萬州電廠新建工程引領(lǐng)行業(yè)技術(shù)變革

　　　高端火電新標(biāo)桿

　　──西南電力設(shè)計(jì)院以萬州電廠新建工程引領(lǐng)行業(yè)技術(shù)變革

　　一項(xiàng)偉大的工程，不會(huì)因時(shí)間流逝變得黯然失色，而是在光陰的磨礪之下，更顯熠熠生輝。

　　首次采用國產(chǎn)新一代100萬千瓦高效一次再熱機(jī)組，首次采用以九級(jí)回?zé)釣楹诵牡臒崃ο到y(tǒng)，首次采用高位收水冷卻塔，首次采用集成式主廠房和集約化總平面布置，一期電廠及儲(chǔ)煤基地共占地僅24.86公頃……鐘靈毓秀的重慶萬州，神華萬州港電一體化電廠2臺(tái)105萬千瓦新建工程（簡稱“萬州電廠新建工程”）以領(lǐng)航我國高端火電設(shè)計(jì)的創(chuàng)新實(shí)踐，書寫下了國內(nèi)百萬千瓦級(jí)火電建設(shè)的一段傳奇經(jīng)歷。

　　投運(yùn)一年來，超越行業(yè)同類機(jī)組的運(yùn)行指標(biāo)，優(yōu)于燃?xì)怆姀S的污染物排放，成為建設(shè)者對(duì)創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享發(fā)展理念的完美詮釋。屬于萬州的光榮與夢想，正在高效的煤電轉(zhuǎn)換之間延續(xù)與流傳。

　　榮耀背后，是中國能源建設(shè)集團(tuán)有限公司旗下中國電力工程顧問集團(tuán)西南電力設(shè)計(jì)院有限公司（簡稱“西南電力設(shè)計(jì)院”）在電力工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域的多年積淀與精耕細(xì)作，以及一家致力于打造國際工程公司的高新技術(shù)企業(yè)勇立潮頭、矢志創(chuàng)新和追求卓越的內(nèi)涵。

　　意義非凡的超級(jí)工程

　　萬州，三峽庫區(qū)最大的移民城市，正在建設(shè)中的重慶第二大城市、三峽庫區(qū)經(jīng)濟(jì)中心和渝東北生態(tài)涵養(yǎng)發(fā)展區(qū)重點(diǎn)開發(fā)區(qū)，一直備受各方關(guān)注。

　　作為重慶市“十二五”重要能源保障項(xiàng)目和神華集團(tuán)重點(diǎn)項(xiàng)目，神華萬州港電一體化項(xiàng)目規(guī)劃建設(shè)4臺(tái)100萬千瓦級(jí)超超臨界火電機(jī)組和千萬噸級(jí)儲(chǔ)煤基地及中轉(zhuǎn)碼頭，預(yù)留再擴(kuò)建2臺(tái)100萬千瓦級(jí)機(jī)組可能性。一期工程建設(shè)2臺(tái)105萬千瓦超超臨界燃煤發(fā)電機(jī)組、儲(chǔ)煤基地及中轉(zhuǎn)碼頭。

　　“神華集團(tuán)在萬州投資建設(shè)能源項(xiàng)目，給了萬州一匹好馬。要加快推進(jìn)前期工作，促進(jìn)項(xiàng)目又好又快實(shí)施！”2012年，時(shí)任中共中央政治局委員、國務(wù)院副總理、重慶市委書記張德江出席項(xiàng)目開工儀式并指出項(xiàng)目對(duì)增加重慶市能源供應(yīng)渠道，保障能源安全，造福三峽人民，促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)又好又快發(fā)展具有重要意義。

