在波斯海湾畔,由中国能建天津电建承建的迪拜哈斯彦4×60万千瓦洁净燃煤工程(以下简称“哈斯彦项目”)1号机组实现燃煤、天然气满负荷发电。全过程采用国际模式管理,遵循国内外先进技术和最高排放、环境标准,使哈斯彦项目具有绿色生态、先进科技、国际化等特点,项目建设将在我国海外电力建设的画卷上,书写出浓墨重彩的一笔。
独特的“鸳鸯锅”
双燃料满负荷发电的难点,在于燃料的成分、热值、燃点、燃烧状态等特性均不相同,因此,两种燃料的炉膛尺寸、受热面的受热面积,极难掌控。如果使锅炉出力达到设计要求,受热面尺寸及布置又必然存在很大差异。天津电建哈斯彦项目部锅炉专业经理雒晓刚,和团队成员翻阅了大量资料,但国内锅炉设计多为单一燃料或双燃料掺烧,并无成型的案例可供借鉴。
“双燃料锅炉建设,无先例可循,探索充满挑战,想到‘业界首例’是由我们创造的,项目团队就充满了干劲。”雒晓刚带领团队,反复与业主、设计方探讨,钻研各国的相关技术,针对项目双燃料“鸳鸯锅”锅炉——全三维建模,截面热负荷和受热面布置同时兼顾双燃料特性,应用多种高效空气减排技术,包括低氮燃烧、SCR脱硝、ESP静电除尘等技术,符合严格的环境排放标准,并且采用了全封闭设计、整体强制通风、主被动消防、炉管泄露监测技术、去工业化设计等一系列先进设计理念,历时3个月,编制了一整套可行的施工方案及质量控制措施。
以业界标杆为目标的双燃料锅炉,在安装过程中也充满了精巧构思。“锅炉的设计、制造、检验、现场安装、验收、试验、调试,均按照最严格国际标准执行,达到了同类机组中最高水平,是业界首次。”副总工程师程昆兴奋地告诉笔者。
传统的锅炉安装,采用大型起重机械将锅炉大板梁安装完成后,再将受热面单件设备,按照设计位置从上往下逐层安装。由于设计所限,哈斯彦项目锅炉在安装过程中,必须有所突破。
程昆带领团队编制了新型安装方法—液压提升技术,把液压提升装置布置在炉顶板梁生根梁预留孔处,将钢绞线一端连接至液压提升装置,再将另一端从预留孔处穿下,连接至锅炉0米板梁预留孔处,通过液压提升装置拉升钢绞线带动组件进行分步提升。
“这样可以使顶板梁与次梁、吊挂梁形成完整的顶板组件,提高后期使用效率。”后续安装过程中,朱成强还推荐采用“多段提升”的方法,逐段安装吊挂装置和受热面,在各个提升标高点停留,安装受热面,完成整体的锅炉设备安装。
“这项技术可使受热面设备组合最大化,节省工期,增加材料周转利用率,减轻高空安装工作量,也降低锅炉散件吊装的安全风险。”朱成强说。
罕见的水火相容
燃烧器布置及燃烧调整,是摆在项目团队面前的又一个难题。不同燃料差异大,两种燃料与水的比重、火焰切圆尺寸及其中心高度、燃料燃烬高度、烟风调节等,都必须精准测算,经过反复计算与观测,项目团队克服了高温、缺水、烟气等困难,反复对四角布置的燃烧器进行找正,确保燃烧器在燃烧过程中火焰喷出后,成四角切圆形式,具备(BMCR)100%燃烧煤和(BMCR)100%燃用天然气的能力,最终,使受热面各部件壁温,主汽、再热器出口温度及压力,锅炉烟温及风温均达到设计要求。
锅炉燃烧器的问题,迎刃而解,那么,如何维持锅炉长期稳定运行呢?锅炉主管刘少义解释道,燃煤易在燃烧器附近受热面、炉膛、水平烟道等部位产生积灰、结焦等状况;烧天然气又极易在尾部烟道产生大量水蒸气;项目团队提前考虑到了这个问题,在安装及运行操控时上,同时解决燃烧两种燃料分别带来的不利影响。
终于,“水火”亦可相容。
“净”心的绿色电厂
哈斯彦项目对标世界环保最高标准,绿色环保理念深入到全天候、全员、全过程。
项目采用多种高效空气减排技术,包括低氮燃烧、SCR脱硝、ESP静电除尘(四室六电场)、SWFGD海水烟气脱硫等技术以满足苛刻的环境排放标准。
酸洗过程中渗漏、废液处理易造成环境污染。对此,项目锅炉专业副经理李维军牵头,与荷兰、德国的酸洗专家一起商讨细节,反复推敲方案;现场明确废液由酸洗单位处理,反复查验废液终端处理方的废液接收单,确保废液得到及时处理。
李维军还牵头制作了酸液储罐,“因为酸洗时每段管道都要达到1.1米/秒的冲洗速度,冲洗流量需达到1660立方/时,冲洗废液量非常大。工业废水必须妥善处理,我们就做了3个酸液储罐,每个罐总容量能够达到800立方米。”他在容器周边设置防渗漏措施,确保废液对环保各项指标不造成影响。
海淡区域及制氯间设备缺件、缺陷问题较多,造成施工进展受阻,影响海水淡化系统投用和海水进场工作。
针对这一难题,项目现场经理孙锐定期对现场施工情况进行汇总,及时解决隐患问题;聘用国际环保人才参与环保管理,中外结合,既少走了弯路,又提升了管理效率,既锻炼了队伍,又节省了成本。