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“跨代”升級改造

2020-04-25 19:20許祥成
科研成果與傳播 2020年4期
關(guān)鍵詞:水冷蒸汽汽輪機(jī)

許祥成

2020年暑期,隨著電影院的開放,一部戰(zhàn)爭題材的電影《八佰》很搏人眼球。激揚(yáng)的愛國情懷、熱血的軍人情結(jié)、逼真的戰(zhàn)爭畫面,這部首次采用IMAX拍攝技術(shù)的影片不僅為觀眾呈現(xiàn)了一場視聽盛宴,也為低迷的電影行業(yè)注入了生機(jī)與希望。技術(shù)革新,總能給我們帶來驚喜。就在我的身邊,也上演了一場關(guān)于生機(jī)與希望的生存保衛(wèi)戰(zhàn),用技術(shù)創(chuàng)新奏響了轉(zhuǎn)型發(fā)展之 歌。

那么今天故事的主角,就是它——位于岱海湖畔的內(nèi)蒙古岱海發(fā)電公司。2017年,國家出臺了“史上最嚴(yán)”的環(huán)保政策,要求煤電機(jī)組平均每發(fā)一度電耗煤不高于310克,公司4臺機(jī)組綜合升級改造勢在必行。同時,作為以岱海湖水為冷卻水源的1期2臺機(jī)組,雖說未對湖水造成直接的消耗,但排出的溫水卻加速了湖水的蒸發(fā)。為了保護(hù)這一泓碧水,冷卻方式的改造也迫在眉睫。面對雙重考驗(yàn),我們沒有說不,也沒有退步,而是毅然決然地提出了一個大膽的想法:在升級改造過程中,將水冷系統(tǒng)改為空氣冷卻。說得通俗一點(diǎn)就是將湖水冷卻改為用大號的風(fēng)扇吹走熱量,也就是業(yè)內(nèi)所說的“水冷”改“空冷”。

“水冷”改“空冷”是整個改造過程中的亮點(diǎn),但也是難點(diǎn),因?yàn)檫@樣的工程在國內(nèi)從未有人做過,更別提什么借鑒經(jīng)驗(yàn)了??绽湎到y(tǒng)的植入勢必會打破原有的熱力平衡,而且空氣冷卻并沒有水冷卻的效果好,煤耗不僅沒降低反而增加了,關(guān)鍵是牽一發(fā)而動全身,整個系統(tǒng)都會跟著動,這就像家里的壁掛空調(diào)換成中央空調(diào),走線、布局都發(fā)生了變化,可以說改造中的每一步都是在摸著石頭過河。

怎么辦?為了攻關(guān)這項(xiàng)技術(shù)難題,我們聯(lián)合清華大學(xué)、東南大學(xué)以及多家設(shè)計院經(jīng)過反復(fù)論證,最終確定了一項(xiàng)空前未有的技術(shù)方案——將1期亞臨界水冷機(jī)組“跨代”升級改造為“高溫亞臨界空冷機(jī)組”,將蒸汽溫度由原來的538攝氏度提升到596攝氏度。那么,什么是“跨代”升級?舉個例子,這就類似于你有一輛開了5年的小汽車,換個新的有點(diǎn)貴,扔了還浪費(fèi),怎么辦呢?那就去升級、改造,升級完成后反而比買新車的性價比還要高。簡而言之,就是為了提高性能,降低能耗。

