如果要說起循環(huán)流化床技術(shù)在中國的發(fā)展史,那么河曲注定將成為一個(gè)承前啟后的關(guān)鍵詞。
超臨界技術(shù),“低床溫、低床壓”燃燒新技術(shù),半干法脫硫工藝,投產(chǎn)即達(dá)到超低排放……這些炫目的專業(yè)辭藻,顯然不足以展現(xiàn)神華神東電力河曲2臺35萬千瓦低熱值煤發(fā)電新建工程(簡稱河曲項(xiàng)目)的全部神來之筆。這個(gè)世界首個(gè)實(shí)現(xiàn)雙投的35萬千瓦超臨界循環(huán)流化床工程,自2015年11月13日投運(yùn)以來,憑借穩(wěn)定的運(yùn)行和優(yōu)異的指標(biāo),有力回應(yīng)了外界長期以來對循環(huán)流化床技術(shù)的質(zhì)疑,為我國循環(huán)流化床機(jī)組大型化、規(guī)?;l(fā)展之路點(diǎn)亮了一座光明的燈塔。
一個(gè)典范項(xiàng)目的行業(yè)視野
綠色節(jié)能環(huán)保是循環(huán)流化床項(xiàng)目的重要特征,也是山西作為“黑金”大省進(jìn)行能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的必由之路。山西伴隨煤礦開挖,每年產(chǎn)生大量煤矸石、煤泥等低熱值煤,無法應(yīng)用于煤粉鍋爐,不僅形成能源浪費(fèi),而且它們露天堆積,為當(dāng)?shù)貛砀蟮沫h(huán)境壓力。循環(huán)流化床技術(shù)正是解決這一“燃煤之急”的重大創(chuàng)新,它可以燃燒低熱值、顆粒大的煤炭,實(shí)現(xiàn)低品質(zhì)燃煤高效再利用。
2012年12月,神華國能(神東電力)山西河曲發(fā)電有限公司(簡稱河曲發(fā)電)2臺35萬千瓦低熱值煤發(fā)電機(jī)組正式取得國家發(fā)展改革委核準(zhǔn),成為國神集團(tuán)內(nèi)部成立開工建設(shè)的國內(nèi)首個(gè)35萬千瓦超臨界低熱值煤發(fā)電項(xiàng)目。
項(xiàng)目的高端定位必須通過創(chuàng)新實(shí)踐來落地。該公司延續(xù)神華集團(tuán)“天生優(yōu)秀”的基因,采用國際主流的EPC總承包模式進(jìn)行項(xiàng)目建設(shè),持續(xù)引領(lǐng)電力基建行業(yè)風(fēng)尚,并選擇國內(nèi)一流總包團(tuán)隊(duì)──山東電力工程咨詢院有限公司作為該項(xiàng)目總承包方。在以設(shè)計(jì)為龍頭的EPC總承包框架下,該項(xiàng)目完成了諸多項(xiàng)目優(yōu)化和創(chuàng)新,節(jié)約了大量投資成本。
河曲項(xiàng)目投運(yùn)以來,至今保持安全平穩(wěn)運(yùn)行,機(jī)組負(fù)荷率達(dá)99.8%以上,綜合廠用電率、軸振等主要指標(biāo)優(yōu)于設(shè)計(jì)值,并實(shí)現(xiàn)了投產(chǎn)即達(dá)到超低排放標(biāo)準(zhǔn)。該公司總經(jīng)理賀峰頗為得意地講了一個(gè)小故事──電廠投運(yùn)后不久,河曲當(dāng)?shù)卣I(lǐng)導(dǎo)前來參觀,卻發(fā)現(xiàn)電廠廠界噪音很低、煙囪完全不冒煙,領(lǐng)導(dǎo)不禁問:“電廠現(xiàn)在處于停機(jī)狀態(tài)嗎?”在場的人都笑了,賀峰笑得最舒心。
一座里程碑工程的全面創(chuàng)新
賀峰可以稱得上是中國循環(huán)流化床技術(shù)發(fā)展的見證人:“從1991參加工作以來,我參與了眾多循環(huán)流化床項(xiàng)目的建設(shè),對循環(huán)流化床技術(shù)積累了深厚的感情。但是,這項(xiàng)技術(shù)與煤粉鍋爐相比,的確存在運(yùn)行不穩(wěn)定等問題。我們有責(zé)任破解這一難題,為循環(huán)流化床技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展積累更多實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)?!睘榇耍忧?xiàng)目創(chuàng)新采用清華大學(xué)循環(huán)流化床發(fā)電“低床溫、低床壓”燃燒新技術(shù)?!暗痛矇骸奔夹g(shù)與風(fēng)機(jī)變頻調(diào)節(jié)相結(jié)合,不僅降低廠用電率,而且有效減少大顆粒煤對鍋爐的磨損,提高循環(huán)流化床鍋爐可靠性,運(yùn)行不穩(wěn)定的技術(shù)難題迎刃而解;“低床溫”技術(shù)則充分發(fā)揮循環(huán)流化床鍋爐的優(yōu)勢與特長,爐內(nèi)脫硫效率大幅提高,有效減小爐外脫硫壓力。
