【綜合】“改”出新道路，開辟新天地——西北院電廠改造工程紀實

隨著電力行業的生產要求越來越高，對既有電廠進行升級改造，提高機組效率、實現節能減排成為當前的趨勢。規劃設計集團西北院經過多年的探索實踐，已然成為該領域的行業翹楚。 　

熱網改造 節能環保暖萬家
　　傳統的分布式供暖模式能耗高、污染重、效率低，而現代火電廠具備完善的節能及環保體系，如果以之為集中熱源，實行熱、電并舉，不僅可解決傳統供暖模式的弊端，也將進一步提高電廠能源利用效率和經濟效益。
　　但是，如何在已經運行多年的熱網首站基礎上，拿出一套經濟合理的改造方案，滿足逐步增大的熱網供熱能力，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。為了提高四臺機組的利用效率，并滿足當地不斷增長的供熱需求，鄒縣電廠于2012-2014年間先后完成了1～3號機組的供熱改造。經過改造，電廠的經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，也讓業主方承受了一定的經濟損失。于是在4號機組供熱改造時，業主提出，要找到合適的方案減少拆裝工程量，縮短改造時間，以減少停機經濟損失，同時還要滿足未來熱增加需求。面對業主的需求，西北院廣集資料，多次與各方探討，最終確定了“整體設計、分布實施”的設計原則，通過在原熱力系統基礎上進行優化，在供熱蒸汽側設置了聯通管道，最大限度地減少了對已建管道的拆卸和安裝工程量，大大降低了建設成本，縮短了停機周期，給業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，有時難免會遇到熱網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計師的智慧。
　　靈武電廠改造是銀川市“保衛藍天”重點供熱改造項目，遠期設計供熱面積達8000萬平米，輸送距離為40公里，是輸送距離罕見、技術難關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入大氣中的熱量傳遞給熱網循環水以實現對外供熱。該方案可以把全廠熱效率從40%提高到62%，經濟效益顯著。但是，空冷島地表有凝結水箱、儲油箱、母線、變壓器等諸多設施，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，設計師們根據老廠圖紙并多次實地測量，結合原有管架基礎位置，定制了特殊尺寸的凝汽器，并根據實際情況對地基進行了換填，終于在原有設施僅做少量改動的基礎上，就實現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，于是設計師們請教了多個國內一流的補償器設計生產廠家，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相結合同步改造等諸多技術難題，為西北院后續承攬長距離供熱改造項目奠定了基礎。

核電改造 主動請纓顯身手
　　隨著國家能源結構的調整，核電比重越來越大。為適應市場變化，加快企業的轉型升級步伐，西北院將核電站常規島業務列為突破口。
　　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號機組主給水系統從調試開始就出現了管道振動嚴重、帶有彈簧基礎的電動給水泵啟動后基座跑偏、聯軸節偏心的問題，嚴重影響了核島核燃料的裝載。作為第三方設計院，西北院接受了田灣核電站的委托，積極收集相關資料，組織技術討論，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PDMS布置模型的復原，對原布置圖各個支吊架進行復原計算與驗證，同時對56個工況進行了動態分析。終于，工程師們找到了給水泵啟動后再循環管道嚴重晃動及水擊產生的原因，并精確地計算出在泵的出口方向因水擊而產生30多噸的水平推力，而此推力就是導致彈簧基礎被推動移位的主要原因！此計算結果與西安交通大學教授現場測量得到的數據高度吻合，讓交大的教授和業主方深深地折服……經過論證，專家與業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，為業主提供了常規島真空系統改造、汽輪機振動診斷等技術咨詢工作，為核電服務業務的拓展開創了新局面。

開創總包 信心滿滿勇向前
　　依托于雄厚的企業綜合實力，西北院在電廠改造領域也從單一的設計分包模式向EPC總承包模式積極轉型。
　　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，項目發電設備總裝機規模為1800千瓦，年計劃發電量約863萬千瓦時，采用“余熱鍋爐+調峰鍋爐”的蒸汽產出模式，總設計供熱能力為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整合。為此，項目組人員多次到項目現場進行踏勘和測量，獲取了主廠房基本尺寸、原有設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，項目組根據業主方停產檢修安排，提前對原蒸汽管系進行了改造，從而減小了工程建設和系統調試對生產帶來的影響。
　　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施資源，最大程度降低改造成本、實現改造目標，需要合理布置新系統，包括支吊架的設置更是需要根據既有土建資料設計反復驗算……雖然困難重重，但是隨著廣大業主需求越來越多，改造項目的市場日益擴大。西北院將進一步深入研發電廠改造技術，順應時代的發展，大力開拓改造市場，蹚出一條新路，為企業的轉型升級開辟一方新天地！