华能建成二次再热超超临界机组电厂纪实

中电新闻网通讯员 梁伯勇 杨东 邓宗泉 陈珏 张科智 邓宗泉

　　　  2015年8月24日11时58分，安源山下、袁水河畔的华能安源电厂欢声如雷，群情激昂，华能人经过26个月锲而不舍的努力，相继建成投运了两台66万千瓦超超临界二次再热机组，成功打造了我国首座二次再热超超临界机组电厂，成为目前世界上单机容量最大、参数最高的超超临界二次再热燃煤发电厂。这一刻，华能人用勇于创新、永创一流的勇气和智慧，翻开了我国电力发展史上具有里程碑意义的崭新一页。这一刻，厂长钟明才和广大参建人员饱含热泪，回想起项目建设经历的艰难曲折和为之付出的心血汗水，禁不住喜极而泣。

　　领跑，为了祖国的蓝天

　　时代在召唤。随着经济社会的快速发展，环境问题越来越突出，人们对提升环境质量的期盼日益强烈，能源清洁化高效利用凸显出更加重要的意义。中国华能致力于建设成为一个为中国特色社会主义服务的“红色”公司，一个注重科技、保护环境的“绿色”公司，一个坚持与时俱进、学习创新、面向世界的“蓝色”公司，紧扣时代脉搏，积极履行央企责任，敢为人先，敢为人所不能，以高度的社会责任感和开拓进取的战略眼光积极摸索实践电力清洁化发展的新方向。

　　瞄准发电前沿技术。二次再热技术是世界领先的发电技术，在相同蒸汽压力温度条件下，二次再热机组的热效率比一次再热机组提高约2%，对应二氧化碳减排约3.6%。经过调研，中国华能认识到，发展超超临界二次再热技术是提高火力发电机组热效率，降低能耗，促进电力行业可持续发展的有效手段。但是，国内无现成设计、无现成设备、无现成施工和运行经验。要想成功实施，困难和风险极大。

　　面对挑战，砥砺前行。2012年9月，经过认真研讨，华能集团确定，在安源电厂“上大压小”项目上采用二次再热技术路线，总经理曹培玺明确要求：“高起点规划、高标准建设、高水平管理、高效益产出，低能耗、低排放，建世界一流二次再热示范电厂，创国家优质工程金奖”。

　　为了突破二次再热技术应用面临的技术瓶颈，解决有关技术难题，华能集团成立了由总工程师胡式海任组长，华能国际总工程师何勇，西安热工院，华能江西分公司、山东公司、安源电厂、莱芜电厂等方面人员参加的技术研究工作领导小组，先后确定了“二次再热机组动态响应分析、汽温调节和协调控制策略研究”、“二次再热机组启动参数及启动控制研究”、“超厚壁合金钢、异种钢焊接工艺研究”、“全负荷脱硝和实现超低排放研究”等10个研究课题，明确了每个课题的研究内容、技术路线、进度安排、完成时间、责任单位和人员。华能通过组织全集团力量对二次再热技术进行攻关，解决了二次再热技术应用工程中的关键性难题，为机组顺利建设和安全稳定运行提供了强有力的技术支持。

　　同时，华能在全公司范围内挑选了一批有丰富基建经验的优秀管理人才和技能人才，在行业内优选了国内一流的工程管理、设计、制造、监理、施工、调试团队，为工程成功建设奠定了坚实基础，搭建了强有力的平台。

　　在项目推进的各个关键阶段,华能国际分管工程、技术的领导亲赴现场组织召开会议，解决工程、技术、项目组织的重点难点问题。江西分公司两位副总经理分期常驻现场协调组织。

　　坚持，凝心倾力铸精品

　　2013年6月28日，伴随着主厂房第一罐混凝土的顺利浇筑，工程正式开工建设。

　　二次再热技术在国内工程中首次应用，没有相关建设经验可以借鉴，也没有现成设计、设备、施工和运行经验，再加之铁路专用线建设严重滞后等诸多不利因素的制约和影响，工程建设困难重重。面对困难，华能国际和安源电厂义无反顾，精心组织，以背水一战的气概，戮力同心破难关，助推工程建设破茧成蝶。

