一、項(xiàng)目概況
江蘇華美熱電公司2×350MW級(jí)超臨界循環(huán)流化床熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目，是徐州市委、市政府統(tǒng)籌推進(jìn)城區(qū)“熱電整合”重點(diǎn)民生工程，也是徐礦集團(tuán)“轉(zhuǎn)型轉(zhuǎn)移”發(fā)展的重點(diǎn)工程。
項(xiàng)目位于江蘇省徐州市泉山經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)，以“上大壓小”方式建設(shè)2臺(tái)350MW超臨界CFB供熱機(jī)組，配套建設(shè)熱網(wǎng)工程。工程概算投資32.1億元，于2014年3月18日開工建設(shè)，2016年2月27日機(jī)組雙投。項(xiàng)目三大主機(jī)分別為東方汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的三缸兩排氣超臨界抽氣供熱型汽輪機(jī)、東方鍋爐廠生產(chǎn)的1150T/H蒸發(fā)量超臨界循環(huán)流化床鍋爐和哈爾濱電機(jī)廠生產(chǎn)的水氫氫發(fā)電機(jī)。
二、前期設(shè)計(jì)優(yōu)化情況
該項(xiàng)目可研階段即提出“創(chuàng)新、節(jié)能、環(huán)保”的設(shè)計(jì)理念，打破常規(guī)循環(huán)流化床機(jī)組的固有模式，從系統(tǒng)配置、主要設(shè)備選型、主要工藝流程和技術(shù)方案等方面入手，以嶄新的視角切入超臨界機(jī)組的各項(xiàng)議題，按照專業(yè)組進(jìn)行分解，參照初可研階段設(shè)計(jì)單位意見，進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)的優(yōu)化，并建立優(yōu)化目錄，共形成四十一個(gè)優(yōu)化專題。
（1）以“精準(zhǔn)、連續(xù)、穩(wěn)定給煤”為目標(biāo)，做好給煤大系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)。
儲(chǔ)煤輸煤系統(tǒng)采用：全封閉雙煤場(chǎng)+全斷面、無“死角”采樣機(jī)+三級(jí)篩分兩級(jí)破碎系統(tǒng)，保證了入廠煤成為入爐煤前的兩大關(guān)鍵指標(biāo)“低水分、標(biāo)準(zhǔn)顆粒度”，采樣、即時(shí)分析為運(yùn)行人員操作調(diào)整工作提供重要依據(jù)，為機(jī)組經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定運(yùn)行創(chuàng)造良好的條件。
爐前給煤系統(tǒng)采用：大容積方形煤倉+中心給料機(jī)+爐前一級(jí)皮帶給煤機(jī)+大傾角方形落煤管+鑄鋼方形給煤口+四層三面噴吹式播煤風(fēng)系統(tǒng)。降低煤倉的工程造價(jià)，提高了入爐煤系統(tǒng)的煤種適應(yīng)性，降低了運(yùn)行人員的操作難度。
（2）以“少積灰、慢磨損、零腐蝕、高利用”為目標(biāo)，優(yōu)化尾部受熱面結(jié)構(gòu)。
采用：H型鰭片式省煤器+管式空氣預(yù)熱器（末級(jí)采用搪瓷管）+H型鰭片式低溫省煤器+對(duì)吹式無死區(qū)高重疊度蒸汽吹灰器（汽源取自低溫再熱器入口），降低受熱面積灰，避免了空預(yù)器低溫段的腐蝕，低煙氣流速設(shè)計(jì)減緩了受熱面的磨損，提高尾部傳熱效率，并程度的利用鍋爐煙氣余熱。
