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草原上升起不落的“太阳” ——全国首个百万千瓦褐煤发电机组项目建设纪实

  “天似穹庐,笼盖四野”,祖国北部边陲上那片辽阔壮美的内蒙古乌拉盖草原,地势平坦,一望无际,视线尽头是天际线,也是地平线,被当地人称为“天边草原”。

  而今,大草原深处,矗立起一座崭新的电厂,由中国能建建筑集团承建的江苏能源乌拉盖2×1000兆瓦高效超超临界燃煤发电机组工程2号机组于10月30日顺利完成168小时满负荷试运行,项目实现一年“双投”,一幅工业文明画卷正徐徐铺展开来。

  3年,1000多个日夜鏖战

  草原腹地,人迹罕至。项目所在地位于高寒地区,年均8级以上大风天数超过180天,积雪期长达7个月。然而,在这1000多个日日夜夜,项目建设者们以敢为人先的气魄和百折不挠的韧劲在北国边疆扎根奉献,以守正、创新、实干、担当唱响了锻造“大国重器”的奋斗曲。

  2022年2月,春节刚过,公司首批建设者顶风冒雪进驻现场。但,项目所用褐煤热值低、含水量高,国际罕见,加之锅炉超大型化等一系列难题接踵而至……同时,百万褐煤发电机组项目建设在国内也是空白。

  作为国内首个百万褐煤发电机组项目苏蒙两省首个重大能源合作项目“锡盟-泰州”直流特高压通道配套电源和“蒙电送苏”重点推进项目,无论是对推进内蒙古区域经济协调发展,提高服务江苏能源安全保障能力,还是对公司开拓延伸属地市场,都具有十分重要的意义。建设者们责任重大、使命在肩,必须铆足干劲、分秒必争。

  百万褐煤机组工程建设是一项巨大的系统工程,如何组织协调好上百号人同时作业面对艰巨复杂的工程,公司领导班子、各专业公司负责人坚持深入一线蹲点指导将精益化管理理念融入项目全生命周期,协调土建、热电仪、锅炉、汽机、化水等系统化管理科学有序地做好工程安全、质量、进度管理工作,为项目履约提供了坚实的后盾

  开工那年的12月,气温“断崖式”下跌至零下25度,工程建设现场迎来了低温严寒和暴风雪的恶劣天气考验。同时,面对多点散发、多地频发、周围多发的严峻疫情形势,项目团队积极优化冬季施工作业方案,调配防寒服、保暖安全帽,严格执行报备要求,组织全员核酸和疫情防控应急演练,认真做好饭菜营养搭配,在保证安全和质量的前提下,全力以赴按照既定节点计划稳步推进工程建设。

  面对项目当地漫长、严寒且多变的气候条件,为保证混凝土的质量,项目团队实施混凝土全过程监控,充分考虑原材料温度、实时运输时效,现场旁站监督浇筑速度,把控养护温控,密切监视强度发展,避免裂纹、冷缝等缺陷产生,这种“过程控制法”有效地保证了混凝土的工艺质量。最终,项目混凝土强度合格率达到100%。

  都说办法总比困难多!记得安装烟气余热设备的时候,由于在机械、时间、空间上与脱硝钢结构、锅炉下部烟道、上部烟道安装均交叉严重,作业工序、工期互相制约,协调面广且深。项目部在科学分析后,将脱硝钢结构分为1-4共计4个区域进行分段吊装,提前组合烟气余热设备,避免结构性返工,实现吊装+设备堆放动态流转的空间破解。

  因乌拉盖地区处于多风、大风地域,肆虐的“白毛风”对机械设备安全风险倾覆风险较大。项目部机械化专业通过实践总结,因地制宜采用龙门吊吊钩悬挂重物方式,模拟风阻尼器,大大提升了抗倾覆性,重物摆锤如同为龙门吊装上不倒翁底座,在10级大风中仍稳如磐石,也为公司吊装作业积累了经验。

  为改变长期低温条件下可能导致的焊缝易硬脆、裂纹风险高、层间温度控制难、焊工操作精度下降现象,项目部将控制措施“打包”,形成作业包制度,使用脚手架搭设防风棚,里面采用防火苫布,外面搭设棉苫布,棚内放置大功率的暖风机来提高环境温度。所有焊口都采用热处理设备进行预热并辅以火焰加热,焊后及时采用保温棉对焊口及两侧进行包裹,提升焊口一次合格率。

  项目在调试阶段也面临挑战,管道冻裂风险、设备监测失效、人员作业困难……任何疏漏都可能导致系统瘫痪、工期延误。项目部系统化辨识,精准防护,调试前全面识别易冻风险点,对水系统疏水管道、间冷塔地上环管、放水、放气母管等关键部位采用“伴热带缠绕+保温棉包裹”双重防护,形成动态加热保温体系。针对辅机膨胀水箱高位、低温、静置的特点,创新采用“保温层+内置电加热棒”方案,确保水位可视、循环畅通,同时对不同管径、不同介质管道采取差异化保温方案,实现精准温控。

