创新驱动巨型水电站群设备管理转型升级
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完成单位:中国长江电力股份有限公司
登记编号:ZSCX-DL2019-G-T-01
登记年份:2019
发布时间:2019-11-18
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一、背景
我国《能源技术革命创新行动计划(2016-2030年)》明确指出,科技决定能源的未来,科技创造未来的能源,能源技术创新在能源革命中起决定性作用。目前,氢能、可燃冰、大规模储能等能源科技创新成果不断涌现,互联网+、大数据、人工智能、机器人、激光、3D打印等新技术密集爆发,新一轮科技革命和产业革命对能源电力行业带来变革。
水电是技术成熟、运行灵活的清洁低碳可再生能源,具有较为广阔的发展前景。随着我国经济发展步入新常态,全社会用电增速明显放缓与电力行业产能过剩的矛盾逐渐凸显。水力发电企业面临市场竞争加剧、丰水期电能消纳困难、上网电价下调等不利因素。水力发电企业必须开拓思维、加大科技创新,才能破解行业面临的种种难题,提升设备管理水平,赋予水电发展新动能。
中国长江电力股份有限公司(以下简称“长江电力”)作为全球最大的水电上市公司,管理和运行着三峡、葛洲坝、溪洛渡和向家坝等四座世界级巨型电站,水电装机82台,装机容量4549.5万千瓦。长江电力在巨型电站群设备管理的探索与实践中,始终高度重视科技创新,走出来一条自主创新之路,解决了巨型水轮发电机组及巨型水电站安全、稳定、高效运行相关的多项技术难题。同时,长江电力结合公司发展和水电科技进步的需要,在智能电站、智慧调度、设备状态诊断、关键检修工艺、新技术应用、科技兴安等领域加大研发力度,旨在加快提升公司创新能力,实现科技引领水电发展。近年来,长江电力在技术攻关、重大技改、知识产权、技术标准等方面取得了可喜成绩,科技创新成果广泛应用于巨型机组高效安全运行、流域梯级电站设备检修、梯级水库科学调度中,使电站设备管理水平不断提升,取得了显著的经济效益和社会效益。
二、主要做法和创新亮点
1.全面优化创新体制机制,在简化立项程序、保障经费投入、搭建科研平台、推进科研成果应用和加大配套奖励措施等方面进行了系统梳理和优化,出台了一套科技创新制度,打通了阻碍创新的“最后一公里”,员工创新激情被有效激发;
2.坚持问题导向和自主创新,解决了巨型水轮发电机组及巨型水电站安全、稳定、高效运行相关的多项技术难题,保障三峡工程等大国重器安全稳定高效运行和梯级枢纽综合效益的发挥;
3. 开展前沿技术研发和新技术应用研究,推动航天技术、互联网+、机器人技术、激光技术等尖端科技与水电产业融合,加快实现新旧发展动能的转换,为行业发展贡献“长电方案”;
4. 总结科技创新成果,制定相关技术标准规范,建设流域水力发电企业技术标准体系,打造可复制的技术管理模式,并为海外电站运营管理提供技术咨询;
5. 开发科技管理信息系统,利用信息化手段整合科技资源,规范科技工作,辅助科研决策,有效提升了科技管理与保障能力。
三、实施前后效果情况
实施前:员工科技创新热情不足,科研项目数量较少且以外部委托为主,科研成果产出较少,水电站设备运行、维护、检修技术和管理方式更新缓慢。
实施后:全方位优化公司科技创新体制机制,打通了阻碍创新的“最后一公里”,员工创新激情被有效激发,科研项目尤其是自主科研项目爆发式增长(员工自主科研项目“十二五”期间年平均立项不足10项,目前每年立项上百项),每年参与科研项目的人员达1600人次,占公司员工总数的1/3);通过科技创新,成功解决了巨型水轮发电机组及巨型水电站安全、稳定、高效运行相关的多项技术难题,保障三峡工程等大国重器安全稳定高效运行和梯级枢纽综合效益的发挥;推动航天技术、互联网+、机器人技术、激光技术等尖端科技与水电产业融合,推动了水电企业设备管理变革,为行业进步贡献“长电方案”。
四、经济和社会效益
1.优化调度技术实现节水增发,梯级电站发电量稳步提升,为社会贡献更多的清洁能源。2018年三峡电站等4座梯级电站发电量首次突破2150亿千瓦时,创历史最好水平,三峡电站发电量突破1000亿千瓦时,创国内单座电站年发电量新纪录。当年优化调度带来的节水增发电量达99.33亿千瓦时,相当于减少约300万吨原煤,减少排放800万吨二氧化碳、20万吨二氧化硫以及其他大量有害气体和工业废水。
2、重大技术创新成果带了巨大的经济和社会效益(仅列出部分典型成果)。
(1)500kV外壳焊接型GIL检修关键技术。以往在依靠外方检修技术支持的条件下,完成一个GIL气室的故障修复需要43天,公司完全掌握该项技术后,可实现完全独立检修,工期缩短至约20天,相比依靠外方工期缩短了23天,可减少电能损失11.5亿千瓦时。该技术的突破,也节省了外方提出的每年150万元GIL抢修技术准备费。该技术有良好的市场推广前景,长江电力已经为国内某流域水电公司两次GIL故障抢修提供技术、人员、专用工装的支持,提升了行业影响力。
(2)激光技术。激光熔覆强化涂层技术在葛洲坝电厂的应用,至少可将葛洲坝电站机组转轮室、转轮叶片的检修延长一个B级检修周期,一台机组可节约150万的B修费用,整个电站可节约3300万元。
(3)水电站压力钢管检测机器人。与传统采用搭设脚手架的检查方式相比,采用压力钢管检测机器人对三峡电站机组压力钢管进行检测,每台机组的检测费可至少节约285万元,作业时间节省数月之多。三峡电站32台机组全部检查一次,可至少节省费用9120万元。