（3）以“超凈排放：50、35、5”為目標(biāo)，高標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)環(huán)保系統(tǒng)。
煙氣除塵系統(tǒng)：低壓脈沖固定行列式布袋除塵器+濕式電除塵器，實(shí)現(xiàn)煙塵排放低于5mg/Nm3。
煙氣脫硫系統(tǒng)：返料腿多點(diǎn)給料式爐內(nèi)噴鈣干法脫硫+“引增合一”雙級(jí)動(dòng)葉可調(diào)式軸流引風(fēng)機(jī)+單塔多層濕法脫硫系統(tǒng)。節(jié)約投資，提高鍋爐對(duì)于高硫煤的負(fù)荷適應(yīng)性，實(shí)現(xiàn)煙氣SO2超低排放。
脫硝系統(tǒng)：低氮燃燒CFB技術(shù)（布風(fēng)板分區(qū)、高效二次風(fēng)、高效旋風(fēng)分離器、均勻連續(xù)爐前給煤系統(tǒng)）+多點(diǎn)對(duì)沖式SNCR系統(tǒng)+尾部SCR系統(tǒng)預(yù)留設(shè)計(jì)，充分發(fā)揮CFB鍋爐的低氮燃燒優(yōu)勢(shì)，豐富NOx調(diào)節(jié)手段，提高全負(fù)荷、多煤種、復(fù)雜工況下的脫硝系統(tǒng)適應(yīng)能力。
（4）以降低管損為主導(dǎo)，附屬系統(tǒng)給四大管道設(shè)計(jì)讓路。
縮短管道長(zhǎng)度（汽輪發(fā)電機(jī)中心線到鍋爐K1柱距離縮短2.5米）+合理大管徑設(shè)計(jì)+介質(zhì)流速+最少的閥門、彎頭管件+最小擴(kuò)散角管口+大曲率彎道，盡可能降低管道沿程阻力損失及局部損失。
（5）以降低廠用電、提高機(jī)組熱效率為主導(dǎo)，穩(wěn)步推廣新技術(shù)。
大負(fù)荷轉(zhuǎn)機(jī)采用變頻技術(shù)：一次風(fēng)機(jī)變頻電機(jī)+二次風(fēng)機(jī)變頻電機(jī)+循環(huán)水泵變頻電機(jī)+單凝結(jié)水泵變頻電機(jī)，降低廠用電率。
真空泵冷卻水雙系統(tǒng)：空調(diào)冷凍水系統(tǒng)+開式冷卻水系統(tǒng)，夏季高溫時(shí)采用前者，其他時(shí)段采用后者，按照季節(jié)溫度變化差異化操作，降低工作液溫度提高機(jī)組真空，提高汽輪機(jī)熱效率。
（6）以“一體化設(shè)計(jì)”為主導(dǎo)，跨專業(yè)、跨區(qū)域，實(shí)現(xiàn)同類型設(shè)備統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。
ETS、DEH、DCS控制系統(tǒng)一體化+消防系統(tǒng)、暖通空調(diào)系統(tǒng)等輔助網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)一體化+功能相同或者相近的設(shè)備全廠品牌一體化。易于維護(hù)，備件共享，降低投資及運(yùn)營(yíng)成本。
三、鍋爐安裝過程控制
該項(xiàng)目單臺(tái)機(jī)組單位工程共有118項(xiàng)，其中安裝單位工程64項(xiàng)，安裝應(yīng)驗(yàn)收分項(xiàng)工程994個(gè)，質(zhì)量監(jiān)督工作量巨大，僅單臺(tái)鍋爐本體安裝分項(xiàng)工程就達(dá)86項(xiàng)。因此需要抓住重點(diǎn)，以重要環(huán)節(jié)質(zhì)量管控帶動(dòng)整體施工質(zhì)量的高標(biāo)準(zhǔn)。
鍋爐安裝工程的重點(diǎn)項(xiàng)目有三十六項(xiàng)，下面篩選出十四條進(jìn)行詳述：