　　紧抓优化设计，全面提升工程质量。华能国际工程部设计处处长张又新全程参与了安源电厂的工程设计，在设计初期就与设计院一起制定了设计优化大纲，将优化设计体现在每根管道、每个测点上，为这个项目的设计倾注了很多心血，他话不多，语速平缓，但能看得出他对这个项目非常看重：“安源电厂项目坚持华能紧凑型优化设计的理念，基于二次再热技术的特点，紧紧抓住高效率、节能环保这两个重点，采用了烟气再循环双再热调温、低低温省煤器、1×100%汽动给水泵、高加设置外置式蒸汽冷却器、增设邻炉加热给水系统等十多项节能提效技术，降低机组能耗，减少污染物排放”。据了解，安源项目通过优化设计，仅两台机组共用一台电动启动给水泵，简化系统，就节省工程投资约200万元；通过优化汽轮发电机基座施工图，体积在同类型机组中最为精巧，混凝土用量减少1800立方米，节省工程投资约220万元;通过优化冷却塔施工图，塔筒混凝土量减少2000 立方米，节省工程投资约300万元；通过优化铁路专用线，大幅减少征地拆迁量，降低了对自然环境的影响，节约投资9千多万元……

　　瞄准一流标准，打造绿色工程典范。说起项目的环保设施，满脸灰尘汗水，因为长时间连续驻守在现场、脸颊长了脓包都来不及去医院处理的工程部副主任陈万发如数家珍：“如果用一个词来概括，那就是‘好上加好’，我们这个项目最开始的环保系统就很先进，但为了超前适应环保新形势，在项目实施过程中，对环保系统进行全面升级改造，进一步提高烟气排放标准，采用华能具有自主知识产权的烟气协同治理技术路线，这个技术路线最大的特点就是既环保又节能”。安源电厂生产过程中产生的烟气经烟气脱硝装置+低低温省煤器+低低温电除尘器+高效除尘的湿法烟气脱硫装置等系统处理后，烟尘排放值可低至3.1毫克/标立方米,二氧化硫、氮氧化物排放值分别小于15.1、37.5毫克/标立方米，指标优于国家《2014-2020年煤电节能减排升级及改造行动计划》燃机限值排放要求，实现了超净排放。项目环保系统实现了资源消耗少、减排效果好、社会综合效益高的节能减排目标。

　　工程部主任何胜在现场向记者介绍说：“我们这个项目实现了废水零排放，厂区用水部分取自袁河，利用芦溪污水处理厂中水作为补充水源，冷却水经冷却塔冷却后循环利用；工业废水、生活污水、含油污水、含煤废水等经分类收集，集中处理后全部回收利用，不仅实现废水零排放，还有效节约了水资源”。同时，该项目的防尘降噪设备也很齐备先进。输煤系统通过封闭式栈桥进入生产区，煤场四周设置挡风抑尘网，雾化喷淋抑尘装置等设施，有效防止煤尘飞扬。全厂噪音源通过装置隔音罩、消声器、隔声屏、种植绿化隔离带等一系列综合防治措施，保证了厂界噪音排放低于国家限值标准。

　　面对铁路专用线进度严重滞后的情况，厂长钟明才2013年9月刚到任就全力以赴加强协调，推动铁路专用线尽早开工，保障了项目整体顺利推进。

　　工程建设过程中，最重要的是安全和质量，而在施工高峰期现场施工人员最多高达3400多人，特殊工种607人，再加之由于总平面布置紧凑，施工场地狭小，设备交货滞后、集中到货等因素，施工工作面深度交叉作业频繁。面对任务重、时间紧的挑战，安源电厂忙而不慌，科学组织，周密计划，重点加强现场施工的针对性管理，指定专人专域负责，加大协调力度，采用定时定量、分段施工等方式，保证日事日毕，促进工程全面开展、有序协同推进，做到了工期不推、目标不变、标准不降，厂用电受电、锅炉水压、冲管、汽机扣缸、锅炉点火等节点一次成功，1号机组于2015年6月27日21时通过了168小时试运，成为我国建成投运的首台二次再热发电机组。

