【综合】“改”出新道路，开辟新天地——西北院电厂改造工程纪实

随着电力行业的生产要求越来越高，对既有电厂进行升级改造，提高机组效率、实现节能减排成为当前的趋势。规划设计集团西北院经过多年的探索实践，已然成为该领域的行业翘楚。 　

热网改造 节能环保暖万家
　　传统的分布式供暖模式能耗高、污染重、效率低，而现代火电厂具备完善的节能及环保体系，如果以之为集中热源，实行热、电并举，不仅可解决传统供暖模式的弊端，也将进一步提高电厂能源利用效率和经济效益。
　　但是，如何在已经运行多年的热网首站基础上，拿出一套经济合理的改造方案，满足逐步增大的热网供热能力，是改造工作的首要难点。以华电国际邹县电厂为例。在该项目中，电厂一期、二期工程共装有四台335兆瓦机组，已分别于上世纪80年代建成投产。为了提高四台机组的利用效率，并满足当地不断增长的供热需求，邹县电厂于2012-2014年间先后完成了1～3号机组的供热改造。经过改造，电厂的经济效益得到了明显提升。
　　可是，在改造过程中，对已有管道大量的拆卸和重新安装工作让机组长时间停机，也让业主方承受了一定的经济损失。于是在4号机组供热改造时，业主提出，要找到合适的方案减少拆装工程量，缩短改造时间，以减少停机经济损失，同时还要满足未来热增加需求。面对业主的需求，西北院广集资料，多次与各方探讨，最终确定了“整体设计、分布实施”的设计原则，通过在原热力系统基础上进行优化，在供热蒸汽侧设置了联通管道，最大限度地减少了对已建管道的拆卸和安装工程量，大大降低了建设成本，缩短了停机周期，给业主交上了一份满意的答卷。

长距输送 清洁采暖保蓝天
　　在西北地区，有时难免会遇到热网改造长距离输送的情形。长距离输送压力小、效率低、成本高，这些难题极大地考验着设计师的智慧。
　　灵武电厂改造是银川市“保卫蓝天”重点供热改造项目，远期设计供热面积达8000万平米，输送距离为40公里，是输送距离罕见、技术难关众多的典型远距输送项目。
　　在该项目中，需要在汽轮机房外放置高背压凝汽器，将原来通过空冷岛散发入大气中的热量传递给热网循环水以实现对外供热。该方案可以把全厂热效率从40%提高到62%，经济效益显著。但是，空冷岛地表有凝结水箱、储油箱、母线、变压器等诸多设施，地下管线密布，如何布置凝汽器成为需攻克的首道难题。于是，设计师们根据老厂图纸并多次实地测量，结合原有管架基础位置，定制了特殊尺寸的凝汽器，并根据实际情况对地基进行了换填，终于在原有设施仅做少量改动的基础上，就实现了高背压凝汽器的安装就位。
　　空冷岛乏汽管道的引接是遇到的另一个难题。由于管道直径大，补偿器组计算要求高，于是设计师们请教了多个国内一流的补偿器设计生产厂家，召开了多次专题讨论会，终于确定了利用原有空冷排汽管道固定支架作为支撑的方案，有效地解决了乏汽管道应力及推力的问题。
　　灵武电厂改造项目解决了1000兆瓦、600兆瓦汽轮机抽凝改造、背压机带厂用电改造、高背压改造、与老厂原有供热系统相结合同步改造等诸多技术难题，为西北院后续承揽长距离供热改造项目奠定了基础。

核电改造 主动请缨显身手
　　随着国家能源结构的调整，核电比重越来越大。为适应市场变化，加快企业的转型升级步伐，西北院将核电站常规岛业务列为突破口。
　　2017年，西北院与中核集团田湾核电站开始了合作。当时，田湾核电站3号机组主给水系统从调试开始就出现了管道振动严重、带有弹簧基础的电动给水泵启动后基座跑偏、联轴节偏心的问题，严重影响了核岛核燃料的装载。作为第三方设计院，西北院接受了田湾核电站的委托，积极收集相关资料，组织技术讨论，寻求该问题的解决方案。
　　西北院迅速完成了核电站给水系统PDMS布置模型的复原，对原布置图各个支吊架进行复原计算与验证，同时对56个工况进行了动态分析。终于，工程师们找到了给水泵启动后再循环管道严重晃动及水击产生的原因，并精确地计算出在泵的出口方向因水击而产生30多吨的水平推力，而此推力就是导致弹簧基础被推动移位的主要原因！此计算结果与西安交通大学教授现场测量得到的数据高度吻合，让交大的教授和业主方深深地折服……经过论证，专家与业主完全同意了西北院的整治方案，高度评价了工作人员的高效率。
　　继田湾核电站合作之后，西北院又与中核集团在东欧各国核电项目中展开了深入合作，为业主提供了常规岛真空系统改造、汽轮机振动诊断等技术咨询工作，为核电服务业务的拓展开创了新局面。

开创总包 信心满满勇向前
　　依托于雄厚的企业综合实力，西北院在电厂改造领域也从单一的设计分包模式向EPC总承包模式积极转型。
　　无锡华瑞制药天然气分布式能源改造EPC项目就是其中的一例。在该项目中，项目发电设备总装机规模为1800千瓦，年计划发电量约863万千瓦时，采用“余热锅炉+调峰锅炉”的蒸汽产出模式，总设计供热能力为40吨每小时，年蒸汽供热总量约10万吨。
　　在项目执行过程中，西北院遇到了两大难点：一是能源站项目场地资料缺失；二是需要将新增锅炉与已有锅炉进行系统整合。为此，项目组人员多次到项目现场进行踏勘和测量，获取了主厂房基本尺寸、原有设备布局等第一手资料，并与燃气锅炉厂家、余热锅炉厂家、燃气轮机厂家积极进行了多次沟通，终于顺利解决了上述难题。此外，项目组根据业主方停产检修安排，提前对原蒸汽管系进行了改造，从而减小了工程建设和系统调试对生产带来的影响。
　　大家常说：“新建项目难，改造项目更难！”确实如此，一张白纸可以肆意泼墨挥毫，改一张名画要斟酌万千才能下笔。电厂改造项目也是同样的道理。改造过程中，为了有效利用原有的设施资源，最大程度降低改造成本、实现改造目标，需要合理布置新系统，包括支吊架的设置更是需要根据既有土建资料设计反复验算……虽然困难重重，但是随着广大业主需求越来越多，改造项目的市场日益扩大。西北院将进一步深入研发电厂改造技术，顺应时代的发展，大力开拓改造市场，蹚出一条新路，为企业的转型升级开辟一方新天地！