（1）承壓管道焊接質(zhì)量控制，特別是P91管道的焊接作業(yè)，嚴(yán)格按照焊接工藝要求進(jìn)行質(zhì)量控制，施工過程中對(duì)不負(fù)責(zé)任的焊接隊(duì)伍及金屬監(jiān)督人員堅(jiān)決予以清退。
（2）水冷壁管平整度、光滑度控制，留足水冷壁安裝時(shí)間，嚴(yán)格執(zhí)行小管徑窄鰭片管排焊接工藝，嚴(yán)禁打亂焊接順序，嚴(yán)禁趕工多人集中作業(yè)，對(duì)于變形管排換管處理，管子及鰭片工地焊縫打磨平整，對(duì)口管折口控制2mm/每20cm，對(duì)于制造焊縫進(jìn)行多次檢查、補(bǔ)焊、打磨，在水冷壁安裝過程中安排六次集中驗(yàn)收，每層每根水冷壁管統(tǒng)一編號(hào)，每一道焊口檢查整改責(zé)任到人。
（3）汽水連接管道安裝前進(jìn)行內(nèi)管壁噴砂處理，嚴(yán)格執(zhí)行潔凈化施工，油、水、汽管道進(jìn)行三次吹掃：焊接前單根管壓縮空氣吹掃、焊接后管道系統(tǒng)壓縮空氣吹掃、蒸汽吹掃，并進(jìn)行水壓試驗(yàn)，高標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)收。
（4）保溫施工從材料進(jìn)場(chǎng)到退場(chǎng)全程專人跟蹤監(jiān)控，材料復(fù)檢、金屬件復(fù)檢、保溫表面清理準(zhǔn)備工作一項(xiàng)不漏；安裝經(jīng)緯線劃好驗(yàn)收完成后允許金屬件焊接；一層保溫材料覆蓋完畢鎖片檢查合格允許安裝第二層；爐墻拐角、管道彎頭、三通、閥門等特殊區(qū)域錯(cuò)縫預(yù)留驗(yàn)收合格允許繼續(xù)鋪棉；保溫完成厚度測(cè)量合格后允許焊接扁鋼。
（5）澆注料施工前召開優(yōu)化專題會(huì)，拐角部位、易磨損部位、施工難點(diǎn)部位、支撐薄弱部位施工方案重點(diǎn)論證，不同材料搭接方法、施工順序重點(diǎn)討論，膨脹縫統(tǒng)一設(shè)計(jì)。
（6）彈簧支吊架施工前對(duì)定位銷進(jìn)行編號(hào)，彈簧調(diào)整實(shí)行三方旁站，定位銷取出工序須三方負(fù)責(zé)人確認(rèn)簽字，調(diào)整完畢后施工單位須按照編號(hào)返還定位銷，數(shù)量不足或者外觀有打砸痕跡須對(duì)相應(yīng)的彈簧進(jìn)行復(fù)檢并考核。
（7）重要的安裝間隙調(diào)整，如穿墻管、穿墻噴口、爐膛/分離器接口、風(fēng)道/爐膛接口、尾部煙道接口、膜式與鋼板煙道接口等嚴(yán)格按照?qǐng)D紙控制尺寸，對(duì)于熱態(tài)位移較大的部位，按照膨脹方向反向預(yù)留，取控制數(shù)值。
（8）風(fēng)帽安裝質(zhì)量控制，校正布風(fēng)板鰭片安裝平整度，制做好安裝中心點(diǎn)網(wǎng)線，區(qū)分10/9孔風(fēng)帽做好標(biāo)記并復(fù)檢，風(fēng)帽噴孔保持兩兩相對(duì)，對(duì)風(fēng)帽垂直度進(jìn)行多次嚴(yán)格驗(yàn)收，控制焊縫高度、長(zhǎng)度、角度符合圖紙要求。排渣口導(dǎo)向風(fēng)管安裝控制夾角中心與排渣管中心對(duì)中。
（9）嚴(yán)格執(zhí)行受熱面、煙風(fēng)道、容器的滲油試驗(yàn)驗(yàn)收，如布風(fēng)板周圈密封焊縫、煙風(fēng)道密封焊縫、爐頂水冷壁密封焊縫、油罐密封焊縫、低溫省煤器外煙道密封焊縫等，要多次驗(yàn)收，不放過每一個(gè)漏點(diǎn)。
