【綜合】“改”出新道路，開辟新天地——西北院電廠改造工程紀實

隨著電力行業(yè)的生產(chǎn)要求越來越高，對既有電廠進行升級改造，提高機組效率、實現(xiàn)節(jié)能減排成為當前的趨勢。規(guī)劃設(shè)計集團西北院經(jīng)過多年的探索實踐，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，實行熱、電并舉，不僅可解決傳統(tǒng)供暖模式的弊端，也將進一步提高電廠能源利用效率和經(jīng)濟效益。
　　但是，如何在已經(jīng)運行多年的熱網(wǎng)首站基礎(chǔ)上，拿出一套經(jīng)濟合理的改造方案，滿足逐步增大的熱網(wǎng)供熱能力，是改造工作的首要難點。以華電國際鄒縣電廠為例。在該項目中，電廠一期、二期工程共裝有四臺335兆瓦機組，已分別于上世紀80年代建成投產(chǎn)。為了提高四臺機組的利用效率，并滿足當?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號機組的供熱改造。經(jīng)過改造，電廠的經(jīng)濟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組長時間停機，也讓業(yè)主方承受了一定的經(jīng)濟損失。于是在4號機組供熱改造時，業(yè)主提出，要找到合適的方案減少拆裝工程量，縮短改造時間，以減少停機經(jīng)濟損失，同時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、分布實施”的設(shè)計原則，通過在原熱力系統(tǒng)基礎(chǔ)上進行優(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 清潔采暖保藍天
　　在西北地區(qū)，有時難免會遇到熱網(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著設(shè)計師的智慧。
　　靈武電廠改造是銀川市“保衛(wèi)藍天”重點供熱改造項目，遠期設(shè)計供熱面積達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)眾多的典型遠距輸送項目。
　　在該項目中，需要在汽輪機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)計師們根據(jù)老廠圖紙并多次實地測量，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)實際情況對地基進行了換填，終于在原有設(shè)施僅做少量改動的基礎(chǔ)上，就實現(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難題。由于管道直徑大，補償器組計算要求高，于是設(shè)計師們請教了多個國內(nèi)一流的補償器設(shè)計生產(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。
　　靈武電廠改造項目解決了1000兆瓦、600兆瓦汽輪機抽凝改造、背壓機帶廠用電改造、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目奠定了基礎(chǔ)。

核電改造 主動請纓顯身手
　　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，西北院與中核集團田灣核電站開始了合作。當時，田灣核電站3號機組主給水系統(tǒng)從調(diào)試開始就出現(xiàn)了管道振動嚴重、帶有彈簧基礎(chǔ)的電動給水泵啟動后基座跑偏、聯(lián)軸節(jié)偏心的問題，嚴重影響了核島核燃料的裝載。作為第三方設(shè)計院，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，對原布置圖各個支吊架進行復(fù)原計算與驗證，同時對56個工況進行了動態(tài)分析。終于，工程師們找到了給水泵啟動后再循環(huán)管道嚴重晃動及水擊產(chǎn)生的原因，并精確地計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)被推動移位的主要原因！此計算結(jié)果與西安交通大學教授現(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在東歐各國核電項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、汽輪機振動診斷等技術(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)綜合實力，西北院在電廠改造領(lǐng)域也從單一的設(shè)計分包模式向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項目就是其中的一例。在該項目中，項目發(fā)電設(shè)備總裝機規(guī)模為1800千瓦，年計劃發(fā)電量約863萬千瓦時，采用“余熱鍋爐+調(diào)峰鍋爐”的蒸汽產(chǎn)出模式，總設(shè)計供熱能力為40噸每小時，年蒸汽供熱總量約10萬噸。
　　在項目執(zhí)行過程中，西北院遇到了兩大難點：一是能源站項目場地資料缺失；二是需要將新增鍋爐與已有鍋爐進行系統(tǒng)整合。為此，項目組人員多次到項目現(xiàn)場進行踏勘和測量，獲取了主廠房基本尺寸、原有設(shè)備布局等第一手資料，并與燃氣鍋爐廠家、余熱鍋爐廠家、燃氣輪機廠家積極進行了多次溝通，終于順利解決了上述難題。此外，項目組根據(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：“新建項目難，改造項目更難！”確實如此，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、實現(xiàn)改造目標，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)計反復(fù)驗算……雖然困難重重，但是隨著廣大業(yè)主需求越來越多，改造項目的市場日益擴大。西北院將進一步深入研發(fā)電廠改造技術(shù)，順應(yīng)時代的發(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！