8月24日11時(shí)58分，華能安源電廠集控中心大屏幕顯示：2號(hào)機(jī)組完成試運(yùn)投產(chǎn)，這臺(tái)66萬(wàn)千瓦二次再熱發(fā)電機(jī)組再熱溫度623℃，機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定，寬敞明亮的大廳里又一次因喜悅而流光溢彩。

　　二次再熱，是世界領(lǐng)先的發(fā)電技術(shù)，在相同蒸汽壓力溫度條件下，二次再熱機(jī)組的熱效率比一次再熱機(jī)組提高約2%，對(duì)應(yīng)二氧化碳減排約3.6%。在我國(guó)火電技術(shù)邁進(jìn)世界前沿的百尺竿頭時(shí)，超超臨界二次再熱發(fā)電技術(shù)就成了更進(jìn)一步的選擇。二次再熱這項(xiàng)技術(shù)以其復(fù)雜性和特殊性著稱，在國(guó)內(nèi)電力行業(yè)一直是一個(gè)沒(méi)人敢吃的“螃蟹”。今年6月27日，我國(guó)首臺(tái)66萬(wàn)千瓦超超臨界二次再熱燃煤機(jī)組在華能安源電廠投運(yùn)，“第一個(gè)螃蟹”終于被華能吃下。

　　“第一個(gè)螃蟹”背后的選擇

　　二次再熱是超超臨界發(fā)電技術(shù)必走的路線之一。在百萬(wàn)千瓦燃煤機(jī)組技術(shù)日臻成熟之時(shí)，新一代高效一次再熱技術(shù)、二次再熱技術(shù)的應(yīng)用受到業(yè)界的廣泛關(guān)注。但由于二次再熱技術(shù)比較復(fù)雜，業(yè)界更傾向于新一代高效一次再熱技術(shù)，直到2013年，二次再熱技術(shù)要不要推廣應(yīng)用，還在爭(zhēng)論之中，看似遙遙無(wú)期。

　　此時(shí)，華能在靜默之中先行一步。國(guó)內(nèi)首臺(tái)百萬(wàn)千瓦超超臨界燃煤機(jī)組、首臺(tái)超超臨界60萬(wàn)千瓦燃煤機(jī)組、首臺(tái)超臨界60萬(wàn)千瓦燃煤機(jī)組等，都是在華能誕生。我國(guó)以煤為主的資源稟賦，決定了燃煤發(fā)電在未來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)依然是主力，而華能的燃煤發(fā)電機(jī)組裝機(jī)到今年上半年達(dá)到1.12億千瓦，占總裝機(jī)的72.7%。節(jié)能降耗，不僅是華能，而且是行業(yè)燃煤發(fā)電技術(shù)攻關(guān)的核心。華能在攀登燃煤發(fā)電技術(shù)研發(fā)應(yīng)用的金字塔過(guò)程中，總是先人一步，不斷接近高峰。2012年年中，華能在攻關(guān)代表火電未來(lái)發(fā)展方向的IGCC發(fā)電技術(shù)的同時(shí)，決定在華能安源電廠建設(shè)兩臺(tái)66萬(wàn)千瓦超超臨界二次再熱燃煤機(jī)組，在華能萊蕪電廠建設(shè)兩臺(tái)100萬(wàn)千瓦超超臨界二次再熱燃煤機(jī)組。當(dāng)年11月，華能與哈爾濱電氣集團(tuán)公司、東方電氣集團(tuán)有限公司、上海電氣集團(tuán)總公司簽訂萊蕪電廠和安源電廠二次再熱機(jī)組三大主機(jī)設(shè)備采購(gòu)合同。

　　在設(shè)備采購(gòu)合同簽約會(huì)上，華能集團(tuán)公司總經(jīng)理曹培璽說(shuō)出了華能上二次再熱項(xiàng)目的初衷：“華能萊蕪、安源電廠二次再熱項(xiàng)目，代表當(dāng)前燃煤電廠技術(shù)的先進(jìn)水平，是落實(shí)《能源發(fā)展“十二五”規(guī)劃》，加快能源生產(chǎn)方式變革、強(qiáng)化節(jié)能優(yōu)先戰(zhàn)略、發(fā)展高效清潔煤電的具體實(shí)踐，必將為華能集團(tuán)公司以科技引領(lǐng)，創(chuàng)建具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的世界一流企業(yè)提供強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。”2013年11月，曹培璽到安源電廠新建工程現(xiàn)場(chǎng)視察，指出華能應(yīng)用二次再熱技術(shù)的意義：第一是為國(guó)爭(zhēng)光，第二是提升華能競(jìng)爭(zhēng)力，第三是為科技創(chuàng)新積累經(jīng)驗(yàn)。他鼓勵(lì)大家：“二次再熱技術(shù)的應(yīng)用，體現(xiàn)華能的一種精神、一種擔(dān)當(dāng)，沒(méi)有過(guò)不去的火焰山，也沒(méi)有解決不了的難題。”當(dāng)即決定由集團(tuán)公司時(shí)任總工程師胡式海任組長(zhǎng)，公司總經(jīng)理助理蔣敏華及華能國(guó)際、西安熱工院等方面負(fù)責(zé)人參加的二次再熱應(yīng)用技術(shù)研究工作領(lǐng)導(dǎo)小組，對(duì)各項(xiàng)技術(shù)難題展開研究。

