攻克世界难关 打造加勒比璀璨明珠
委内瑞拉中央电厂6号600兆瓦蒸汽轮机发电机组位于委内瑞拉卡拉沃沃省,环抱于加勒比海,是委内瑞拉最大的火力发电厂,是中国出口南美洲单机容量最大的火力发电机组,也是中国企业目前在委内瑞拉承建的最大电力工程成套项目。2016年5月8日,机组顺利通过168小时试运行,比EPC合同工期提前了83天完成,创造了“中国速度”,一举成为委内瑞拉数十年以来第一个由外国公司承建并提前完工的电力工程项目。
中电工程中南院作为委内瑞拉中央电厂6号600兆瓦蒸汽轮机发电机组的设计方,秉承“严谨,务实,敬业,敏行”的工作作风,通过技术创新和有效的组织管理,为本项目交上了一份满意答卷。
攻克世界级难关
炉膛振动问题是大容量燃油锅炉的世界级难题。本项目是大容量燃油、天然气双燃料锅炉,在这一领域无机组投运业绩,也无设计经验可以借鉴。面对巨大挑战,中南院设计人员迎难而上,立足系统本身,找准出发点,在热声学问题引起的热声振动、机械结构引起的气流激振、燃烧不稳定导致的炉膛内气体声学振动以及HW燃烧器高度的一致性在运行过程中的不可调节性等方面,全方位地深入开展锅炉振动的研究,首次提出了燃烧器、风机、烟风道等要素相结合的独特技术路线,充分利用设计院的技术整合优势,联合总包方CMEC及东方锅炉厂、浙江大学等单位进行了大量的数值模拟、冷态试验、热态试验、专题研究和优化工作,保证了技术方案的合理可靠。同时通过对燃烧器的改造优化、SOFA风喷口优化、燃油压力脉动、油喷嘴形式、风机和烟风道布置等全面优化,为成功解决锅炉炉膛振动这一“疑难杂症”奠定了坚实的基础。
伴随着机组的成功投运,大家担心的振动没有出现,充分肯定了设计路线的正确性,意味着燃油锅炉振动这一世界难题已被攻克,也标志着我国大型燃油/燃气发电机组设计制造能力达到了世界领先水平。
“新”字诀解难题
本项目的目标是在委内瑞拉建设一座世界级的先进电厂。中南院自始至终将此理念贯穿于设计之中,充分借鉴国内外先进成熟的设计理念,积极探索应用“新技术,新工艺,新材料,新设备”,取得了显著效果。
由于首次涉足600兆瓦燃油锅炉的烟气处理设计,在缺乏设计和实际运行经验的情况下,中南院联合除尘、脱硫剂脱硝厂家,经过多次调研及深入研究,采用各种技术手段满足当地环保要求:
适当降低烟气流速、除尘器入口烟气流场优化、前后电场采用不同的极配形式、在绝缘子室瓷套处采用电加热和热风吹扫双重保护等措施,有效地解决了油雾沾污影响静电除尘器效率这一技术难题;
通过优化脱硝装置设计并采用分段升温的锅炉启动方式,成功解决了在燃油锅炉启动及低负荷时重油燃烧不充分对脱硝催化剂的影响;
首次将海水脱硫工艺用于600兆瓦级燃油锅炉,解决了当地石灰石采购困难的难题,降低了投资及运行费用,并减少了固体废弃物, 最大程度减轻了对环境的负面影响。
在国内缺乏油灰输送相关设计经验的情况下,中南院通过采用美国UCC公司DEPAC正压浓相输送技术,成功解决了常规的气力输送系统势必会造成粘结和堵塞的问题,保证了油灰输送系统的安全运行。
钢结构在采购和建设进度上的优势是本项目总包方力主推荐的方案,为解决海边电厂钢结构盐雾腐蚀方面的问题,中南院创新性地在火力发电厂主厂房外墙采用GRC水泥挂板的设计方案,从而使本工程成为中国公司在委内瑞拉的第一个主厂房采用钢结构的大型火力发电厂项目。
在循环水系统设计中,中南院联合玻璃钢厂及武汉理工大学等单位进行了大量的计算分析和优化工作,首次将DN3200大直径玻璃钢管道运用到实际工程中,并成功解决了DN3200大直径管道的加固等技术难题,为项目的早日投产奠定了基础。
面对委内瑞拉淡水资源匮乏的条件,中南院首次与国际知名海水淡化工程公司法国 SIDEM公司合作,采用具有国际先进水平的MED-TVC海水淡化技术,本工程的投产对中法双方在海水淡化领域的技术合作打下了基础,对积极引进国外先进技术,汲取国际工程项目经验具有重要意义。
建委内优质工程
作为中国企业在境外承建的最大燃油/燃气锅炉电站项目,中南院克服设计难度大,工期时间紧的困难,通过高效的组织管理和先进的设计手段,为实现优质设计和早日发电的目标提供了保障。
在项目基础设计阶段,中南院在集中设计现场开展了“企业发展,青年先行”的主题实践活动,充分调动设计人员积极性,对设计方案多次比对,以扎实的工作作风,过硬的技术能力,最终为本工程基础设计交上了一份满意的答卷。
在施工图设计中,中南院运用联合开发的CSD软件进行工艺系统P&ID图的设计,首次在实际工程中推行工艺专业与热控专业的PID联合设计,减少了差错率,大大提高了工艺系统流程图的设计质量。中南院通过采用委内瑞拉审图方认可的先进结构计算软件STAAD PRO V8i进行结构计算,消除了业主方对结构计算的疑虑。在循环水取水渠结构设计中,中南院利用大型通用软件设计,采用有限元方法建立桩基、冠梁、连梁、土体共同作用的空间计算模型,对不同工况、结构布置进行地震分析计算,有效解决了双排钻孔灌注桩结构受力计算,保证了循环水取水渠结构的抗震安全。
作为老厂扩建项目,本期工程与老厂接口多,且资料收集困难,中南院首次使用三维激光扫描仪,在项目现场解决了扩建机组与老厂接口区域相对标高差、管道走向和支墩设计等问题。三维激光扫描仪是目前国际上最为先进的信息化设备,利用激光的优良特性,在复杂的现场环境中,能快速将现场的设备、管道、建构筑物等扫描成为三维模型,通过软件转换到三维设计PDMS软件中,较传统的设计大幅提升了设计工作的准确性和效率,三维激光扫描仪在委内瑞拉中央电厂的成功应用大大提升了中南院工艺系统在改扩建项目上的设计能力。
本项目所有图纸必须经过业主审查方能交付施工,在图纸审查过程,由于标准的差异和语言的障碍,图纸转换及审批过程繁琐复杂且周期长,中南院为此先后派出数十名设计人员参与图纸转换及审查,累计实耗工日3420天,图纸的顺利转换和审批保证了图纸的及时交付,满足了现场施工进度要求。
在现场服务阶段,中南院运用信息化平台协同处理问题,大大提高了问题处理的及时性和准确性;在施工高峰期,中南院各级领导,项目经理及技术骨干多次远赴施工现场,积极协调和处理现场问题。
从一次次方案讨论中定下设计原则,到精益求精的图纸设计,再到异国他乡一张张施工图纸的审批通过,到最后优质的现场服务工作,该项目已成为了加勒比海边上的一颗璀璨明珠,见证了中南院在南美市场的开拓与耕耘,相信在不久的将来会迎来更丰硕的成果。
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