賀峰還告訴記者,河曲項(xiàng)目在可研階段其實(shí)設(shè)計(jì)的是建設(shè)2臺30萬千瓦亞臨界機(jī)組,但隨著火電技術(shù)和行業(yè)的發(fā)展、環(huán)保要求的不斷提升,這個(gè)方案逐漸落后。于是,該公司進(jìn)行了大量的調(diào)研、論證與方案比選,毅然決定將建設(shè)方案優(yōu)化變更為2臺35萬千瓦超臨界機(jī)組。最終,河曲發(fā)電投運(yùn)后的指標(biāo)證明了當(dāng)初的決策是正確的:相對于原設(shè)計(jì)指標(biāo),現(xiàn)役機(jī)組發(fā)電煤耗下降約9.8克/千瓦時(shí)。
河曲發(fā)電副總經(jīng)理兼總工程師許亦武對技術(shù)話題向來津津樂道:“循環(huán)流化床項(xiàng)目的一大特點(diǎn)就是可以進(jìn)行爐內(nèi)脫硫,我們充分利用這一點(diǎn),采用爐內(nèi)和爐外結(jié)合的三套脫硫系統(tǒng),并且在爐外創(chuàng)新采用半干法脫硫。這種脫硫方式與濕法脫硫相比,和循環(huán)流化床的爐型更匹配,可以將爐內(nèi)脫硫沒有充分反應(yīng)的氧化鈣進(jìn)行繼續(xù)反應(yīng),石灰石的消耗量由此能夠得到控制,鈣硫比在2.0左右,投資和造價(jià)更低?!?/p>
因此,河曲發(fā)電放棄了已有成熟技術(shù)方案的濕法脫硫,而是采用循環(huán)流化床爐內(nèi)脫硫加爐外半干法兩級脫硫、三套系統(tǒng),并同步建設(shè)煙氣脫硫、脫硝、高效布袋除塵和煙氣連續(xù)在線監(jiān)測等先進(jìn)環(huán)保設(shè)施,最終綜合脫硫效率達(dá)97.8%以上,除塵效率達(dá)到99.997%,使得項(xiàng)目一投產(chǎn)即達(dá)到超低排放標(biāo)準(zhǔn),節(jié)約了后續(xù)環(huán)保改造投資超過5000萬元。該公司副總經(jīng)理晉森也參與了脫硫方案比選的全過程,他說:“決策的時(shí)候我們承受了很大壓力,但是本著創(chuàng)造更大效益、承擔(dān)更多社會(huì)責(zé)任的理念,憑借大量調(diào)研和論證,我們硬是扛了下來。”
一份循環(huán)產(chǎn)業(yè)的璀璨未來
說到EPC建設(shè)模式,更是河曲項(xiàng)目繞不過去的關(guān)鍵詞。該項(xiàng)目充分發(fā)揮了以設(shè)計(jì)為龍頭的總包優(yōu)勢,打通了設(shè)計(jì)──采購──施工之間的接口,運(yùn)用四級目標(biāo)進(jìn)度管理把控,統(tǒng)籌推進(jìn)項(xiàng)目建設(shè),最終奠定了一個(gè)典范工程的橫空出世。
廠址的優(yōu)化變更,使得該項(xiàng)目可以大部分采用天然地基,節(jié)約大量土建投資;
國產(chǎn)四大管道的首次采用,一舉節(jié)約投資4000萬元;由于當(dāng)?shù)厮Y源緊缺,更加節(jié)水的間接空冷方案應(yīng)運(yùn)而生;“多水合一”的電站水處理系統(tǒng),也在專業(yè)設(shè)備布置方式上做足文章,既節(jié)約了占地和管道,又方便運(yùn)行管理……
在河曲發(fā)電集控室里,該公司副總經(jīng)理賀建平指著電子屏幕上顯示的電廠實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù),驕傲地說:“河曲項(xiàng)目投運(yùn)至今,全廠員工還不滿200人。我們集團(tuán)這幾年正處于裂變式發(fā)展階段,急需一支強(qiáng)有力的運(yùn)行人才隊(duì)伍進(jìn)行支撐。為此,我們發(fā)明了與培訓(xùn)考核結(jié)果直接掛鉤的工資績效體系,并堅(jiān)持‘師帶徒模式’,激勵(lì)措施與比拼氛圍雙管齊下,努力打造一個(gè)全方位的人才培養(yǎng)體系,已經(jīng)取得了良好的培訓(xùn)效果。目前電廠運(yùn)行穩(wěn)定,沒有因?yàn)椴僮魇д`而出現(xiàn)問題?!?/p>
河曲發(fā)電集控室的運(yùn)行人員幾乎都是年輕面孔。這些剛畢業(yè)的大學(xué)生,在其他項(xiàng)目抽調(diào)來的精銳力量的帶領(lǐng)下,一支“傳幫帶”的學(xué)習(xí)型團(tuán)隊(duì)正在快速成長,為國神集團(tuán)下一步鋪開大型循環(huán)流化床項(xiàng)目積極儲備人才力量。
“設(shè)備廠家的設(shè)計(jì)研發(fā)跟上,建設(shè)現(xiàn)場的優(yōu)化和驗(yàn)收跟上,運(yùn)行人員的技能和素質(zhì)跟上──我相信只要做到這三點(diǎn),循環(huán)流化床技術(shù)一定能實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展,并且能夠和煤粉爐一樣安全穩(wěn)定運(yùn)行?!痹谫R峰擲地有聲的決心中,我們仿佛看到了未來的國家級循環(huán)流化床發(fā)電示范基地,正在這風(fēng)景獨(dú)好的黃河曲處,逐步從愿景走向現(xiàn)實(shí)。