　　華能攻關(guān)二次再熱，也是在為另外一個(gè)新技術(shù)開路：700℃超超臨界發(fā)電技術(shù)。發(fā)展700℃等級(jí)先進(jìn)超超臨界機(jī)組，提高發(fā)電效率，是實(shí)現(xiàn)火電技術(shù)重大升級(jí)的關(guān)鍵。據(jù)測(cè)算，60萬(wàn)千瓦的700℃先進(jìn)超超臨界機(jī)組供電煤耗約260克/千瓦時(shí)，可比同容量等級(jí)的先進(jìn)水平的600℃超超臨界機(jī)組降低約25克/千瓦時(shí)。目前，華能正在牽頭研發(fā)帶二次再熱的700℃超超臨界發(fā)電技術(shù)，二次再熱技術(shù)的成功，無(wú)疑為700℃超超臨界發(fā)電技術(shù)打開了關(guān)鍵通道。

　　走近“第一個(gè)螃蟹”

　　在濛濛細(xì)雨中，華能安源電廠與遠(yuǎn)處的青山繪成一幅水墨畫。在安源電廠員工的習(xí)慣稱呼中，這里叫“新廠”。安源電廠始建于1958年，當(dāng)時(shí)廠址在江西萍鄉(xiāng)市湘東區(qū)。2011年，電廠關(guān)停，遷址萍鄉(xiāng)蘆溪工業(yè)園區(qū)，新廠今年8月建成投產(chǎn)。“關(guān)停時(shí)，我們有兩臺(tái)國(guó)產(chǎn)12.5萬(wàn)千瓦的燃煤電機(jī)組，這次上二次再熱機(jī)組，也是我們的二次創(chuàng)業(yè)”，安源電廠廠長(zhǎng)鐘明才說(shuō)，“今天，我們交上了圓滿的答卷。”

　　華能集團(tuán)公司副總經(jīng)理劉國(guó)躍在1號(hào)機(jī)組生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研后十分滿意：“安源電廠投產(chǎn)是一個(gè)新的起點(diǎn)，是我國(guó)二次再熱技術(shù)應(yīng)用的開始，我們要不斷優(yōu)化完善安源電廠的設(shè)備系統(tǒng)，讓二次再熱技術(shù)充分發(fā)揮其技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，同時(shí)為后續(xù)該技術(shù)的應(yīng)用積累經(jīng)驗(yàn)。”安源電廠1號(hào)機(jī)組是我國(guó)首次設(shè)計(jì)、首次制造、首次施工、首次運(yùn)行的66萬(wàn)千瓦二次再熱機(jī)組工程，代表了我國(guó)目前火力發(fā)電同類型機(jī)組最好發(fā)電技術(shù)水平，對(duì)引領(lǐng)發(fā)電技術(shù)進(jìn)步，帶動(dòng)國(guó)內(nèi)電力設(shè)備制造業(yè)水平提升、促進(jìn)能源消費(fèi)革命具有深遠(yuǎn)意義。

　　兩臺(tái)機(jī)組運(yùn)行期間，主、輔設(shè)備和系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平，平均供電煤耗272.66克／千瓦時(shí),比2014年國(guó)內(nèi)同容量一次再熱火電機(jī)組平均水平低19.97克/千瓦時(shí)，電氣和熱控保護(hù)投入率、自動(dòng)裝置投入率、測(cè)點(diǎn)/儀表投入率等均達(dá)到100%，汽水品質(zhì)合格，各項(xiàng)性能指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)值，是當(dāng)前同容量超超臨界機(jī)組的最好水平。

