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新华网:新起点,新征程丨华能西安热工院:科技角力背后的华能力量

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发布时间:2021-01-18    信息来源:中国华能

历史呼啸而来。当世界科技发展同样进入“百年未有”之新阶段的时候,关键技术领域的角力越来越激烈,接二连三的“卡脖子”问题,让人们越来越认清一个现实——“关键核心技术是要不来、买不来、讨不来的”。

这一点,华能西安热工院的科技人员们感受最为真切。

近两年,面对越来越复杂的外部发展环境,西安热工院紧紧围绕“科技自立自强”,面向国家重大战略需求,集中力量进行电力领域“卡脖子”问题技术攻关,下大力气进行关键共性技术、前沿引领技术研发,取得了一系列突破性进展。

工控系统国产化:甩掉“卡脖子”的手

2020年11月26日,早上6:14分,清晨的第一缕阳光伴随着央视《朝闻天下》主持人亲切的声音一起飘来,“昨天,我国自主研发的国内首套全国产化百万千瓦级分散控制系统在华能玉环电厂成功投运……”薛建中打开手机,这一消息被各大媒体报道,已经在朋友圈刷屏,圈友们自豪的留言仿佛溢出了屏幕。

西安热工院薛建中和他的DCS研发团队正是这起“轰动事件”的幕后制造者。

2019年3月,华能集团提出,要举全公司之力,投入全国产DCS的研发。“军令如山。热工院倍感责任重大、使命光荣,我们闻令而动,把它列为头号工程来推进。”薛建中说。

很快,一支40余人的DCS研发团队迅速组建,与中国电子、南瑞继保等央企联合创新的机制也确定下来,项目发展进入快车道。

全国产DCS研发中最基础的一步就是组态,通过类似“搭积木”的方式,搭建出具备各种功能的模型。组态一方面是逻辑组态,按照设备运行的逻辑关系完成后台模型搭建,另一方面是画面组态,依据后台逻辑组态模型绘制前台操作运行界面。组态工程师桑永福说:“逻辑组态是最考验功力的活。就像名篇续写一样,需要对设备了如指掌,熟悉掌握原系统的底层运行逻辑,先满足运行功能,然后在新控制系统下持续提升。”

在全国产DCS系统开发中,热工院发挥30多年的控制系统组态经验,集多家DCS系统的优点为一体,完美实现了画面组态的“定制功能”,不仅综合操作者的使用偏好和操作习惯进行系统界面优化,就连鼠标悬停的显示信息、报警自定义颜色和状态这样的细节设计都考虑在内,组态工程师崔战兵说,他们都像雕琢一件工艺品,精益求精。

项目组成员宋美艳仍然记得,疫情期间长达6个月的全封闭研发过程中,他们进行了成百上千次研发测试,完成了3轮大规模芯片应用测试,对导热外壳进行了300多个小时的高温箱测试,现场施工中对11500多根DCS连线进行通道测试,繁冗、复杂,但却精雕、细琢。

经过198个昼夜奋战,2020年11月6日,国内首套100%全国产化DCS在华能福州电厂35万千瓦机组成功投用,从操作系统、数据库等基础软件到应用软件全部使用自主技术,实现了火电厂100%全国产DCS工控系统从无到有的突破,填补了多项国内空白。

DCS研发团队没有来得及享受成功的喜悦,马不停蹄又奔向下一个目标——玉环百万千瓦级示范项目。

玉环项目投产前夕,所有人都进入了疯狂的状态。工作任务从每天细化到每小时,每分每秒都在跟时间赛跑,加速增派人员进场,连夜吹响集结号,创新方法缩短施工周期。一张板凳,靠着打盹;两把椅子,蜷缩着睡;宿舍的床铺不够,大家就轮流和衣而卧……“玉环投运前,我们基本都是在现场,连续熬了好几个通宵,白天调试设备,晚上集中消缺,困了就在工程师站的椅子上凑合一下。”负责DCS系统架构设计的工程师胡波说。

就这样争分夺秒,华能玉环电厂示范项目10天完成DCS系统组态;15天完成机柜制作;3天完成73个机柜的系统内部接线,接线准确率近100%;15天完成现场调试,从确定立项到成功投运,仅用了65天,创造了多项业内纪录。