  -40℃,20余项国内第一

  你敢想象吗,当地最低气温零下40多度,但项目却能创造20余项国内第一的奇迹!作为国内首台燃用高水分褐煤的百万机组,项目采用适应高水分褐煤新炉膛,对比常规锅炉,其整体体积比同类型锅炉大50%。在燃烧技术上,机组采用新型的褐煤燃烧器不等间距布置,进行差异化热负荷技术处理,增加煤粉停留时间,提高燃尽度,同时防止超温;多维贴壁风设计能够抑制煤粉颗粒向侧墙移动,以此有效控制炉内涡流,增加侧墙补充氧量及锅炉超温控制;燃尽风左右摆动技术能提高煤粉燃尽,降低一氧化碳生成量。这样的技术矩阵,开创了褐煤高效清洁利用的新路径,让我国百万千瓦褐煤发电机组建设迈出了遥遥领先的一步。

  项目还拥有独树一帜的耦合式干燥出力系统——热一次风蒸汽加热系统。由于褐煤全水分高,制粉系统的干燥出力往往是中速磨煤机在褐煤锅炉上应用的制约因素,为解决此问题,工程创新采用锅炉低温再热器出口蒸汽作为一次风再加热系统热源。通过针对性设计锅炉高、低温再热器以及设置合适的调节手段,全负荷工况下将蒸汽热量传递给回转式空气器出口一次风,大幅提高中速磨制粉系统的干燥能力,满足工程磨制高水分、低热值褐煤的热量需求

  热效率亦是电厂工程建设需要考虑的关键因素之一。极致机炉深度耦合技术就能极大提高热效率,工程采用空预器旁路、烟气-给水、凝结水换热器及烟气-热媒水换热器,在旁路烟道中设置高压给水换热器和低压凝结水换热器,将烟气热量传递给水和凝结水。旁路烟道出口烟气与空预器出口烟气混合后进入除尘器,除尘器前设烟冷器,尾部烟气余热回收后的热量主要通过热媒水暖风器加热入炉的冷空气,其他多余的热量用于加热低温凝结水。工程机炉深度耦合系统方案是烟气梯级利用与热力系统更为优化的组合,在锅炉效率不降低的前提下,更高效地实现了烟气余热的梯级利用,节煤效果优于其他烟气余热利用方案,可降低发电标煤耗4.80/千瓦时左右,耗煤量、温室气体排放和烟气污染物排放均可降低约2%。

  零补水,45万平米场地

  乌拉盖草原位于内蒙古自治区锡林郭勒盟东北部,作为我国北方重要的生态安全屏障,可利用草原面积650余万亩,是世界上保存最完好的天然草原之一,《狼图腾》等影视剧曾在此取景。45万平米的项目建设场地依偎在草原的怀抱里,烟气提水技术是项目团队为生态保护做的减法之一。针对褐煤热值低、含水量高的实际,项目创新应用烟气提水电水联产技术,发挥褐煤全水分高的优势,从锅炉燃烧后的烟气中年可提取水量约210万方,一年提水量相当于北京颐和园昆明湖的储水量烟气提水系统年节约水资源相当于供应当地1.2万居民年用水量,实现全厂零补水与草原生态零冲突。该项技术不仅减少电厂运行对当地水资源的影响,实现高效绿色发电,甚至还能利用多余水量维护厂区绿化,实现生态保护与经济发展协同共进。

  生物多样性是体现电厂环保特征的最好验证。项目附近有片芦苇丛生的“天鹅湖”,天鹅、大雁或成群结队、或双双两两,戏水、觅食、起飞、划落……啼鸣声此起彼伏,构成一幅和谐、安逸、祥和的自然画面。每年5月、10月,天鹅和大雁等珍稀候鸟迁徒经乌拉盖,在这里盘桓栖息。

  为全力打造行业领先、国内一流的智慧电厂,项目从模型到落地施工,通过广联达+BIM双平台协同,实现汽机房小管道毫米级误差控制,现场作业人员通过三维模型直观理解复杂管道布局,减少高空作业调整时间40%。走进项目施工现场,刷脸进出、可视化监控、全天候数据采集,多个视频点位及高空瞭望视频点位为项目施工装上了“千里眼”“顺风耳”。数字化赋能,保证了“企业管理到项目,项目管理到作业面”,使得电厂的生产运营情况一目了然,运营效率、安全性能及环境影响等各方面数据均得到有效监控与管理。

  紧邻建设工地的,是承载着厚重历史的兵团小镇——原内蒙古生产建设兵团第六师五十一团团部旧址。兵团是一方红色热土,积淀了深厚的红色文化底蕴,乌拉盖草原见证了来自全国各地的兵团战士在这片草原上屯垦戍边、团结奋斗、艰苦卓绝的历史岁月。结合特有的红色兵团文化,项目部党支部组织党员参观内蒙古生产建设兵团历史记忆馆、红色故事展厅等地,怀揣对革命先辈的敬意,忆知青岁月,领略草原情怀,以“深耕项目履约品质,打造褐煤百万标杆”为目标,推动党建工作与生产经营深度融合,不断丰富“筑梦乌拉盖”的项目文化内涵。

  当100亿度绿电穿越特高压银线点亮江南万家灯火时,中国能建建筑集团镶嵌的那颗“绿色明珠”正如不落的太阳,“绿水青山就是金山银山”成为现实,也让天边草原成为更多人向往的“诗和远方”。