斩获“基于混合现实的汽轮机检修辅助系统”等4项国家发明专利,“一种发电厂热力设备防腐防垢一体化控制系统”“一种新型超临界汽轮机组快速启动预暖装置”“一种电厂脱硫吸收塔加药装置新型系统”等6项国家实用新型专利,以及“汽轮机故障检修与健康管理平台软件V1.0”软件著作权。
工作室以“工匠讲堂”为核心平台,组建专业内训师团队,邀请厂部专家、技能大师、金牌讲师等定期开展岗位培训、技术讲课、交流交底等活动。截至目前,工作室累计开展各类培训近50堂,受教人数达1250余人次,成功培育双师型人才3人、高级技师1人、技师6人、地区级工匠3人、培养关键岗位骨干40人,为企业人才梯队建设注入了强劲动力。

工作室成员在各类技能竞赛中屡获佳绩,荣获国家电投集团第六届“建功一流”职工技能大赛团体三等奖,成员杨兴杰更在2024年全国发电行业仿真机技能大赛中斩获个人三等奖。工作室多项技术成果获得行业广泛认可。《辅助市场下火电机组经济调度系统与工程应用》获2023年职工技术创新成果三等奖,《汽轮机组抗燃油酸值、杂质频繁超标治理》获全国电力职工技术成果奖三等奖,《一种新型超临界汽轮机组快速启动预暖装置》获2022年度国家电投集团第四届职工创新成果奖。
邹显未工匠工作室先后荣获多项荣誉,被授牌国家电投“集团公司示范创新工作室”“贵州省劳模和工匠人才创新工作室”“毕节市工匠场”。
【典型案例】一种新型超临界汽轮机组快速启动预暖装置
一、创新改进前存在的问题
汽轮机启动的核心环节是暖机,其目的是通过逐步预热,使汽轮机各部位金属均匀受热,减小汽缸法兰、螺栓及转子的温度差,降低金属内部应力,保障汽轮机内部动静间隙合理,避免摩擦损伤,实现安全启动。常规机组中速暖机时间约3小时,而黔西电厂5号机组自投产以来,受设计、制造等因素影响,冷态开机低速暖机时间长期维持在5小时40分钟左右,最长达6小时40分钟,远超行业常规水平,带来诸多问题。
一是经济成本偏高,长时间暖机消耗大量燃油,导致开机成本攀升,与节能降耗要求相悖;二是启动效率低下,过长暖机延误机组并网带负荷进度,无法快速响应电网调度,影响电力供应稳定性;三是设备运维成本增加,金属部件反复承受温度变化,易产生疲劳损耗,缩短设备使用寿命;四是绿色低碳压力大,燃油消耗增加导致污染物排放增多,不符合环保管控要求。
这些问题长期制约机组安全高效运行,成为生产效益提升的瓶颈。邹显未工匠工作室敏锐地捕捉这一痛点,将其列为专项攻关课题,牵头组建团队开展技术创新。
二、创新思路
工作室坚持“立足现有设备、贴合生产实际、精准破解痛点”的思路,摒弃传统暖机模式局限,聚焦“缩短暖机时间、降低燃油消耗、提升启动效率、保障运行安全”核心目标,开展全方位调研论证。通过与设计单位、汽轮机厂家深度对接,结合5号机组结构特点和运行参数,创新性提出“利用机组原有快冷接口,引入邻机蒸汽对高中压缸提前预暖”的技术思路,实现暖机模式优化升级。
核心思路是在机组冷态启动前,通过专用管道将邻机高温高压蒸汽引入高中压缸,提前提升汽缸内壁温度至启动所需准则,大幅减少开机暖机时间,甚至无需额外暖机即可直接升速并网,实现“预暖替代传统暖机”,达成节能降本、提升效率、保障安全的多重目标。
三、创新原理运用
采用邻机蒸汽对高中压缸进行预加热,将高压汽缸内壁100%温度提升至227℃以上,中压内缸内壁100%温度提升至249.5℃以上,满足X7C、X7D温度准则,从而在开机过程中减少暖机时间甚至不需暖机,直接升速至3000r/min并网带负荷,节省开机时间和燃油。具体操作流程如下:
预暖准备:机组冷态启动之前,汽轮机在盘车装置的拖动下以盘车转速运行。气动闸阀(100)、高压气动调节阀(110)、中压气动调节阀(120)、疏水阀(416、426、436、446)、高压气动截止阀(111、121)、中压气动截止阀(131、141)、高压主门、高压调门、中压主门和中压调门均处于关闭状态,高排通风阀开启,机组由轴封系统供汽,建立真空。