　　“現(xiàn)在，兩臺(tái)機(jī)組基本達(dá)到設(shè)計(jì)值，現(xiàn)在的供電煤耗是272.66克／千瓦時(shí),兩臺(tái)機(jī)組每年可節(jié)約標(biāo)煤14.5萬(wàn)噸”，鐘明才說(shuō)，“我們正在做機(jī)組優(yōu)化調(diào)整，預(yù)計(jì)到9月份，機(jī)組性能優(yōu)化完畢后，供電煤耗可以降到271克／千瓦時(shí)”。鐘明才介紹，兩臺(tái)二次再熱機(jī)組比常規(guī)機(jī)組投入多3億元。兩臺(tái)機(jī)組運(yùn)行4年，就可以節(jié)約標(biāo)煤50余萬(wàn)噸，按照江西本地煤價(jià)折算，正好可以收回多投入的3億元。全國(guó)60萬(wàn)千瓦等級(jí)的機(jī)組約800臺(tái)，如果全部采用二次再熱機(jī)組，每年可以節(jié)約煤炭5800多萬(wàn)噸，減少二氧化碳排放1億多噸。

　　在節(jié)約燃煤的同時(shí)，安源電廠致力于減排。為實(shí)現(xiàn)超凈排放，安源電廠在原有的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，對(duì)整個(gè)環(huán)保設(shè)施包括脫硫系統(tǒng)進(jìn)行了全面升級(jí)改造，采用了煙氣協(xié)同治理系統(tǒng)，通過(guò)協(xié)同治理，電廠生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的煙氣，經(jīng)煙氣脫硝裝置+低低溫省煤器+低低溫電除塵器+高效除塵的濕法煙氣脫硫裝置等系統(tǒng)處理后，二氧化硫、氮氧化物、煙塵排放指標(biāo)優(yōu)于國(guó)家燃機(jī)限值排放要求，濃度分別小于15.1、37.5、3.1毫克每立方，生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的灰渣、石膏能夠全部綜合回收利用。

　　在實(shí)現(xiàn)超凈排放的同時(shí)，安源電廠還實(shí)現(xiàn)廢水零排放。在水系發(fā)達(dá)，水資源豐富的江西，安源電廠還充分利用中水。安源電廠廠區(qū)用水部分取自袁河，利用蘆溪污水處理廠中水作為補(bǔ)充水源，冷卻水經(jīng)冷卻塔冷卻后循環(huán)利用。廠里將工業(yè)廢水、生活污水、含油污水、含煤廢水等經(jīng)分類收集，集中處理后全部回收利用。廠里還安裝了防塵裝置和隔音罩、消聲器，有效地控制了煤塵和噪聲。

　　“第一個(gè)螃蟹”是如何吃下的

　　在細(xì)雨聲中，安源電廠工程部主任何勝回憶起兩年前的那場(chǎng)大雨。2013年6月28日，安源電廠正式開工建設(shè)。剛準(zhǔn)備澆第一罐混凝土?xí)r，瓢潑大雨驟然而下，在場(chǎng)的一百多人誰(shuí)也沒(méi)有動(dòng)，在大雨中見證這罐混凝土澆筑成功。“大家很興奮，覺(jué)得是一次洗禮”，何勝說(shuō)，“新的歷史時(shí)刻來(lái)臨了，新的馬拉松開始跑了，大家對(duì)新電廠充滿憧憬。”

　　大雨中開工，也預(yù)示著整個(gè)建設(shè)過(guò)程的艱辛。因?yàn)槭鞘着_(tái)二次再熱機(jī)組，沒(méi)有可以借鑒的經(jīng)驗(yàn)，常規(guī)火電建設(shè)中的非常平常的問(wèn)題，在二次再熱機(jī)組建設(shè)過(guò)程中就是大問(wèn)題，所以，每走一步，都困難重重。面對(duì)諸多新的問(wèn)題，大家都在思索：到底如何完成建設(shè)目標(biāo)？能否達(dá)到預(yù)期效果？能否安全穩(wěn)定運(yùn)行？為此，華能集團(tuán)公司牽頭，集中了建設(shè)、設(shè)計(jì)、科研、設(shè)備制造等方面的精英，成立技術(shù)研究工作領(lǐng)導(dǎo)小組，提前梳理問(wèn)題，逐一尋找對(duì)策。大家在摸索中前進(jìn)，在險(xiǎn)阻中攻關(guān)，終于，走過(guò)“火焰山”，電廠如期建成，煥發(fā)出勃勃生機(jī)。

