“沙漠玫瑰”徐徐綻放
在全球航運貿易樞紐、世界能源供給的重鎮、波斯海灣畔,有一朵“沙漠玫瑰”正在徐徐綻放——中國能建天津電建承建的迪拜哈斯彥4×600兆瓦潔淨燃煤工程(以下簡稱哈斯彥項目)1號機組實現燃煤、天然氣滿負荷發電。
此次重大突破,在我國海外電力項目建設史上寫下了濃墨重彩的一筆,宣告了“一帶一路”框架下中東地區首箇中資企業參與投資、建設和運營的電站項目取得重大成果。
哈斯彥項目全過程採用國際模式進行管理,採用了眾多國內外先進技術和最高國際排放、環境標準。精益集成了美標、歐標、德標、日標等標準體系中的最高部分,具有綠色生態、先進科技、國際化等特點,成為中東地區同類項目中當之無愧的標杆。
史無前例的“鴛鴦鍋”
雙燃料滿負荷發電的難點在於燃料的成分、熱值、燃點、燃燒狀態等特性均不相同,因此兩種燃料的爐膛尺寸、受熱面的受熱面積極難掌控。如果使鍋爐出力達到設計要求,受熱面尺寸及佈置又必然存在很大差異。天津電建哈斯彥項目部鍋爐專業經理雒曉剛和團隊成員翻閲了大量資料,但國內鍋爐設計多為單一燃料或雙燃料摻燒,並無成型的案例可供借鑑。
“雙燃料鍋爐建設無先例可循,依靠自己探索固然充滿挑戰,但是想到‘業界首例’是由我們創造的,項目團隊就充滿了幹勁。”雒曉剛帶領團隊反覆與業主、設計方探討,鑽研各國的相關技術,針對迪拜哈斯彥項目雙燃料“鴛鴦鍋”鍋爐——全三維建模,截面熱負荷和受熱面佈置同時兼顧雙燃料特性,應用多種高效空氣減排技術,包括低氮燃燒、SCR脱硝、ESP靜電除塵等技術,符合嚴格的環境排放標準。並且採用了全封閉設計、整體強制通風、主被動消防、爐管泄露監測技術、去工業化設計等一系列先進設計理念,歷時3個月編制了一整套可行的施工方案及質量控制措施。
以業界標杆為目標的雙燃料鍋爐在安裝過程中也充滿了巧思。“鍋爐的設計、製造、檢驗、現場安裝、驗收、試驗、調試均按照最嚴格國際標準執行,達到了同類機組中最高水平!這是我從業多年來的首次,更是業界首次!”副總工程師程昆興奮地説,鍋爐的安裝也充滿了“小心機”。
傳統的鍋爐安裝是採用大型起重機械將鍋爐大板梁安裝完成後,再將受熱面單件設備按照設計位置從上往下逐層安裝。但是由於設計所限,哈斯彥項目鍋爐在安裝過程中必須有所突破。
副總工程師程昆帶領團隊編制了新型安裝方法—液壓提升技術,也就是把液壓提升裝置佈置在爐頂板梁生根梁預留孔處,將鋼絞線一端連接至液壓提升裝置,再將另一端從預留孔處穿下,連接至鍋爐0米板梁預留孔處,最後通過液壓提升裝置拉昇鋼絞線帶動組件進行分步提升。“這樣可以使頂板梁與次梁、吊掛梁形成完整的頂板組件,提高後期使用效率。”後續安裝過程中,朱成強還推薦採用“多段提升”的方法,逐段安裝吊掛裝置和受熱面,在各個提升標高點停留,安裝受熱面,完成整體的鍋爐設備安裝。“這項技術可使受熱面設備組合最大化,節省工期,增加材料週轉利用率,減輕高空安裝工作量,也降低鍋爐散件吊裝的安全風險。”
難得一見的水火相容
燃燒器佈置及燃燒調整是擺在哈斯彥項目團隊眼前的又一個難題。不同燃料差異大,兩種燃料與水的比重、火焰切圓尺寸及其中心高度、燃料燃燼高度、煙風調節等都必須精準測算,經過反覆計算與觀測,項目團隊克服了高温、缺水、煙氣等困難,反覆對四角佈置的燃燒器進行找正,確保燃燒器在燃燒過程中火焰噴出後呈四角切圓形式,具備(BMCR)100%燃燒煤和(BMCR)100%燃用天然氣的能力,最終使受熱面各部件壁温,主汽、再熱器出口温度及壓力,鍋爐煙温及風温均達到設計要求。