　　加速，瞄准一流奋力超越

　　从明确依托安源电厂项目进行二次再热技术攻关实践，到2015年8月24日2号机组完成168小时满负荷试运行，历时1000多个日日夜夜，为了突破二次再热技术应用面临的技术瓶劲，解决有关技术难题，华能集团二次再热技术研究工作领导小组召开了数十次会议，调配各方资源，研究安排技术攻关事宜，讨论技术攻关难题。各项目小组分工负责，密切配合，集中人力物力开展攻坚，解决了一批二次再热技术应用工程中的关键性难题，收到了良好的指导和实践效果，为机组顺利建设提供了有力的技术支持。

　　通过安源项目数以千计参建人员的不懈努力，在施工现场，一项又一项科研成果在实践中开花结果，项目建设全面铺开。

　　攻克超厚壁合金钢、异种钢焊接工艺难关

　　安源电厂二次再热机组锅炉出口主蒸汽压力32.45兆帕，温度605度，一、二次再热器出口蒸汽温度623度，是世界最高参数。由于机组的温度和压力参数高，大口径焊口是常规机组的2倍，受热面管屏直径小、管壁厚、管屏密，采用全氩弧焊接，空间狭小，施焊困难，可以毫不夸张地说，焊接工作是整个项目的“重头戏”。尤其是锅炉末级过热器出口集箱4道焊口，是目前国内最大壁厚的P92马氏体钢焊口，施工技术和施工难度非常高，它的成功与否对工程人员是个极大的挑战。

　　从焊接材料的确定、制定焊接导则等难题的破解到现场第一道焊口的现场施工监管，西安热工院的周荣灿博士为之付出了艰辛的努力。他的研究团队针对二次再热机组P92管道的特点，对法国的P92焊接材料进行专题研究和论证，在经过无数次的试验后，完善了三个焊接工艺导则，并向施工单位、监理单位进行了技术导则的宣贯和焊后热处理控温关键技术的演示。2014年8月21日，6名技术人员两人一组84小时不间断地连续施焊，用掉200公斤P92焊条后，一道直径660毫米、壁厚160毫米全国最大壁厚的P92马氏体钢焊口终于焊接成功，焊后经过超声波、硬度及金相检验，均符合规程规定标准。

　　据统计，安源电厂1号机组共完成焊口70423道，2号机组共完成焊口68437道。而这每一道焊口都经过了一位老专家的检验，他就是安源电厂原电焊班班长钟成师傅。对于有身怀一身“绝技”的钟师傅来说，退休后他原本可以去多家早想高薪聘请他的单位去“赚大钱”，也可以陪陪老伴家人，过着舒心安逸的日子，但他却选择了安源电厂建设工地的闪闪焊花，因为在他心里，什么事都没有安源电厂的新项目重要。他用自己的实际行动诠释了华能人 “千言万语、千辛万苦、千方百计”的敬业精神，带动着年轻的安电人朝着国内首座二次再热机组电厂奋勇前行。

