【綜合】“改”出新道路，開辟新天地——西北院電廠改造工程紀(jì)實(shí)

隨著電力行業(yè)的生產(chǎn)要求越來越高，對既有電廠進(jìn)行升級改造，提高機(jī)組效率、實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排成為當(dāng)前的趨勢。規(guī)劃設(shè)計(jì)集團(tuán)西北院經(jīng)過多年的探索實(shí)踐，已然成為該領(lǐng)域的行業(yè)翹楚。 　

熱網(wǎng)改造 節(jié)能環(huán)保暖萬家
　　傳統(tǒng)的分布式供暖模式能耗高、污染重、效率低，而現(xiàn)代火電廠具備完善的節(jié)能及環(huán)保體系，如果以之為集中熱源，實(shí)行熱、電并舉，不僅可解決傳統(tǒng)供暖模式的弊端，也將進(jìn)一步提高電廠能源利用效率和經(jīng)濟(jì)效益。
　　但是，如何在已經(jīng)運(yùn)行多年的熱網(wǎng)首站基礎(chǔ)上，拿出一套經(jīng)濟(jì)合理的改造方案，滿足逐步增大的熱網(wǎng)供熱能力，是改造工作的首要難點(diǎn)。以華電國際鄒縣電廠為例。在該項(xiàng)目中，電廠一期、二期工程共裝有四臺335兆瓦機(jī)組，已分別于上世紀(jì)80年代建成投產(chǎn)。為了提高四臺機(jī)組的利用效率，并滿足當(dāng)?shù)夭粩嘣鲩L的供熱需求，鄒縣電廠于2012-2014年間先后完成了1～3號機(jī)組的供熱改造。經(jīng)過改造，電廠的經(jīng)濟(jì)效益得到了明顯提升。
　　可是，在改造過程中，對已有管道大量的拆卸和重新安裝工作讓機(jī)組長時(shí)間停機(jī)，也讓業(yè)主方承受了一定的經(jīng)濟(jì)損失。于是在4號機(jī)組供熱改造時(shí)，業(yè)主提出，要找到合適的方案減少拆裝工程量，縮短改造時(shí)間，以減少停機(jī)經(jīng)濟(jì)損失，同時(shí)還要滿足未來熱增加需求。面對業(yè)主的需求，西北院廣集資料，多次與各方探討，最終確定了“整體設(shè)計(jì)、分布實(shí)施”的設(shè)計(jì)原則，通過在原熱力系統(tǒng)基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化，在供熱蒸汽側(cè)設(shè)置了聯(lián)通管道，最大限度地減少了對已建管道的拆卸和安裝工程量，大大降低了建設(shè)成本，縮短了停機(jī)周期，給業(yè)主交上了一份滿意的答卷。

長距輸送 清潔采暖保藍(lán)天
　　在西北地區(qū)，有時(shí)難免會遇到熱網(wǎng)改造長距離輸送的情形。長距離輸送壓力小、效率低、成本高，這些難題極大地考驗(yàn)著設(shè)計(jì)師的智慧。
　　靈武電廠改造是銀川市“保衛(wèi)藍(lán)天”重點(diǎn)供熱改造項(xiàng)目，遠(yuǎn)期設(shè)計(jì)供熱面積達(dá)8000萬平米，輸送距離為40公里，是輸送距離罕見、技術(shù)難關(guān)眾多的典型遠(yuǎn)距輸送項(xiàng)目。
　　在該項(xiàng)目中，需要在汽輪機(jī)房外放置高背壓凝汽器，將原來通過空冷島散發(fā)入大氣中的熱量傳遞給熱網(wǎng)循環(huán)水以實(shí)現(xiàn)對外供熱。該方案可以把全廠熱效率從40%提高到62%，經(jīng)濟(jì)效益顯著。但是，空冷島地表有凝結(jié)水箱、儲油箱、母線、變壓器等諸多設(shè)施，地下管線密布，如何布置凝汽器成為需攻克的首道難題。于是，設(shè)計(jì)師們根據(jù)老廠圖紙并多次實(shí)地測量，結(jié)合原有管架基礎(chǔ)位置，定制了特殊尺寸的凝汽器，并根據(jù)實(shí)際情況對地基進(jìn)行了換填，終于在原有設(shè)施僅做少量改動(dòng)的基礎(chǔ)上，就實(shí)現(xiàn)了高背壓凝汽器的安裝就位。
　　空冷島乏汽管道的引接是遇到的另一個(gè)難題。由于管道直徑大，補(bǔ)償器組計(jì)算要求高，于是設(shè)計(jì)師們請教了多個(gè)國內(nèi)一流的補(bǔ)償器設(shè)計(jì)生產(chǎn)廠家，召開了多次專題討論會，終于確定了利用原有空冷排汽管道固定支架作為支撐的方案，有效地解決了乏汽管道應(yīng)力及推力的問題。
　　靈武電廠改造項(xiàng)目解決了1000兆瓦、600兆瓦汽輪機(jī)抽凝改造、背壓機(jī)帶廠用電改造、高背壓改造、與老廠原有供熱系統(tǒng)相結(jié)合同步改造等諸多技術(shù)難題，為西北院后續(xù)承攬長距離供熱改造項(xiàng)目奠定了基礎(chǔ)。