　　走過(guò)“火焰山”，最讓人糾結(jié)的是設(shè)備與設(shè)計(jì)、施工之間的矛盾。由于二次再熱技術(shù)是首次應(yīng)用，所以設(shè)備廠商也是邊引進(jìn)技術(shù)，邊設(shè)計(jì)制造。最讓人尷尬的是，輔機(jī)設(shè)備標(biāo)書掛出來(lái)后，竟然沒(méi)有廠家“接招”。電廠只好先請(qǐng)有潛質(zhì)的廠家來(lái)，廠家進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，確認(rèn)具備生產(chǎn)能力后，再招標(biāo)。機(jī)組鍋爐和汽輪機(jī)分屬兩家單位制造，指標(biāo)都很好，但是兩套設(shè)備一匹配，就出現(xiàn)問(wèn)題，僅僅為了解決“匹配”問(wèn)題，就開了五次專題會(huì)。在處理矛盾的同時(shí)，華能的技術(shù)人員還積極抓設(shè)計(jì)優(yōu)化，先后參與了設(shè)計(jì)院的總平面布置優(yōu)化、主要煙風(fēng)煤粉管道優(yōu)化、凝汽器冷端優(yōu)化，煙氣再循環(huán)優(yōu)化、高壓疏水管道防內(nèi)漏等多項(xiàng)設(shè)計(jì)優(yōu)化。采納了“引增合一”、低低溫省煤器、給水前置泵與主泵同軸布置、干式排渣機(jī)、循環(huán)水泵露天布置、全廠現(xiàn)場(chǎng)總線、凝結(jié)水泵全過(guò)程變頻調(diào)節(jié)等華能優(yōu)化設(shè)計(jì)成果。通過(guò)運(yùn)用側(cè)煤倉(cāng)布置、輸煤棧橋穿煙囪等華能典型設(shè)計(jì)，節(jié)約投資480萬(wàn)元。主蒸汽、一二次高溫再熱蒸汽管道采用“2-2”布置形式，節(jié)約投資378萬(wàn)元。全廠空壓機(jī)集中布置在煙囪零米層，減少用地，節(jié)約投資76.8萬(wàn)元。主要煙、氣、煤粉管道采用圓形管道，減少風(fēng)機(jī)能耗等14項(xiàng)優(yōu)化設(shè)計(jì)成果，共計(jì)節(jié)約投資5000萬(wàn)元。

　　“火焰山”最難的關(guān)口就是鍋爐焊接，收獲最大的也是焊接。安源電廠二次再熱機(jī)組鍋爐，比常規(guī)鍋爐的4道管道多出兩道，鍋爐出口主蒸汽壓力32.45兆帕，溫度605℃，一、二次再熱器出口蒸汽溫度623℃，是世界最高參數(shù)。由于機(jī)組的溫度和壓力參數(shù)高，受熱面管道直徑小、管壁厚、管排密，采用全氬弧焊接，空間狹小，位置困難，施工技術(shù)和施工難度非常高，它的成功與否對(duì)工程人員是個(gè)極大的挑戰(zhàn)。2014年8月21日，鍋爐末級(jí)過(guò)熱器出口集箱外直徑660毫米、壁厚160毫米，這道目前國(guó)內(nèi)最大壁厚的P92馬氏體鋼焊口，6名技術(shù)人員經(jīng)過(guò)不間斷84小時(shí)的連續(xù)作業(yè)，用掉200公斤P920焊條，一次檢驗(yàn)合格。據(jù)統(tǒng)計(jì)，安源電廠1號(hào)機(jī)組共完成焊口70423道，2號(hào)機(jī)組共完成焊口68437道，比常規(guī)機(jī)組焊口多出15000道左右。兩臺(tái)機(jī)組試運(yùn)過(guò)程和投產(chǎn)后沒(méi)有發(fā)生因焊接質(zhì)量造成鍋爐爆管影響生產(chǎn)。

　　走“火焰山”最順利的就是實(shí)現(xiàn)廠用電受電、鍋爐水壓、沖管、汽機(jī)扣缸、鍋爐點(diǎn)火等節(jié)點(diǎn)一次成功。1號(hào)機(jī)組鍋爐一次汽水壓試驗(yàn)壓力為51兆帕，為我國(guó)鍋爐水壓試驗(yàn)的最高壓力。為保證試壓成功，500多名作業(yè)人員加班加點(diǎn)3個(gè)多月，反復(fù)檢測(cè)，不斷試驗(yàn)，2014年11月25日，1號(hào)機(jī)組51兆帕水壓試驗(yàn)，全部焊口及法蘭、閥門等無(wú)一泄露、變形，水壓試驗(yàn)一次成功！

　　在安源電廠這兩臺(tái)機(jī)組的建設(shè)過(guò)程中，華能解決了“二次再熱機(jī)組動(dòng)態(tài)響應(yīng)分析、汽溫調(diào)節(jié)和協(xié)調(diào)控制策略研究”、 “二次再熱機(jī)組環(huán)保排放優(yōu)化研究”等10余項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)難題，打破了國(guó)外知識(shí)產(chǎn)權(quán)壁壘制約，為華能下一個(gè)二次再熱重點(diǎn)項(xiàng)目——華能萊蕪電廠100萬(wàn)千瓦超超臨界二次再熱燃煤機(jī)組建設(shè)提供了有力的技術(shù)支撐。