(2)暖管阶段:打开汽源处的气动闸阀(100)、高压气动调节阀(110)和中压气动调节阀(120)、疏水阀(416、426、436、446),开始暖管。根据预暖管道上温度、压力测点的测量值,判断蒸汽是否有充足过热度(Z准则)。
(3)预暖阶段:满足X1、X2、X4准则和Z准则后,开启高压调门和中压调门(高、中压主门仍处于关闭状态),开启高压气动截止阀(111、121)、中压气动截止阀(131、141),临机蒸汽进入汽轮机,暖机转速为700r/min,开始进入暖机阶段。高压缸暖机回路:蒸汽从高压阀门快冷接口进入高压缸,然后从高排通风阀排入凝汽器。中低压缸暖机回路:蒸汽从中压阀门快冷接口进入中压缸,流经中压通流后通过连通管进入低压缸,最后排入凝汽器。
(4)转速与进汽控制:汽轮机冲转后,通过高压气动调节阀、中压气动调节阀、高压调门、中压调门来控制汽轮机转速以及高、中压缸进汽比例。高、中压缸进汽比例为1:2。
(5)预暖结束:当高压内缸内壁100%温度>227℃,中压内缸内壁100%温度>249.5℃时,暖机完成,切断暖机蒸汽,结束暖机。关闭高压调门、中压调门、高压气动截止阀(111、121)、中压气动截止阀(131、141)、高压气动调节阀(110)、中压气动调节阀(120),气动闸阀(100)。暖机结束后,通过疏水阀(416、426、436、446)将管内的剩余蒸汽排掉,当管内无汽、无水、无压后,关闭疏水阀(416、426、436、446)。
四、创新突破点
本次创新打破传统暖机依赖机组自身启动加热的固有模式,创新性利用现有快冷接口引入临机蒸汽,无需高额设备改造投入即可实现预暖功能,从根本上解决暖机时间过长的行业性难题。同时,通过精准控制蒸汽参数,将高压缸、中压缸缸体温度快速提升至启动标准,兼顾节能与安全,形成可复制、可推广的汽轮机高效启动技术路径,填补同类机组高效暖机改造的技术空白。
五、创新过程
针对5号机组暖机难题,黔西电厂迅速成立专项攻关小组,明确责任分工,全面梳理设备现状与技术瓶颈,完成创新思路的初步论证。随后细化技术方案,明确阀门选型、管道布置及参数控制标准,组织开展设备安装与系统调试,重点优化蒸汽参数调控、阀门操作时序等关键环节,解决调试中出现的控制偏差问题。投入试运行后,持续监测暖机时间、能耗数据等关键指标,根据运行情况不断优化操作流程,最终总结形成完善的系统操作规范,完成创新成果的固化与推广。
六、改进后应用效果
该技术应用后成效显著,各项指标均达到预期,启动效率大幅提升,高压汽缸内壁温度升至241.1℃,中压内缸内壁升至227℃,X7C/X7D温度达标,低速暖机时间缩短至2小时30分钟左右,单次启动节约时间约200分钟,启动响应效率显著提高;同时设备运行更趋安全,通过精准控温有效减小金属温差和应力,避免摩擦风险,降低设备疲劳损耗,减少维护成本,杜绝冷汽冲击、设备振动等问题;此外,该系统设备简洁、占地面积小、安装操作便捷,投资成本低且回报率高,三年内可回收成本,适配同类型机组,具备广泛推广价值,且在绿色低碳方面成效突出,有效减少燃油消耗和污染物排放,助力企业实现绿色低碳发展,切实践行环保社会责任。
七、创造价值
该创新成果实现了经济效益、社会效益和技术效益的多重提升,其中经济效益显著,单次冷态启动可节约燃油31吨,节约费用约25.73万元,多发电量94.25万度,创造收益约39.585万元,单次合计收益65.315万元,按年启动6次计算可创造直接经济效益约391.89万元,投资回报率高。社会效益方面,其有效减少污染物排放、践行环保责任,提升机组响应能力以保障电力供应稳定,同时为同类型机组技术优化提供示范,推动行业技术进步。技术效益上,该成果已获得国家实用新型专利及“2022年度集团公司第四届职工创新成果”奖,形成了标准化技术方案和操作流程,有效提升企业核心竞争力,培养了专业技术人才,成功破解了汽轮机冷态启动暖机时间过长的行业难题,丰富了汽轮机启动技术体系。
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