　　攻克二次再热汽温调节和协调控制难题

　　二次再热系统再热汽温调节和协调控制方式一直以来是困扰锅炉设计的一大难点。值长出身的副厂长茅义军的脑海里也一直在思考这个问题。

　　“烟气换热器常规布置将处于露点温度以下运行，低温腐蚀、通风阻力大且不可控”，“烟气换热器与空气预热器并联运行后烟气量的分配很难协调控制”……一个又一个技术难题出现在茅义军的提问中，已记不清这是第几次与锅炉厂的技术人员进行交流探讨了。在经历了关键技术和方案确定三个阶段的反复论证和专题评审后，他凭借丰富的电厂生产经验，在借鉴国内部分30万千瓦机组贫改烟技术改造的基础上，经过充分调研后再次提出：取消锅炉厂原设计中空预器的旁路烟气换热器，采用直接烟气循环，对电厂二次再热锅炉炉烟循环系统进行第三次优化。按照这个思路优化更改后，每台炉减少了两台烟气换热器，降低运行厂用电率0.13个百分点，每台炉节省投资1656万元，系统更加简单，操作方便。在技术攻关中，由安源电厂自主研发的二次再热机组烟气再循环风机防磨系统通过了国家专利审核。

　　攻克极热态启动方式难关

　　7月2日，1号机组完成试运后，在安源电厂集控室值长调度台边，华能集团副总经理、华能国际总经理刘国跃一边查阅机组运行指标，一边提出一连串的专业问题“机组热态、极热态是怎么启动的？主汽温与一次再热汽温、二次再热汽温是怎么调节的？……”他认真地看着机组的运行曲线，仔细听着钟明才等人的回答，久存脑中的一个个疑问烟消云散，脸上露出了会心的微笑。

　　二次再热机组极热态启动较常规一次再热机组更为特殊，由于极热态时，特别是事故跳机后恢复时，高压缸与中压缸的金属温度达580度以上，但由于二次再热锅炉吸热比的变化，造成极热态启动过程中只见汽压上升，最需升高的再热汽温却反而不见上升，无法达到汽轮机冲转所需的蒸汽温度。

　　面对棘手的问题，安源电厂与西安热工院密切配合，在厂家无指导方法的情况下，通过对锅炉本体结构的仔细分析，在总结调试期间机组启动经验后，打破常规提出极热态启动时将锅炉直接转干态方式启动，将启动给水量由30%BMCR降至23%BMCR，在严密监控水冷壁出口壁温不超温的情况下，提高锅炉主汽温、一次/二次再热汽温,确保了二次再热汽机极热态启动的安全。通过多次极热态成功启动的实践，证明该方案切实安全可靠，解决了二次再热机组极热态启动难题。

　　攻克机组参数监测及测点布置研究课题

　　二次再热机组投产后的安全、稳定、经济运行是二次再热技术能否应用成功的关键。实现机组精调、细调的前提是机组的“眼睛”要亮，“鼻子”要灵、“耳朵”要尖，实现各类参数监测准确、有代表性。为此，江西分公司、安源电厂的技术研究人员对锅炉厂原有的测点设计进行了全面优化布置，经过优化以后的壁温测点总数由出厂时的2800点，增加到优化后的3114点，布置合理必要，为运行调整和防止超温建立了完整的监控数据网。

　　历尽艰难始见金

　　两年的坚守与鏖战，艰辛有多少？看看大家黝黑憔悴的面孔、充满血丝的眼睛，便有了答案。在1号机组建设的冲刺阶段，为了项目能够如期完成，施工队伍采取了一系列超常规施工措施，“白加黑”、“5+2”早已习以为常，设备调试期间，技术人员更是每天晚上都加班到凌晨。在大家的辛勤努力下，终于在2015年5月15日开启机组整套启动。正要迎来机组168小时试运曙光的时候，意外事件接二连三地发生了……

　　5月16日，在1号机组汽机转速升至126转/分的时候，2、3号轴瓦金属温度突升，保护动作造成机组跳闸。后经检查，1、2、3轴承出现程度不同的轴瓦乌金碾瓦现象。经过反复研究讨论，采取了对1-4号轴加装顶轴油的技改措施，解决了这一难题。