　　作為電力規(guī)劃、設(shè)計(jì)“國家隊(duì)”，西南電力設(shè)計(jì)院以勇挑重?fù)?dān)、爭創(chuàng)一流、助力庫區(qū)發(fā)展的信念和情懷日夜兼程、馬不停蹄──2011年11月開始選址，12月21日項(xiàng)目初可行性研究報(bào)告通過審核，2012年5月21日項(xiàng)目獲得國家能源局“路條”，7月25日獲得國家發(fā)改委核準(zhǔn)文件。從項(xiàng)目選址到取得核準(zhǔn)文件，僅236天的時(shí)間創(chuàng)造了項(xiàng)目前期工作的“神話”。憑借雄厚的科研實(shí)力、創(chuàng)新能力以及在前期工作中的優(yōu)異表現(xiàn)，西南電力設(shè)計(jì)院與中國電力工程建設(shè)咨詢公司的聯(lián)合體一舉奪得萬州電廠設(shè)計(jì)及EPC總承包資格。

　　在開工儀式上，時(shí)任神華集團(tuán)主要領(lǐng)導(dǎo)提出：“精心建設(shè)、科學(xué)管理、高效運(yùn)營，把該項(xiàng)目建成‘自動(dòng)化、智能化、數(shù)字化、集約化、社會(huì)化’和‘質(zhì)量型、效益型、創(chuàng)新型、環(huán)保型、園林型’的‘五化五型’示范工程，助推三峽庫區(qū)工業(yè)經(jīng)濟(jì)重振雄風(fēng)，為重慶及三峽庫區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展作出更大的貢獻(xiàn)。”

　　對(duì)于萬州電廠的整體情況，西南電力設(shè)計(jì)院主管領(lǐng)導(dǎo)有著清晰的定位：“萬州電廠是一個(gè)‘三高’工程（定位高──國內(nèi)第一、世界一流；要求高──‘五化五型’；目標(biāo)高──國優(yōu)金獎(jiǎng)工程），具有‘三強(qiáng)’的特點(diǎn)（政治性強(qiáng)──三峽庫區(qū)移民補(bǔ)償工程，創(chuàng)新性強(qiáng)──僅設(shè)計(jì)就有10大創(chuàng)新、60余項(xiàng)優(yōu)化、80余項(xiàng)精細(xì)化設(shè)計(jì)，事業(yè)性強(qiáng)──參建單位和個(gè)人的事業(yè)工程）。我們要按照‘精心組織、規(guī)范運(yùn)作、品質(zhì)優(yōu)秀、顧客滿意’的總承包理念，高舉‘同理想、共傳奇’的旗幟，克服‘三無’困難（參建單位無磨合期、施工單位無準(zhǔn)備期、施工開始無水電路），充分發(fā)揮設(shè)計(jì)院在獲取設(shè)計(jì)資料、完善設(shè)計(jì)方案、加快設(shè)計(jì)進(jìn)度、提高設(shè)計(jì)質(zhì)量、滿足提前開工和連續(xù)施工要求等方面的明顯優(yōu)勢，通過優(yōu)化設(shè)計(jì)降低工程造價(jià)，節(jié)省工程投資，努力打造優(yōu)質(zhì)工程、和諧工程、廉潔工程。”

　　以專業(yè)的技術(shù)實(shí)力和敢打敢拼的團(tuán)隊(duì)精神，西南電力設(shè)計(jì)院人在“確保機(jī)組高標(biāo)準(zhǔn)達(dá)標(biāo)投產(chǎn)、確保獲得中國電力優(yōu)質(zhì)工程獎(jiǎng)、爭創(chuàng)國家優(yōu)質(zhì)工程金獎(jiǎng)、力爭全國優(yōu)秀工程勘察設(shè)計(jì)金獎(jiǎng)、確保全國工程總承包金鑰匙獎(jiǎng)”目標(biāo)的引領(lǐng)下，開啟了打造“‘五化五型’國內(nèi)第一、世界一流”電廠的征程。

　　突破傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)革命

　　如果說，不惜提升工程造價(jià)來選擇最優(yōu)指標(biāo)需要投資方下決心，那么，大膽突破常規(guī)，不僅需要更多的智慧與勇氣，還要站在全球同行業(yè)的制高點(diǎn)上。