核電改造 主動(dòng)請纓顯身手
　　隨著國家能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整，核電比重越來越大。為適應(yīng)市場變化，加快企業(yè)的轉(zhuǎn)型升級步伐，西北院將核電站常規(guī)島業(yè)務(wù)列為突破口。
　　2017年，西北院與中核集團(tuán)田灣核電站開始了合作。當(dāng)時(shí)，田灣核電站3號機(jī)組主給水系統(tǒng)從調(diào)試開始就出現(xiàn)了管道振動(dòng)嚴(yán)重、帶有彈簧基礎(chǔ)的電動(dòng)給水泵啟動(dòng)后基座跑偏、聯(lián)軸節(jié)偏心的問題，嚴(yán)重影響了核島核燃料的裝載。作為第三方設(shè)計(jì)院，西北院接受了田灣核電站的委托，積極收集相關(guān)資料，組織技術(shù)討論，尋求該問題的解決方案。
　　西北院迅速完成了核電站給水系統(tǒng)PDMS布置模型的復(fù)原，對原布置圖各個(gè)支吊架進(jìn)行復(fù)原計(jì)算與驗(yàn)證，同時(shí)對56個(gè)工況進(jìn)行了動(dòng)態(tài)分析。終于，工程師們找到了給水泵啟動(dòng)后再循環(huán)管道嚴(yán)重晃動(dòng)及水擊產(chǎn)生的原因，并精確地計(jì)算出在泵的出口方向因水擊而產(chǎn)生30多噸的水平推力，而此推力就是導(dǎo)致彈簧基礎(chǔ)被推動(dòng)移位的主要原因！此計(jì)算結(jié)果與西安交通大學(xué)教授現(xiàn)場測量得到的數(shù)據(jù)高度吻合，讓交大的教授和業(yè)主方深深地折服……經(jīng)過論證，專家與業(yè)主完全同意了西北院的整治方案，高度評價(jià)了工作人員的高效率。
　　繼田灣核電站合作之后，西北院又與中核集團(tuán)在東歐各國核電項(xiàng)目中展開了深入合作，為業(yè)主提供了常規(guī)島真空系統(tǒng)改造、汽輪機(jī)振動(dòng)診斷等技術(shù)咨詢工作，為核電服務(wù)業(yè)務(wù)的拓展開創(chuàng)了新局面。

開創(chuàng)總包 信心滿滿勇向前
　　依托于雄厚的企業(yè)綜合實(shí)力，西北院在電廠改造領(lǐng)域也從單一的設(shè)計(jì)分包模式向EPC總承包模式積極轉(zhuǎn)型。
　　無錫華瑞制藥天然氣分布式能源改造EPC項(xiàng)目就是其中的一例。在該項(xiàng)目中，項(xiàng)目發(fā)電設(shè)備總裝機(jī)規(guī)模為1800千瓦，年計(jì)劃發(fā)電量約863萬千瓦時(shí)，采用“余熱鍋爐+調(diào)峰鍋爐”的蒸汽產(chǎn)出模式，總設(shè)計(jì)供熱能力為40噸每小時(shí)，年蒸汽供熱總量約10萬噸。
　　在項(xiàng)目執(zhí)行過程中，西北院遇到了兩大難點(diǎn)：一是能源站項(xiàng)目場地資料缺失；二是需要將新增鍋爐與已有鍋爐進(jìn)行系統(tǒng)整合。為此，項(xiàng)目組人員多次到項(xiàng)目現(xiàn)場進(jìn)行踏勘和測量，獲取了主廠房基本尺寸、原有設(shè)備布局等第一手資料，并與燃?xì)忮仩t廠家、余熱鍋爐廠家、燃?xì)廨啓C(jī)廠家積極進(jìn)行了多次溝通，終于順利解決了上述難題。此外，項(xiàng)目組根據(jù)業(yè)主方停產(chǎn)檢修安排，提前對原蒸汽管系進(jìn)行了改造，從而減小了工程建設(shè)和系統(tǒng)調(diào)試對生產(chǎn)帶來的影響。
　　大家常說：“新建項(xiàng)目難，改造項(xiàng)目更難！”確實(shí)如此，一張白紙可以肆意潑墨揮毫，改一張名畫要斟酌萬千才能下筆。電廠改造項(xiàng)目也是同樣的道理。改造過程中，為了有效利用原有的設(shè)施資源，最大程度降低改造成本、實(shí)現(xiàn)改造目標(biāo)，需要合理布置新系統(tǒng)，包括支吊架的設(shè)置更是需要根據(jù)既有土建資料設(shè)計(jì)反復(fù)驗(yàn)算……雖然困難重重，但是隨著廣大業(yè)主需求越來越多，改造項(xiàng)目的市場日益擴(kuò)大。西北院將進(jìn)一步深入研發(fā)電廠改造技術(shù)，順應(yīng)時(shí)代的發(fā)展，大力開拓改造市場，蹚出一條新路，為企業(yè)的轉(zhuǎn)型升級開辟一方新天地！