　　6月8日，机组再次点火启动，冲转后现场发出了尖锐的蒸汽啸叫声，经检查发现超高压缸上导气管的一支测温套管断裂，断头部分进入汽缸。经过认真细致、反复多次、连续的分析寻找，用了整整7天时间，终于找到了套管的位置。副厂长郭志健带队现场攻坚，电厂工程部主任何胜、专工赖胜华和东电三公司汽机专业主任赵振东组成团队，顶着80摄氏度的高温，克服倒立作业、空间狭小等极端作业条件的困难，三个人轮流下去探取，经过连续14小时的作业，最终取出了脱落的不足10公分的套管。

　　时间就是命令，安电人用真情和奉献凸显爱岗敬业的本色。又是钟成，这位61岁的退休焊接专家，在得知1号机组整套启动中锅炉55米位置出现泄漏后，即刻带着他工作室的精兵强将赶往现场，亲自上阵，冒着80度的高温焊接泄漏的水冷壁管，一战就是两天两夜。看着他从锅炉里钻出来，大家赶快上前搀扶，关切地问：“钟师傅，都这么大年纪了，干嘛要自己动手啊？”钟成带着憔悴疲倦的笑脸怔怔地说：“现在是安源电厂的关键时期，作为这个厂的老人，我必须竭尽全力！”据了解情况的人透露，在1号机组超高压缸进汽室查找测温套管时，也是钟成在关键时刻制作出特殊的“武器”，才将内窥镜伸入超高压缸进汽室检测到脱落的测温套管，为取出套管和机组启动赢得了宝贵时间。

　　冲刺，打造历史丰碑

　　2015年6月27日21时，8 月24日11时58分，这两个历史时刻将载入中国电力工业的史册。从项目谋划、开工前的沟壑荒野，到如今矗立在眼前美丽精致的现代化发电厂，华能人用前后不到三年时间交出了一份令人满意的答卷――我国首座采用超超临界二次再热发电技术的电厂诞生在华能安源，该厂也成为目前世界上技术参数最高、单机容量最大的超超临界二次再热机组电厂。

　　试运期间，安源电厂机组主要经济技术指标达到国内领先水平，平均供电煤耗272.66克/千瓦时,比2014年国内同容量一次再热火电机组平均水平低19.97克/千瓦时，两台机组每年可节约标煤14.5万吨；厂用电率仅为3.57%,比2014年国内同容量一次再热火电机组平均水平低0.67个百分点。机组排放指标优异，得到了江西省环保厅、地方政府等各方面的高度评价。

　　“安源电厂投产是一个新的起点，是我国二次再热技术应用的开始，我们还要不断优化完善安源电厂的设备系统，让二次再热技术充分发挥其技术经济优势，同时为该技术的后续应用积累经验。华能人开拓创新不会停步，我们正在山东莱芜建设百万千瓦超超临界二次再热机组，相信我们可以做得更好！”刘国跃在机组投产后现场调研时如是说。

　　创新是企业的核心竞争力，只有不断创新，才能保持领先。多年来，中国华能坚持实施科技创新战略，加强高新技术研发，引领电力行业技术进步，为提升我国电力工业装备水平做出了积极贡献，创造了业内诸多第一，获得了一批科研成果，建设了一批精品工程。安源电厂二次再热机组工程就是中国华能积极响应党和国家“创新驱动”号召，瞄准发电前沿技术，积极摸索实践电力清洁化发展新方向结出的丰硕成果，引领了我国发电技术的进步，带动了我国电力设计、制造、安装和调试水平不断迈上新台阶，为二次再热技术在国内的推广应用作出了示范，对于降低能源消耗、减少排放,促进电力行业可持续发展，推进能源生产革命,具有深远意义。

　　站在新的起点上，华能将坚持践行“三色”公司使命，继续以敢为人先、敢为人所不能的胸怀和气概，不断开拓奋进，着力推进技术进步，以创新驱动发展，奋力创建具有国际竞争力的世界一流企业，为实现“中国梦”和中华民族的伟大复兴贡献新的力量。