長江作墨,茅山為硯,爐塔高聳,電流奔湧。隨著4號機組順利通過168試運並移交生產,江蘇華電句容發電廠二期2臺100萬千瓦機組擴建工程(以下簡稱「句容電廠二期擴建工程」)全面建成投產。
作為國家發電設備國產化依託工程,該項目主機、關鍵閥門、三大泵、四大管道等均實現國產。從藍圖初繪到優質雙投,中國能建所屬規劃設計集團江蘇院、華東建投江蘇電建一公司、安徽電建二公司,以及科技發展公司華中電力試研院在建設過程中勠力同心、協同合作,不僅打造出二次再熱百萬千瓦機組的新標杆,更為我國裝備製造技術的進步升級作出了應有貢獻。
高水平起步 高標準設計
「百萬等級」「超超臨界」「二次再熱」,每個詞都凸顯出句容電廠二期擴建工程的創新性和先進性。據江蘇院句容電廠項目經理袁兵介紹,作為二次再熱機組,該工程設計更為複雜,對技術要求更加嚴苛。
為提高全廠熱效率,江蘇院設計人員採用了煙氣餘熱深度梯級利用技術,「該技術最大限度降低了鍋爐的排煙溫度,有效利用了鍋爐排煙餘熱。」江蘇院機務部主任肖軍介紹說,這一技術可使機組發電標煤耗降低2.41克/千瓦時,兩臺機組每年可減少二氧化碳排放量約7萬噸、二氧化硫排放量約348噸。
走進汽機廠房,整體布局寬敞明亮,設備管道簡潔有序。「我們採用了國內首創的全立式單列高壓加熱器布置方案,將4臺全容量立式高壓加熱器依次布置在汽輪機機頭。與傳統的U形臥式八臺半容量高壓加熱器相比,採用的立式蛇形管單列高加方案大大簡化了系統,減少了高壓給水管道和抽汽管道的工程量,在加快啟動時間的同時,提高了經濟性。」江蘇院汽機主設人湯妍說,藉助該技術,江蘇院將一項國家發明專利收入囊中。
在二次再熱百萬機組工程中首次提出環保島設計理念,形成脫硫和除塵方案整體工藝包;同步建設二氧化碳捕集利用裝置,每年可捕集二氧化碳1萬噸,並通過精製系統提純達到食品級標準,實現二氧化碳的資源化利用……句容電廠二期擴建工程亮點頻現。
巧解施工難題
曲線優美如裙擺、巍然矗立若磐石,兩座高178米、單塔淋水面積1.1萬平方米的超大型高位收水自熱通風逆流式冷卻塔聳立句容河畔。這是長江下遊地區首次採用超大型高位收水冷卻塔技術。
「在相當於兩個足球場大的冷卻塔內漫步,頭頂是潺潺的水聲,地面卻絲毫沒有水跡,還能清晰地接打電話。」江蘇院水工工藝主設人蔡興初解釋說,高位收水塔取消了常規塔底部的混凝土集水池及雨區,配高位收水裝置。「這種收水技術將循環水泵電機功率降低了30%以上,噪聲降低了8-10分貝,是與其他常規塔設計最大的不同。」他說。
「如何保證高位收水淋水現澆結構的防滲漏性能,滿足系統高壓水衝擊要求,是冷卻塔施工中的關鍵。」安徽電建二公司句容電廠項目負責人張勁露出滿意的笑容,「我們增加了結構混凝土密實性,在結構的薄弱部位給施工縫設置鋼板止水帶、給沉降縫設置不鏽鋼止水帶,在結構內壁增加水泥基滲透結晶型防水塗料,構建起三道防線。」
3號機組採用的哈爾濱鍋爐廠生產的超超臨界、二次再熱塔式鍋爐,是焊接施工中的重難點。「9萬多道承壓焊口大多為高合金材質,而且作業空間很小。」江蘇電建一公司句容電廠項目副經理何愛國說,「為此,焊工班使用了公司專利產品模擬練習鏡面焊,並進行100%射線檢測,一次合格率超過99%才能開始焊接。」
3號機組在國內百萬千瓦二次再熱機組中首次應用的單列立式高壓加熱器最重280噸,最輕182噸,吊裝就位難度很大。「我們在主廠房封閉前,使用大型履帶吊在主廠房固定端起吊就位,又先挖開地基鋪上石塊層層壓好,再鋪上履帶吊行走路基板,避免地基不均勻下沉造成吊車傾斜。」江蘇電建一公司句容電廠項目經理沈金友說。
讓機組狀態最佳
完全達到超低排放標準要求,主要經濟技術指標達到國內同類型機組先進水平……在華中電力試研院的努力下,4號機組在調試期間實現了6個「一次成功」。
「鍋爐的燃燒調整一直是燃煤機組鍋爐專業最困難、最深奧的問題,也是現代擬態學術研究的熱門課題。」華中電力試研院句容電廠項目鍋爐專業主任工程師馬喬介紹道。點火吹管前,華中試研院對爐膛進行了空氣動力場試驗,詳細記錄了爐膛內部及煙風管道內的氣場流動及風量分布,點火吹管期間,又制定了詳細的「無爐水循環泵直流爐快速冷態啟動」和「無爐水循環泵直流爐乾濕態轉換」應急調試方案,為首次點火一次成功奠定了堅實的基礎。
為了讓機組順利定速在3000轉/分並方便後續調試和試驗,華中電力試研院技術人員在整個軸系加裝了一套振動測量裝置,並通過對潤滑油壓、軸封壓力溫度、機組真空等運行參數的調整,結合機組振動監測的數據,進行動平衡計算與配重,使機組各個軸承振動保持在合格的範圍內優質持續運行。