曾　斌　周　勇　張海英

摘要：近年來，隨著西部開發(fā)的不斷深入和節(jié)能減排力度的不斷加大，很多行業(yè)企業(yè)紛紛新建或改擴建自備熱電聯(lián)產(chǎn)工程，這些行業(yè)與電力行業(yè)有不同的特點，如何做好設計工作，既能符合電力行業(yè)設計特點，又能滿足這些行業(yè)的特點，是電力設計企業(yè)和設計人員面臨的問題。

關(guān)鍵詞：自備熱電聯(lián)產(chǎn)工程；電力行業(yè)設計；鍋爐爐型選定；供熱方案

中圖分類號：TM611文獻標識碼：A近年來，隨著改革開放的日益深入和國家推進西部大

開發(fā)的戰(zhàn)略的推進，西部地區(qū)國民經(jīng)濟發(fā)展水平不斷提高。為使企業(yè)滿足發(fā)展要求，很多行業(yè)和企業(yè)紛紛進駐西部，新建或改擴建企業(yè)自備熱電聯(lián)產(chǎn)工程，并且隨著企業(yè)規(guī)模的增大，自備熱電聯(lián)產(chǎn)機組容量也日趨擴大。

企業(yè)自備熱電聯(lián)產(chǎn)機組（供熱鍋爐）的建設，給電力設計市場帶來機遇。這使得電力工程設計人員有更多的機會與非電力系統(tǒng)行業(yè)充分接觸。我院近年來發(fā)展迅速，陸續(xù)承擔了川渝等地多項涉及煤礦、石化、輕工、建材等系統(tǒng)非電力行業(yè)自備熱電聯(lián)產(chǎn)機組（高參數(shù)、大容量供熱工程）的新建和擴建工程設計。由于每個行業(yè)都有各自特點，同時涉及到的工程均有主體設計院，因此對于熱電聯(lián)產(chǎn)機組（高參數(shù)、大容量供熱工程）設計、建設、運行要求不盡相同，如何做好設計工作，既滿足電力行業(yè)設計規(guī)范和習慣，又能符合主體設計院總體規(guī)劃和設計接口，充分滿足顧客的需要，是我院和設計人員面臨的問題，本文結(jié)合重慶某石化有限責任公司高參數(shù)、大容量供熱工程的一些具體設計情況，談幾點體會。

一、工程簡況

重慶某石化有限責任公司供熱工程是東部企業(yè)進軍西部大開發(fā)的新建石化企業(yè)。按企業(yè)規(guī)劃，化工用汽點需用最大用汽量為320 t/h、正常平均用汽量為120 t/h，用汽參數(shù)為9.2MPa，380℃的過熱蒸汽；同時還有少量用汽

參數(shù)為0.98MPa，280℃的低壓蒸汽。根據(jù)用汽參數(shù)要求和化工用汽不能中斷的特點，規(guī)劃建設3×130t/h高溫高壓燃煤循環(huán)流化床鍋爐+1×25MW抽凝機組。正常運行兩臺鍋爐及一臺汽輪機，備用一臺鍋爐；三臺鍋爐為一次性建成，不預留擴建。

二、設計方案的確定

根據(jù)國家有關(guān)政策和法規(guī)，結(jié)合供熱工程為整個新建石化企業(yè)的一個部分，進行供熱工程具體方案比選和設計。

（一）供熱方案供熱鍋爐和汽輪發(fā)電機組運行方案確定

根據(jù)化工用汽啟動裝置時用汽量較大、正常運行用汽量較小的特點，經(jīng)我院和化工主體設計院多次論證，向業(yè)主推薦以下供熱（汽）方案：化工裝置啟動時，需用蒸汽量為320t/h，此時三臺鍋爐均運行（汽輪機不投入運行），最大產(chǎn)汽能力為360 t/h，產(chǎn)出的蒸汽經(jīng)主蒸汽管匯入位于除氧煤倉間運行層的蒸汽母管，再由蒸汽母管經(jīng)減溫裝置減溫后（溫度390℃）向化工廠區(qū)進行供熱；鍋爐除氧自用蒸汽從蒸汽母管中引出?；ぱb置啟動完畢進入正常運行時，需用蒸汽量為120t/h，為確保不間斷向化工裝置供汽，此時運行兩臺鍋爐和抽凝式汽輪發(fā)電機組，另一臺鍋爐作備用，一旦運行中的一臺鍋爐發(fā)生故障，停用汽輪發(fā)電機組，剩下的一臺仍能可靠地向化工裝置供汽，同時啟動備用的第三臺鍋爐。