鍋爐燃燒器的問題迎刃而解,那麼,如何維持鍋爐長期穩定運行呢?鍋爐主管劉少義解釋道,燃煤易在燃燒器附近受熱面、爐膛、水平煙道等部位產生積灰、結焦等狀況;燃天然氣又極易在尾部煙道產生大量水蒸氣;項目團隊提前考慮到了這個問題,在安裝及運行操控時上,早已同時解決燃燒兩種燃料分別帶來的不利影響。
終於,“水火”亦可相容。哈斯彥項目利用高效清潔鍋爐,通過高效燃燒器及配風系統,煤粉充分燃燼,脱硝、除塵、脱硫系統將煙氣中的氮氧化物、灰塵、硫化物充分消除,不僅解決難題,還使得機組排放滿足當地環保要求。
一見“青”心的綠色電廠
哈斯彥項目對標世界環保最高標準,綠色環保理念深入到全天候、全員、全過程。項目採用多種高效空氣減排技術,包括低氮燃燒、SCR脱硝、ESP靜電除塵(四室六電場)、SWFGD海水煙氣脱硫等技術以滿足苛刻的環境排放標準。
酸洗過程中滲漏、廢液處理易造成環境污染。對此,哈斯彥項目鍋爐專業副經理李維軍牽頭,與荷蘭、德國的酸洗專家一起商討細節,反覆推敲方案;現場明確廢液由酸洗單位處理,反覆查驗廢液終端處理方的廢液接收單,確保廢液得到及時處理;李維軍還牽頭製作了酸液儲罐,“因為酸洗時每段管道都要達到1.1米/秒的沖洗速度,沖洗流量需達到1660立方/時,沖洗廢液量非常大。工業廢水必須妥善處理,我們就做了3個酸液儲罐,每個罐總容量能夠達到800立方米。”李維軍還在容器周邊設置防滲漏措施,確保廢液對環保各項指標不造成影響。
海淡區域及制氯間設備缺件、缺陷問題較多,造成施工進展受阻,影響海水淡化系統投用和海水進場工作,對此,項目現場經理孫鋭定期針對現場施工情況進行彙總,及時解決隱患問題;聘用國際環保人才參與環保管理,中外結合,即少走了彎路,又提升了管理效率,既鍛鍊了隊伍,又節省了成本。
項目還建立起完善的環保管理系統,嚴格按照PDCA管理模式,在計劃、佈置、檢查和評比工作的同時,實現環保工作的計劃、佈置、檢查和評比。項目推行的良好作業實踐均採用國際優良做法,大到單體工程、廢棄物管控,小到辦公室環境、勞工營區環境等等均有可追溯性記錄。
亮相世界的“中國元素”
哈斯彥項目包含眾多中國元素,集中國投資、中國融資、中國總包、中國設計、中國製造、中國建造於一體,開創了中資公司首次以投融資和總承包模式進入中東電力市場的先河。
哈斯彥現場總體佈置方闊,尺度合宜。10座大型灰庫集羣同軸佈置、對稱分佈,寓意如意吉祥;擁有世界上同類單體面積最大的封閉煤廠採用條形設計,形似京派建築“條形衚衕”,有着深厚的京派“四合院”衚衕的歷史身影;集成水島的設計將海水淡化、鍋爐補給水、生活污水、工業廢水、含油污水、消防水站集成佈置,寬綽疏朗,四面獨立,各功能區域自成一體,又內外相通。中國裝備“走出去”,詮釋“中國品質”。項目團隊多次成功克服種種挑戰,用精良的施工方案和執行力一次次贏得來自迪拜政府、環保組織及相關方的讚許。
哈斯彥項目是在兩國領導人引領和支持下,合作呈現全面、務實、高效、快速發展的新格局,成果豐碩、亮點紛呈。哈斯彥項目總裝機容量2400兆瓦,具備燃煤和燃天然氣均能達到100%出力的能力,充分滿足不同燃料的供應,提高電廠對於燃料的適應能力,4台機組投運後可為迪拜提供20%的電力能源,將為2020年迪拜世博會提供能源保障,並佔迪拜地區供電量20%,這朵有中國味道的“沙漠玫瑰”,在汩汩電流的灌溉下,徐徐綻放。(天津電建)