　　通過全面總結(jié)國內(nèi)已投運(yùn)100萬千瓦機(jī)組設(shè)計(jì)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)、調(diào)研國外超超臨界機(jī)組最新發(fā)展、研究國內(nèi)外大量先進(jìn)節(jié)能減排技術(shù)之后，西南電力設(shè)計(jì)院充分發(fā)揮以設(shè)計(jì)為龍頭的總承包優(yōu)勢，創(chuàng)新提出了“新一代100萬千瓦高效一次再熱機(jī)組”概念，并確定了這一技術(shù)路線。

　　圍繞提升主機(jī)效率、降低廠用電率、綜合優(yōu)化熱力系統(tǒng)、提高污染物排放標(biāo)準(zhǔn)等節(jié)能減排的技術(shù)路徑，設(shè)計(jì)人員以三大主機(jī)為核心開展了全面的設(shè)計(jì)革命。10多項(xiàng)“國內(nèi)第一”的設(shè)計(jì)創(chuàng)新，140多項(xiàng)優(yōu)化和精細(xì)化設(shè)計(jì)，不僅鎖定了機(jī)組設(shè)計(jì)參數(shù)、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)在國內(nèi)同期同類機(jī)組中最優(yōu)水平，也將西南電力設(shè)計(jì)院多年來在電力設(shè)計(jì)領(lǐng)域的深厚積淀完美釋放：

　　國內(nèi)百萬等級(jí)機(jī)組設(shè)計(jì)煤耗最低，供電標(biāo)煤耗為272.3克/千瓦時(shí)；國內(nèi)第一次將百萬等級(jí)機(jī)組初參數(shù)（汽機(jī)端）提升至“28MPa/600℃/620℃”，并提升機(jī)組銘牌出力至“1050MW”；國內(nèi)百萬千瓦機(jī)組第一次應(yīng)用9級(jí)回?zé)嵯到y(tǒng)，提升機(jī)組熱效率；國內(nèi)百萬千瓦機(jī)組第一次采用節(jié)能降噪效果顯著的高位收水冷卻塔；國內(nèi)第一次采用國產(chǎn)100%給水泵汽輪機(jī)（小汽機(jī)）；國內(nèi)第一次設(shè)計(jì)使用集成式主廠房，將變壓器、配電裝置、集控室、鍋爐補(bǔ)給水處理車間、生產(chǎn)輔助建筑集成合并，與汽機(jī)房聯(lián)合布置；國內(nèi)第一次采用集約化總平面設(shè)計(jì)，2臺(tái)百萬千瓦機(jī)組與千萬噸儲(chǔ)煤基地僅占地24.86公頃，占地最小；國內(nèi)第一次采用最大直徑136米帶肋整體式結(jié)構(gòu)圓形煤場；國內(nèi)第一次在發(fā)電廠采用數(shù)字化智能升壓站；國內(nèi)電廠應(yīng)用總線技術(shù)（FCS）覆蓋率最高，達(dá)到45%；電廠應(yīng)用一鍵啟停（APS）設(shè)計(jì)斷點(diǎn)最少，啟動(dòng)僅4點(diǎn)，停機(jī)僅3點(diǎn)；全廠水耗為國內(nèi)同類型機(jī)組最先進(jìn)之一：0.502立方米/秒?吉瓦；在不增設(shè)濕式除塵器的情況下，國內(nèi)百萬機(jī)組環(huán)保排放指標(biāo)最先進(jìn)，煙塵排放濃度≤5mg/Nm3，SO2排放濃度≤35mg/Nm3，NOx排放濃度≤37.5mg/Nm3；國內(nèi)第一次自主設(shè)計(jì)國產(chǎn)新一代超超臨界全周進(jìn)汽筒型高壓缸。