（10）旋風(fēng)分離器安裝須制作圓度控制支架及圓度測(cè)量板，盡量依托圓度控制支架進(jìn)行地面組裝焊接，減少空中焊接拼縫數(shù)量，安裝完成拆除控制架后要用測(cè)量板對(duì)分離器分多層測(cè)量驗(yàn)收，圓度不合格的部位做好記錄、整改、閉環(huán)控制。中心筒安裝須區(qū)分清楚焊接死與動(dòng)態(tài)滑動(dòng)點(diǎn)，滑動(dòng)部位檢修上線控制，對(duì)鋼板毛刺邊緣進(jìn)行打磨，滿足旋風(fēng)分離器、中心筒、出口煙道的對(duì)中要求，沿徑向多點(diǎn)測(cè)量保證精度。
（11）尾部蛇形管排的間隙控制均勻，安裝前做好空預(yù)器搪瓷管防碰隔屏，防磨護(hù)瓦焊接死點(diǎn)、滑動(dòng)點(diǎn)區(qū)分清楚。
（12）銷釘補(bǔ)焊使用專用銷釘焊接設(shè)備，焊接前對(duì)銷釘進(jìn)行材質(zhì)復(fù)檢，焊接時(shí)控制焊接電流，降低銷釘管面熔深，嚴(yán)格按照制造廠銷釘焊接形式進(jìn)行焊接，嚴(yán)禁無規(guī)律隨意焊接，焊接完成須進(jìn)行敲擊檢驗(yàn)。
（13）剛性梁安裝質(zhì)量控制，重視質(zhì)量控制前提條件：水冷壁、旋風(fēng)分離器等膜式受熱面安裝平整度須達(dá)標(biāo)，控制要點(diǎn)：按照剛性梁的整體傳力方向，區(qū)分動(dòng)、靜點(diǎn)，測(cè)量、調(diào)整角部連接鉸鏈角度及角部剛性梁與膜式壁的距離，檢查、調(diào)整垂直剛性梁與水平剛性量連接螺栓與行走槽兩端距離，檢查、整改剛性梁工地焊縫坡口形式、焊高、加強(qiáng)板焊接質(zhì)量等。
（14）動(dòng)靜部件的重要膨脹節(jié)預(yù)拉預(yù)壓控制，播煤風(fēng)道、回料器、尾部煙道、排渣管處膨脹節(jié)沿膨脹方向預(yù)拉伸或壓縮，保證熱態(tài)三維補(bǔ)償充分。
四、新技術(shù)應(yīng)用
1、寬負(fù)荷高效低溫省煤器設(shè)計(jì)
本項(xiàng)目低溫省煤器位于引風(fēng)機(jī)與脫硫塔連接煙道水平段，回收煙氣余熱。通過優(yōu)化取水口位置，采用優(yōu)質(zhì)耐腐蝕材料（ND鋼），以工作條件最差的一根管子的金屬壁溫為參考值，優(yōu)化管排空間的溫度分布，達(dá)到防止低溫腐蝕的目的；采用先進(jìn)軟件對(duì)進(jìn)口大小頭處導(dǎo)流板進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，并設(shè)置一排假管，解決了受熱面的磨損問題；優(yōu)化取水口的設(shè)計(jì)方式，采用兩路進(jìn)水，以進(jìn)口水溫70℃作為界點(diǎn)，進(jìn)行接入口切換，具有更為靈活的負(fù)荷適應(yīng)能力，系統(tǒng)的負(fù)荷可用率較高。另外，優(yōu)化接水點(diǎn)切換運(yùn)行方式，使管閥設(shè)計(jì)相對(duì)簡(jiǎn)單，系統(tǒng)穩(wěn)定性提高，減小了運(yùn)行人員工作量，檢修維護(hù)費(fèi)用相對(duì)較低。
冷卻水取水口位置為#8低壓加熱器出口或#7低壓加熱器出口，加熱后的回水至#5低加入口，按照低溫省煤器的入口水溫進(jìn)行相應(yīng)的切換。當(dāng)#8低加出口水溫高于70℃時(shí)，系統(tǒng)從#8低加出口取部分凝結(jié)水，經(jīng)低溫省煤器加熱后回#5低加入口；當(dāng)#8低加出口水溫低于70℃時(shí)，為防止壁溫過低造成嚴(yán)重的低溫腐蝕，系統(tǒng)從#7低加出口取水，保證設(shè)備入