2020年11月25日,国内首套百万千瓦级100%全国产化DCS在华能玉环电厂成功投运,标志着我国高参数、大容量发电领域核心控制设备实现完全自主可控。

一只“卡脖子”的手,从此消失了。

这次,DCS团队的成员们可以尽情享受成功的喜悦了。

高温合金材料研发:十年磨一剑

高温合金材料又被称为“超合金”。当前,我国在燃气轮机、核电等领域的高温合金主要依赖进口。2012年,西安热工院向锻造“自主、自造、物美、价廉”的新型自主高温合金发起了挑战。

如果说DCS研发是一场快准狠的突围战,出奇制胜,那么自主高温合金研发就是一场攻坚克难的持久战,百炼成金。

高温合金从原料到产品,需经过核心技术研发、中试和产业化制备优化、认证和工程化验证三个主要大阶段,每种自主设计新合金都要完成三个阶段的“大循环”以及每个阶段内各个“小循环”才算完成研发流程。

“研发一种新的合金,需要先基于需求设计出成分,在实验室一炉一炉炼出设计合金。然后通过测试高温强度、耐腐蚀性、抗氧化性、组织结构、物理特性等十几项性能,对组织和性能进行表征分析优化,并在此基础上进行迭代优化。”高温合金研发团队负责人谷月峰介绍,经过几十甚至上百次的优化迭代,新的合金材料才能进入下一阶段的研发验证。因此,“十年磨一剑”用来形容高温材料的研发一点不为过。

“我们团队的人都保持两种心态,一种是平常心,一种是好奇心。”谷月峰笑称。以平常心面对一次次的实验结果,周而复始,不知疲倦;以好奇心进行一次次优化、探索和钻研,不言放弃。

谷月峰带领的团队是一支高学历的精英团队。他们目前正在研发未来650℃和700℃机组发展需要的七大类自主高温合金。其中,进展最快的型号为HT700T合金,制备的2批次锅炉高温管2017年通过评审,获准在国家能源局验证试验平台上挂炉试验,验证最长已超2.5万小时,情况良好。2020年7月,HT700T压力管道通过国家级技术评审,获准在瑞金电厂二期百万机组项目上进行试验性应用,迈出了自主700℃等级合金材料在商业电厂应用的坚实步伐。自主高温材料涂层技术也于2020年8月通过技术评审,获准首次在商业电站规模化应用。

时间可以检验一切,也可以成就一切。谷月峰说,再经过1~2年,他们研发的第一款自主高温材料就将完成整个研发流程。千锤百炼始成金,到那时,我国火电设备的自主化发展将增添一抹华能“金”色。

更多关键领域:科技报国的使命担当

关键核心技术必须牢牢掌握在自己手中。西安热工院坚持以科技创新保障产业链供应链安全,当前承担的几项关键核心技术攻关项目全部有条不紊快速推进。

2020年12月22日凌晨,漫天飘雪的陕北高原,经过紧张的安装、调试,由西安热工院与中国电子联合研发的国产化自主可控风电PLC在华能陕西定边沈口子风电场成功投运,实现PLC系统关键软、硬件设备的100%国产化,标志着华能继火电厂DCS国产化、辅控PLC国产化后,在能源控制领域核心装备上再次实现重要突破。

截至2020年底,燃机自主运维项目已经完成相关部件的无损检测,技术水平和检测精度不低于国外燃机制造商,燃烧稳定性诊断判据也已经完成验证和完善。650℃机组研发项目,课题组已经进行了详细的系统方案研究,进驻相关设备厂,确定了设计边界条件并协同完成了系统热平衡图。

积跬步以致千里,汇涓滴而成江海。西安热工院党委书记苏立新说,“十四五”期间,西安热工院将落实“四个革命、一个合作”能源安全新战略,聚焦核心技术自主可控,着力解决电力基础设施网络安全、高温材料、燃机运维等“卡脖子”问题,打造创新新高地,引领技术新突破,为构建安全高效、清洁低碳能源体系贡献科技力量。

http://www.xinhuanet.com/power/2021-01/15/c_1210980827.htm

文:张艳燕 张娟娟


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