　　與此同時(shí)，“國內(nèi)首次”采用的9項(xiàng)新設(shè)備，使萬州電廠新建項(xiàng)目在起步階段就站在了國內(nèi)高端火電機(jī)組建設(shè)的制高點(diǎn)──國內(nèi)首次使用自主技術(shù)、國產(chǎn)新一代超超臨界全周進(jìn)汽筒型高壓缸汽輪機(jī)；國內(nèi)首次使用國產(chǎn)100%給水泵汽輪機(jī)（小汽機(jī)）設(shè)備；國內(nèi)首次在輸煤系統(tǒng)廣泛應(yīng)用IFT技術(shù)及FCS技術(shù)設(shè)備；國內(nèi)首次使用直徑最大136米的室內(nèi)堆取料機(jī)；國內(nèi)首次在百萬機(jī)組脫硫吸收塔內(nèi)使用管束式除塵器；國內(nèi)火電廠首次使用室內(nèi)500千伏GIS、主變、啟備變、高廠變等集成設(shè)備；國內(nèi)DCS設(shè)備應(yīng)用總線技術(shù)覆蓋率最高、APS設(shè)計(jì)斷點(diǎn)最少；首次使用國產(chǎn)主蒸汽安全閥等超超臨界火電機(jī)組二、三類關(guān)鍵閥門5種；首次在高效一次再熱百萬超超臨界機(jī)組使用國產(chǎn)電壓等級(jí)（10千伏）和壓力參數(shù)（36.6兆帕）最高的爐水循環(huán)泵。

　　創(chuàng)新的背后，是基于工程實(shí)際需求而應(yīng)用的矩陣式設(shè)計(jì)模式和作為設(shè)計(jì)企業(yè)“國家隊(duì)”所擁有的強(qiáng)大專業(yè)團(tuán)隊(duì)：集中設(shè)計(jì)與現(xiàn)場設(shè)計(jì)相結(jié)合，設(shè)計(jì)代表現(xiàn)場解決問題，詳細(xì)的優(yōu)化實(shí)施措施確保每個(gè)創(chuàng)意落實(shí)到位，根據(jù)施工、采購進(jìn)度動(dòng)態(tài)調(diào)整設(shè)計(jì)計(jì)劃，采取分層、多版出圖滿足施工需要；中國電力工程顧問集團(tuán)兩次組織全集團(tuán)設(shè)計(jì)大師、資深專家、特邀專家，與業(yè)主圍繞西南電力設(shè)計(jì)院提出的創(chuàng)新及設(shè)計(jì)優(yōu)化措施進(jìn)行專題評(píng)審。

　　針對(duì)萬州電廠新建工程，西南電力設(shè)計(jì)院圍繞打造世界一流數(shù)字化電站做足了文章。按照業(yè)主提出的“數(shù)字化設(shè)計(jì)、數(shù)字化建設(shè)、數(shù)字化運(yùn)行和數(shù)字化管理，構(gòu)建全面的數(shù)字化電廠”的高度數(shù)字化要求，西南電力設(shè)計(jì)院將十幾年以來數(shù)字化設(shè)計(jì)的成功經(jīng)驗(yàn)應(yīng)用到萬州工程，拿出了最先進(jìn)、全面、有效的解決方案，不僅實(shí)現(xiàn)了項(xiàng)目全過程、全區(qū)域、全專業(yè)的數(shù)字化設(shè)計(jì)，還能夠?qū)υO(shè)備采購、施工管理和仿真培訓(xùn)等提供強(qiáng)有力的支撐。

　　“該項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和建設(shè)數(shù)據(jù)，借助我院的數(shù)字化協(xié)同設(shè)計(jì)管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了跨平臺(tái)的資源實(shí)時(shí)共享。這樣一來，工程信息模型（EIM）就可以從設(shè)計(jì)階段順利向后延伸，讓設(shè)備采購、施工管理和運(yùn)行維護(hù)一起分享高端設(shè)計(jì)的果實(shí)。”在西南電力設(shè)計(jì)院主管領(lǐng)導(dǎo)看來，數(shù)字化協(xié)同設(shè)計(jì)、設(shè)備采購、施工管理、運(yùn)行維護(hù)的有機(jī)融合，給萬州電廠新建工程帶來前所未有的高品質(zhì)。圖紙審核在前期模型中就已開始，設(shè)計(jì)方案確定之后同步啟動(dòng)采購，效率和質(zhì)量的大幅提升，都將轉(zhuǎn)化成實(shí)實(shí)在在的效益。