（二）鍋爐爐型的確定

循環(huán)流化床燃燒技術(shù)是一種熱效率高、煤種適應性廣、負荷調(diào)整范圍較大，環(huán)保效果好（SO2、NOX等生成量較煤粉爐低），運行操作方便的高效潔凈燃燒技術(shù)。目前，國內(nèi)循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)以相當成熟，最大鍋爐容量1000t/h以上，運行穩(wěn)定可靠。同時，循環(huán)流化床鍋爐能摻燒石灰石粉進行爐內(nèi)脫硫的優(yōu)點，結(jié)合本工程由于燃煤含硫量較高（收到基硫Sar>2.87%）的特點，本工程鍋爐選用循環(huán)流化床鍋爐。

（三）鍋爐主要技術(shù)參數(shù)

鍋爐為華西能源工業(yè)股份有限公司生產(chǎn)的高溫高壓、自然循環(huán)、燃煤循環(huán)流化床鍋爐；全鋼結(jié)構(gòu)，露天布置。鍋爐采用0#輕柴油床下熱煙氣發(fā)生器點火。

汽輪發(fā)電機組暫未定貨，汽機房為預留建設。

型號：DGJ130/9.81

額定蒸發(fā)量：130t/h

過熱蒸汽壓力：9.81MPa

過熱蒸汽溫度：540℃

給水溫度：158℃（壓力式除氧器）

一次熱風溫度：185℃

二次熱風溫度：190℃

排煙溫度：137℃

脫硫鈣硫比Ca/S：～2

設計爐內(nèi)脫硫率：≥80%

設計熱效率：≥88%

設計床溫：890℃

（四）總體布置

根據(jù)供熱站位于化工廠區(qū)的東南側(cè)，總圖布置時根據(jù)供熱站址內(nèi)、外部條件及化工廠區(qū)總體規(guī)劃，以及工藝流程、功能分區(qū)等各種因素綜合考慮廠區(qū)平面規(guī)劃布置。經(jīng)與化工主體設計院多次商定，為減少供熱管道投資和總體布局合理，總圖布置時，汽輪發(fā)電機房朝向化工主廠區(qū)用汽負荷中心一側(cè)，結(jié)合地形地貌，為減少土地平整費用，供熱站主廠房軸線與化工廠區(qū)主裝置軸線偏11°。從西北向東南依次布置：規(guī)劃的汽機房、除氧煤倉間、鍋爐、靜電除塵器、脫硫塔、煙囪；為減少對化工廠區(qū)的粉塵污染，煤場和灰渣庫均設置于遠離化工廠區(qū)的東南端布置。

（五）燃煤輸送系統(tǒng)

為確保供汽可靠，經(jīng)與化工主體設計院多交流，本工程運煤系統(tǒng)采用雙路布置。每路系統(tǒng)輸送能力按不小于3×130t/h鍋爐額定出力耗煤量的150%設計，帶式輸送機選用DTⅡ型，帶寬B=650mm，帶速V=1.25m/s，額定出力Q=140t/h。

由于循環(huán)流化床鍋爐入爐煤粒度要求入爐煤粒度≤10mm，而原煤粒度不均勻，部分粒度較大，因此系統(tǒng)按一級篩分，一級破碎設計。在碎煤機室中設有兩臺出力為140t/h的滾筒篩和兩臺出力為140t/h的環(huán)錘式碎煤機。

（六）除灰渣方案的確定

本工程由于煤質(zhì)較差，灰渣量較大，在方案設計階段，熱機與除灰、總圖專業(yè)等相關(guān)專業(yè)配合確定鍋爐排渣按水冷式冷渣機、刮板輸送機及斗式提升機方式將渣送入混凝土渣庫中的方案，三臺鍋爐共一套除渣系統(tǒng)；經(jīng)論證，系統(tǒng)及布置合理可行，投資較省，運行維護也方便，并據(jù)此設計幾種布置方案推薦給業(yè)主。但是業(yè)主工程師看后提出：根據(jù)他的經(jīng)歷，認為刮板運輸機和斗提機故障率高，維護費用較高，提出用水平布置高溫皮帶輸送機和大傾角皮帶輸送機將渣送入渣庫中。對于此，我們提出一旦冷渣器故障，無法將爐渣冷卻至規(guī)定溫度以下，皮帶輸送機將有被燒壞的可能，存在不可靠的因素。業(yè)主工程師堅持認為這完全可行。在業(yè)主再三堅持下，我們滿足其要求，采用高溫皮帶方案，但對高溫輸渣皮帶的定貨提出必要的耐溫要求。

（七）熱控方案

本供熱工程作為化工主廠區(qū)一個提供蒸汽的輔助單元，為確保供汽的可靠性，決定對供熱鍋爐機組控制采用DCS分散控制系統(tǒng)。鍋爐機組運行時以CRT和鍵盤為中心，在就地人員的配合下，在控制室內(nèi)可以實現(xiàn)鍋爐機組及供熱減溫器和減溫減壓器的啟停、正常運行的監(jiān)視和操作，以及事故狀態(tài)下的緊急處理。輸煤系統(tǒng)、除灰系統(tǒng)采用PLC控制方式，與鍋爐DCS控制系統(tǒng)采用通訊聯(lián)絡；煙氣石灰石脫硫系統(tǒng)采用PLC控制方式，并與鍋爐DCS控制進行數(shù)據(jù)聯(lián)絡，但其進出口擋板和旁路擋板由鍋爐DCS控制系統(tǒng)控制。