整個改造中的絕對“C位”,當(dāng)屬汽輪機(jī)了。汽輪機(jī)呢,就是一種利用蒸汽做功,將熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的旋轉(zhuǎn)機(jī)械,它扮演著承前啟后的關(guān)鍵角色。承前呢,就是要能夠接受來自鍋爐側(cè)更高溫度的蒸汽;啟后呢,就是既要提高蒸汽的做功效率,又要滿足空冷系統(tǒng)運(yùn)行的安全穩(wěn)定。很多人會說,這個應(yīng)該簡單啊,只需要將汽輪機(jī)尺寸適當(dāng)擴(kuò)大不就解決了。但實(shí)際上遠(yuǎn)沒有那么簡單,因?yàn)橐环矫嬖械钠啓C(jī)通流部分已經(jīng)無法承受近600攝氏度的高溫蒸汽,另一方面汽輪機(jī)的尾部隨著水冷系統(tǒng)的拆除也需要重新定制。經(jīng)過一次又一次的思想碰撞后,我們又提出了一個大膽的想法:保持原汽輪機(jī)主體框架不變,重新加固地基,將高中壓缸部分換成國際領(lǐng)先的百萬超超臨界筒型缸,同時將末級葉片縮短至740毫米,使排汽損失降到最低。經(jīng)過反復(fù)論證后,我們發(fā)現(xiàn)這樣的方案是完全可行的。

當(dāng)時針轉(zhuǎn)到2019年4月,經(jīng)過近百天的安裝調(diào)試后,1期廠房再次傳來了機(jī)器的轟鳴聲,炙熱的蒸汽推動著汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子飛速旋轉(zhuǎn),廠房外幾十臺嶄新的空冷風(fēng)機(jī)凌空轉(zhuǎn)動,2號機(jī)組改造后并網(wǎng)一次成功,平均供電煤耗降至306.95克每千瓦時,足足降低了10克。這標(biāo)志著歷經(jīng)4年的技術(shù)攻關(guān)終于變成了現(xiàn)實(shí);這意味著國內(nèi)水冷改空冷煤電機(jī)組不再是空白;這標(biāo)志著全國近千臺亞臨界機(jī)組終于迎來了涅槃重生的曙光,而這也就是第一個吃螃蟹的意義所在。

就在2020年6月份,隨著4號機(jī)組的成功改造,歷時4年、萬人參建的綜合升級改造項(xiàng)目完美收官。光燃煤每年可節(jié)約12萬噸,直接降低生產(chǎn)成本5000萬元。更重要的是一年可節(jié)約用水960萬噸,什么概念呢?它就相當(dāng)于10個水立方的大小。

回想過去的1000余個日日夜夜,有太多的人讓我們感動,也有太多的瞬間值得我們?nèi)セ貞洝N覀兊目偣こ處煆垊潘?,為了盡快開工,在北京與廠家開完協(xié)調(diào)會后,悄悄地跑去醫(yī)院做了闌尾手術(shù),瞞著所有人又繼續(xù)加班加點(diǎn);我的同事劉俊,為了讓定制的設(shè)備盡快入廠,連續(xù)8個月蹲守在生產(chǎn)廠家,孩子快中考了也無暇顧及;還有與我并肩作戰(zhàn)的宇輝,為了盡早完成機(jī)組調(diào)試工作,在女兒出生時卻未能陪在妻子的身側(cè)。為了這場勝利,留下了一個又一個感人至深的故事……苦嗎?是真苦。累嗎?也是真累。但是我們倍感光榮,我們克服困難完成了改造任務(wù),拿到了豐富、翔實(shí)的試驗(yàn)數(shù)據(jù),這一切的付出也都是值得的!

在這條馬拉松式的創(chuàng)新改革之路上,不管路有多長多難,岱電人都無畏風(fēng)雨、堅(jiān)定地用汗水和智慧抵達(dá)了勝利的終點(diǎn)。在我們綜合升級改造成功后,我們舉辦了一場關(guān)乎全國數(shù)百家火電企業(yè)前途命運(yùn)的專家對話交流會。它的目的就是為了挖掘940臺亞臨界機(jī)組節(jié)能減排的潛力,提供“岱海經(jīng)驗(yàn)”、貢獻(xiàn)“京能方案”。而這份經(jīng)驗(yàn)和方案,就像夜空中那顆最亮的星,劃破天際,照亮了亞臨界機(jī)組前行的路,讓更加綠色、清潔、高效的電力能源輸送到祖國四面八方,將熾熱的愛化作溫暖的光點(diǎn)亮萬家燈火,我想這就是電力人對祖國最好的贊禮!

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