　　引領(lǐng)行業(yè)升級(jí)的先鋒力量

　　當(dāng)你置身于萬州電廠，會(huì)由衷地感嘆設(shè)計(jì)大師的驚鴻之作──高位收水冷卻塔能使循環(huán)水泵功率降低3300KW/機(jī)組、噪音降低約10分貝，可以站在里面柔聲打個(gè)電話；大量的建筑物聯(lián)合布置，讓100萬千瓦級(jí)的廠房系統(tǒng)布置，在60萬千瓦級(jí)的空間里游刃有余；室內(nèi)設(shè)置的500千伏GIS與主變、高廠變、起/備變等合并在一起……佇立于圓形煤場入口處，一邊贊嘆設(shè)計(jì)變革竟然可以實(shí)現(xiàn)如此藝術(shù)化的基礎(chǔ)設(shè)施構(gòu)造，一邊想著2000萬元投資，就這么“集約化、效益型、環(huán)保型”地省出來了。最終，該工程通過設(shè)計(jì)優(yōu)化和精細(xì)化設(shè)計(jì)與批準(zhǔn)概算相比節(jié)省投資5億元左右。

　　更為可觀的，是國內(nèi)領(lǐng)先、世界先進(jìn)的經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、環(huán)保指標(biāo)。2015年2月9日，萬州電廠新建工程1號(hào)機(jī)組完成168試運(yùn)行，并網(wǎng)發(fā)電，同時(shí)創(chuàng)下了國內(nèi)火力發(fā)電建設(shè)史上審批速度最快、建設(shè)周期最短、各項(xiàng)指標(biāo)國內(nèi)最優(yōu)的紀(jì)錄。當(dāng)年9月18日2號(hào)機(jī)組完成168試運(yùn)行。鍋爐效率94.72%，汽機(jī)熱耗7199.5千焦/千瓦時(shí)，廠用電率3.36%，供電標(biāo)煤耗271.44克/千瓦時(shí)，自動(dòng)及保護(hù)、脫硫脫硝裝置投運(yùn)率100%。煙塵排放濃度3.5mg/Nm3，SO211mg/Nm3，NOX21mg/Nm3。

　　機(jī)組投運(yùn)后，運(yùn)行良好，指標(biāo)優(yōu)秀。2015年，萬州電廠新建工程共發(fā)電40.05億千瓦時(shí)，實(shí)現(xiàn)利稅2.85億元，年發(fā)電量可超過100億千瓦時(shí)，有力支撐著重慶和三峽庫區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展。

　　更為重要的是，萬州電廠兩臺(tái)機(jī)組投運(yùn)以來表現(xiàn)出的熱效率高、廠用電率低、煤耗低、污染排放低、調(diào)峰能力強(qiáng)、可靠性高等系列優(yōu)點(diǎn)，獲得來自行業(yè)內(nèi)外的認(rèn)可與關(guān)注。截至2016年2月，該工程獲國家優(yōu)秀工程咨詢成果一等獎(jiǎng)1項(xiàng)，國家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)1項(xiàng)，二等獎(jiǎng)3項(xiàng)，三等獎(jiǎng)7項(xiàng)，國家級(jí)發(fā)明或?qū)嵱眯滦蛯＠?9項(xiàng)以及國家級(jí)或省部級(jí)優(yōu)秀QC成果獎(jiǎng)8項(xiàng),萬州工程數(shù)字設(shè)計(jì)應(yīng)用獲第一屆中國電力工程數(shù)字化設(shè)計(jì)（EIM）大賽二等獎(jiǎng)。

　　與此同時(shí)，來自全國各地的觀摩團(tuán)絡(luò)繹不絕，對(duì)EPC總承包模式、管理理念，現(xiàn)場安全文明施工面貌、實(shí)體質(zhì)量等給予了高度評(píng)價(jià)。該工程創(chuàng)新成果發(fā)揮的示范引領(lǐng)作用，已在后續(xù)的多項(xiàng)同類項(xiàng)目中得到普遍應(yīng)用，成為國內(nèi)新一代100萬千瓦級(jí)高效一次再熱機(jī)組標(biāo)準(zhǔn)初參數(shù)和典型技術(shù)路線。