（八）其它輔助系統(tǒng)

本供熱鍋爐為整個化工廠區(qū)的一部分，化工廠區(qū)也需除鹽水、循環(huán)水等工藝，為減少重復投資，優(yōu)化整個化工廠區(qū)的布置，經(jīng)與化工主體設計院共同商定，將鍋爐用化學除鹽水、壓縮空氣站、循環(huán)水站、工業(yè)水站、消防

水站等均統(tǒng)一布置在化工廠區(qū)內(nèi)。

三、存在的問題

（一）工程施工進度問題

因項目建設進度要求，供熱鍋爐必須先運行，向化工供汽，業(yè)主在鍋爐主機定貨后，輔機資料尚不完全具備的情況下就要求提供土建施工圖，給工藝專業(yè)設計增加了較大難度。導致土建埋鐵及留孔的準確性較差，為保證土建施工進度，只能對次要管道布置采用預留規(guī)劃埋鐵方式。導致土建投資增大和安裝難度增大。

（二）相近功能設備選型過多，設計繁雜

業(yè)主在主要輔助設備選型時，同一功能設備使用兩種甚至兩種以上型號產(chǎn)品，諸如，電動給水泵兩臺選用定速給水泵，一臺選用液力耦合調(diào)速給水泵，給設備布置設計和管道布置設計增加了工作量。對安裝及調(diào)試運行都增加了復雜性。

（三）中標廠家水平良莠不齊

建設單位因為私有企業(yè)投資，基本上中標的廠家均為低價中標，導致個別廠家業(yè)績不好，甚至沒有涉及過電力行業(yè)，沒有電廠設備制造經(jīng)驗，設計時與他們配合十分困難。

四、幾點體會

通過某石化企業(yè)供熱鍋爐工程全過程的設計，有如下幾點體會，這對以后類似工程的設計有所借鑒。

（一）多與業(yè)主進行溝通

完成一項供熱工程設計，首先就要多與業(yè)主進行溝通，多去了解他們的工程構(gòu)想和思路，尤其是非電力系統(tǒng)的行業(yè)，因?qū)τ谄涮赜械墓に囈?，運行工況的復雜多樣性，電力設計單位不可能一一清楚，只有在與其充分溝通的情況下，才能了解業(yè)主所在行業(yè)的特點，才能設計出滿足其工程要求的設計成品。同時，業(yè)主工程師由于長期從事非電力行業(yè)的工程建設和運行，對電力行業(yè)的工程建設了解不深，只有通過溝通，加深其對電力行業(yè)建設工程的設計、施工特點，才能提高業(yè)主的滿意度。

（二）多與主體工程設計院進行溝通

由于供熱或熱電聯(lián)產(chǎn)工程多屬非電力企業(yè)的一部分工程，與主體工藝均有緊密的聯(lián)系，在總體布置，總體方案，以及具體接口等方面必須與主體工程設計單位進行充分溝通，才能既使供熱或熱電聯(lián)產(chǎn)工程滿足主體工藝需要，又能適應熱、電生產(chǎn)工藝過程的優(yōu)化，減少重復投資。

（三）對設計變更應有思想準備

由于業(yè)主所代表的行業(yè)在經(jīng)營、管理、運行特點上或有不同，以及選定的施工和安裝單位不是電力建設單位，因此隨時有可能出現(xiàn)設計變更，造成設計人員重新更改原有設計，有的甚至反復修改，這種現(xiàn)象多發(fā)生在工程前期工作中。對此設計人員應充分理解，給予支持。

（四）提高設計服務意識

設計過程是一個服務過程，設計過程和現(xiàn)場服務過程必須充分貫徹顧客滿意，質(zhì)量第一的思想。作為設計院，在滿足法律法規(guī)和行業(yè)規(guī)范前提下，盡量減少投資，有利于運行維護管理，才能設計出精品工程，同時才是對業(yè)主負責；對業(yè)主負責是設計企業(yè)的職責，只有這樣，才能實現(xiàn)雙贏。

作者簡介：曾斌（1972－），男，重慶石柱人，重慶渝經(jīng)能源技術(shù)設計研究院工程師，研究方向：火電廠熱機設計；周勇（1970－），男，重慶合川人，重慶渝經(jīng)能源技術(shù)設計研究院工程師，研究方向：火電廠熱機設計；張海英（1975－），女，四川宣漢人，重慶渝經(jīng)能源技術(shù)設計研究院工程師，研究方向：火電廠熱機設計。

文章編號：1009-2374（2009）09-0052-02