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【综合】破译地热“密码”的现代化电站——西南院设计西藏羊易地热电站随笔
来源:发电工程分企业 编辑:冯永宜、熊涛 日期:2018-10-29 访问次数: 字号:[ ]
 

  西藏,离天空最近的一片净土。这里有迎风起舞的五彩经幡,随处可见的玛尼堆,诵经的僧人,磕头的信徒,听不懂的吟唱,看不懂的文字,红墙白瓦的庙宇,各种元素的交织,一切显得如此神秘而又自然。

  1017日,在这片神秘的土地上,一座地热电站拔地而起,为“天似穹庐,笼盖四野”的空旷荒凉增添了一丝现代化的气息。西南院设计的西藏羊易地热电站16兆瓦奥玛特ORC机组工程(简称“西藏羊易地热奥玛特工程”)顺利完成72小时试运行,各项参数优良,标志着这座世界海拔最高、国内单套机组容量最大的地热电站成功进入商业运行。西南院的设计团队成功破译地热“密码”,精心呈现了一座先进、环保、适用于高海拔、高寒、高地震烈度地区的精品工程。

  让地热发电“热”起来

  20171月,发改委印发《地热能开发利用“十三五”规划》,规划中对于地热发电提出了新增地热发电装机容量500兆瓦的目标。在加快调整能源结构、强化雾霾治理、积极应对气候变化挑战的大格局中,地热资源的利用价值在发电行业中将具有更广阔的前景。

  在这样的时代背景下,西藏羊易地热奥玛特工程闪亮登场。西藏羊易地热项目由当雄县羊易地热电站有限企业开发建设,规划建设32兆瓦地热发电机组,一期工程已建成二台2兆瓦螺杆膨胀动力机试验机组,本期工程建成一台16兆瓦奥玛特ORC地热发电机组。

  工程设计总工程师熊涛先容:“由于西藏高原缺乏煤炭和石油,水力发电也受高原特殊的自然环境及地理条件的制约,致使西藏至今电力供应仍很紧张。但西藏蕴藏有丰富的地热能,积极开发利用当地得天独厚的地热资源,是缓解西藏能源短缺,促进地区经济持续发展重要而可行的途径。”

  西藏自治区当雄县格达乡羊易村有我国大陆目前探明温度最高的地热田之一——羊易地热田,本工程就处于羊易地热田高、中温地热资源区之内。

  作为中国地热发电行业的先锋,西南院设计团队凭借多年积累的国内地热项目工程技术和经验,结合热田地热地质特征,完成了这座具有重要里程碑意义的地热电站的设计工作。通过这个工程,将会为地热发电“热”起来提供良好的示范作用。

  国内单机容量最大的地热发电机组

  40多年前,被誉为“世界屋脊的一颗明珠”的西藏羊八井地热电站成功发电,它是我国大陆首台兆瓦级地热发电机组。

  作为西藏羊八井地热电站的设计者,从那天起,西南院一直在积累关于地热发电的工程技术和经验。迄今为止,西南院已先后完成西藏羊八井、朗久、那曲和羊易地热电站等地热发电项目的设计和技术服务工作,业绩涵盖了不同技术路线、不同机组型式、不同容量等级,在中国地热发电建设史上创下了诸多第一,设计能力处于国内领先地位。

  提到西藏羊易地热奥玛特工程,熊涛自豪地说:“这个工程就是代表了现在国内地热发电技术的领先水平!”

  设计过程中,西南院采用以色列奥玛特企业(ORMAT)的有机工质郎肯循环(Organic Rankine Cycle)地热发电技术。主要设备为透平机和发电机,透平机内做功的流体为有机工质(异戊烷),入口参数低、流量大,内效率可达85%90%。异戊烷的凝固点低于-100,可避免凝汽器、热交换器和配管等在高海拔地区严寒工况下的液体冻结。异戊烷的重要环保指标臭氧层衰减指数(ODP)和温室效应指数(GWP)较低,寿命周期直接全球变暖潜值指数LCGWId远小于100的限定值,环保性能优异。

  羊易地热田属构造裂隙型热储,有温度高、压力大,热流体长期放喷不结垢,单井热流体产量高等特点。针对这些特点,西南院在做全厂总体规划时,与建筑设计协调一致,综合考虑一期2×2兆瓦试验机组已建成的生产、辅助和附属建构筑物,道路等场地条件,尽量利用既有设施,优化厂区总平面布置,合理分区,方便施工、检修和运行操作。最终厂区布置方案做到了合理利用地形,功能分区明确,便于集中管理,节约用地,受到业主方好评。

  奥玛特企业的成套发电机组采用空冷系统冷却,无需外部补水。站内仅需少量生活消防水,其水源为站区附近集水条件最好、地理位置最优越的罗朗曲河漫滩地下水,西南院因地制宜,采用管井取地下水的方案,做到“一水多用、重复利用”的节水原则,尽显绿色环保的设计理念。

  “缺氧不缺精神”的设计团队

  西藏羊易地热奥玛特工程所在之处,海拔高达4700米。这里空气稀薄,即使平地行走也如同负重数十公斤般艰辛。在这样艰苦的环境,用“缺氧不缺精神”来形容西南院设计团队最为贴切不过。在这座具有里程碑意义的地热电站身上,他们投入了极大的热情和动力,甚至面临着以生命为代价的威胁。

  为了达到最优地热资源区能回收的热量配置发电机组容量及配套设施的目标,主管该工程的副总工程师曹松涛不顾自己多年的高血压,不畏高海拔,不惧高原高寒地带,多次带队往返于现场实地考察环境、水土和地质情况。最冷的时候,这里的温度会降到零下30摄氏度。因为冰冷,他的双手出现冻疮,奇痒无比,创面皴裂,更是刀割般的疼痛。尽管如此,在工地现场,他依然和年轻的小伙子们一道研讨方案,考察记录,从手上皴裂的冻疮流出的鲜血滴在他的工作笔记本上,显得异常的鲜艳。小伙子们不忍心这位头发花白的老同志在外面吹风挨冻,纷纷劝他到车上休息。他却摆了摆手,大步流星地继续前行。

  设计团队各专业人员也是多次往返工程现场,克服了严寒、缺氧、高海拔带给身体的各种不适,硬是用自己的身体丈量了工程现场的每一寸土地,对工程各项数据反复核实,对各系统设计方案精益求精。“缺氧不缺精神,曹总都能坚持,大家还有什么不可以!”这是小伙子们最真实的感动。

  正是凭着这股攻坚克难、迎难而上的精神,和先进的设计手段、科学的组织管理、高效的工作效率,西南院设计团队在最短的时间内,高质量、高标准地完成了西藏羊易地热奥玛特工程的设计任务。

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