艺术地将燃机技术“请进来”

　　近日来，连续的降温让人们感觉到了冬日的来临。在山西太原，城市集中供热工程已基本实现了全覆盖，为龙城居民守护着寒冬里的温暖。在构成龙城人民供热网的诸多热源中，中国能建山西院设计的山西国际电力太原嘉节燃气热电联产项目（简称“嘉节项目”）和华能太原东山燃机热电联产项目（以下简称“东山项目”）承担了太原市南部和东部的2000万平方米范围的供热任务，是山西省最早的一批大型燃气－蒸汽联合循环、热电联产项目。山西院在两项工程设计中，均选用了燃机容量大、效率高、节水效果明显的F级“二拖一”燃气－蒸汽联合循环热电联产机组，并创造性地首次采用直接空冷系统，使其成为世界上率先采用大型燃气－蒸汽联合循环直接空冷机组的项目。
　　扬长避短，实现燃机技术本土化
　　“燃机项目已经很常见，而我们如何将燃机技术本土化，扬长避短，是项目设计的关键”，项目经理林建勇在这两项工程开工之初，就给自己设定了这样一个目标。
　　按照山西省委、省政府建设“绿化山西、气化山西、净化山西、健康山西”的目标，山西院设计嘉节项目和东山项目过程中，充分考虑到节能的重要性。设计人员充分发挥企业在空冷技术领域的优势，将燃气-蒸汽联合循环机组与空冷技术相结合，与湿冷系统相比，“使介质不接触空气”，减少了风吹、蒸发、排污等水量损失；并且，辅机冷却采用了带蒸发冷却器的闭式循环冷却水系统，“不会像湿冷装置塔那样冒水汽”，整体可节约生产用水70%以上。
　　为了最大限度的提高机组供热能力，扩大对外供热面积，在东山项目中，山西院首次在F级燃气-蒸汽联合循环机组配套的直接空冷汽轮机上设置SSS离合器，使机组在背压供热工况下对外供热能力达到626兆瓦，比抽汽供热工况下的最大供热能力高95兆瓦，供热面积由1000万平方米扩大到1200万平方米。
　　以气代煤，大力发展清洁能源，实现能源清洁利用，是能源城市转型发展的必由之路。嘉节项目燃料来源立足于山西省丰富的煤层气资源储备，在充分调研山西省煤层气资源的基础上，以煤层气品质为主结合天然气品质拟定了燃气参数，是世界上首次按煤层气设计的F级燃气机组。东山项目以煤层气为燃料，采用低氮燃烧技术，实现烟尘和二氧化硫零排放，工业用水和生活污水经处理后回用，基本实现了废水零排放。
　　以民为本，实现燃机项目艺术化
　　没有高高地烟囱，没有大体量的空冷平台，毫无违和感地融入城市景观，山西院运用“去工业化”的设计理念，使嘉节、东山项目和周围环境和谐共存，既惠民，还不扰民。
　　为了设计出让人耳目一新的外型，山西院对嘉节电厂烟囱进行了遮挡处理，同时结合两台余热锅炉高耸的体型特征，将锅炉房设计为“双子”建筑；在厂区其它建构筑物外立面的构成方式上，宏观上运用体块的穿插组合，细节上结合竖向条窗的民用建筑符号；建筑外墙采用常用的夹芯板、平钢板及玻璃幕墙等民用建筑材料，色彩上采用太原公共建筑惯用的灰色系，使得整个厂区表现出典型的“写字楼”风格。东山项目设计团队坚持以花园电厂为主的设计理念，坚持功能第一、合理实用的设计宗旨，进行了功能及外立面优化，最终确定以工业灰为主的现代简约的建筑风格。在场地西侧的水务区，突破传统模式将化学与水工等工艺建筑融合为一体，而主厂房及生产建筑经过大量的排版与处理之后，整个建筑显得浑然一体。厂区内路灯与标识牌的统一，场地的绿化，处处体现着花园电厂的魅力。
　　仅仅外观融入城市还不够，内外须兼修。对于紧邻居民区的电厂而言，噪声控制成为项目设计的重中之重。嘉节项目作为世界首台直接空冷系统采用降噪技术的大型发电厂，并无相关降噪手段可以借鉴。为此，山西院成立课题组开展专项研究，分别从噪声治理、工艺系统及设备噪声控制、建筑物防噪三方面攻关，提出针对建筑物、主变压器、厂变、空冷凝器等15大类噪声控制点的降噪措施，使电厂满足了厂界和环境敏感点噪声的要求。东山项目设计人员则根据电厂工艺流程划分六大噪声控制区域，对各区域噪声进行评估并确定其降噪量并采用不同的控制措施。特别针对空冷岛、蒸发冷却器等区域采用阵列式消声器等噪声控制措施，在满足设计降噪量的基础上最大程度降低其阻力损失，成为世界首台正式投产运营的直接空冷系统采用阵列式消声器降噪技术的大型发电厂。
　　随着我国自主研发F级燃气轮机技术的突破，燃气轮机在国内的应用将迎来新的高峰。山西院将秉持“人无我有，人有我优”的发展理念，充分发挥自身技术优势，将更多的核心技术与燃机技术联姻，创造出燃机技术应用的新天地。