“早知有盘山,何必下江南”,新春的微风勾勒着盘山的旖旎秀美,中国能建天津电建承改的天津蓟州盘山电厂也在蓝天与青山间焕发出勃勃生机。这台国内首例创新升级及延寿改造的火电机组1号机完成满负荷试运行,汩汩电流并入京津冀,为绿色发展注入全新动能。
盘山电厂由2台530兆瓦的70年代俄制超临界燃煤机组组成,28年的不间断服役使其进入了寿命后期,机组设备老化严重,锅炉已被评为“安全预警”状态,各个部位也是“大修偶尔,小修不断”,风险倍增;再加上盘山电厂的电力生产许可证将于2026年到期,对机组的创新升级延寿改造迫在眉睫。
旧瓶装新酒,老厂换新机,天津电建承担起了为其改头换面的重任,拆除由上世纪列宁格勒机械厂生产的老旧设备,换装全新国产设备;利用部分旧有设施并通过维护、加固等手段,以实现延长主机寿命30年的目标。
“三无”设备 白手起家
万事开头难。
作为国内首台燃煤机组整机拆改、原地重建的国家示范项目,盘山项目团队面临“三无”的困境,即“工程无先例、同类无参考、经验无借鉴”。原有资料及图纸因时代的变迁而遗失、变更,项目的设计、施工方案编制只能结合现场实际情况与原系统进行反复推演、论证。
一改往日电厂“从无到有”的建设模式,盘山项目是“从有到空再到优”——历经设备拆除、基础加固、设备安装调试三个施工阶段,其间还穿插利旧设备改造、系统隔离及恢复等工作。重要的是,施工过程必须确保另一台机组稳定运行,同时叠加检修、技改、运行、基建等多种模式,安全风险极高,技术难度极大。
拆除有三难——空间限制难拆解、通道受限难倒运、运行设备难躲避。繁杂的交叉作业面,使得运行28年的旧机组充满了未知性。而孔洞、临边、高空及大件吊装等作业多,电缆的混杂交错,都提升了拆除过程中的风险辨识难度。面对复杂高危的拆除作业,项目团队在拆除时做到了提前辨识安全风险,细致入微地检查每一个吊点、生根点,反复校验锅炉、厂房内原有起重机械的性能,以确保每一项作业都能在安全的轨道上稳健前行。
项目经理刘建涛自豪地说,“仅仅历时221天,我们就完成了1号机组的整机拆除!”项目部在没有先例与经验参考的情况下,依靠创新思维和精湛技术,最终拆除设备总重超过2万吨、电缆拆除超过1200公里、保温及浇注料拆除超过4000吨,转运废旧设备超过1500车、清运建筑垃圾超过500车。这一壮举填补了国内大容量火电机组整机拆除的技术空白,也为我国能源行业老旧机组的延寿改造提供了宝贵经验。
加固“四个大”——工作量大、措施量大、障碍量大、安全风险大四个大问题。原俄式钢结构的设计标准已无法满足新机组的实际需求,项目部需依据国内新规范对现有利旧钢结构进行加固补强,以应对新的挑战。主钢柱的加固作业需要全部贯通锅炉的0至82米,加固量之大前所未有。更为复杂的是,钢结构上附着大量管道、电缆和平台等设备设施,加固过程中需要对其进行移位和恢复,这都增大了施工难度,而相互交叉、垂直的作业量也增加了安全风险。项目部对附着物进行了繁琐的清理和移除工作,同时搭建了大量脚手架以支撑加固作业。1号机组锅炉的钢结构加固工程,总重量高达1600吨,累计焊缝长度超过了4万米。
安装“小难散”——空间小、通道小;运输难、机械布置难;作业点零散。受限于既有钢结构的布局,运输与吊装通道狭窄,作业空间捉襟见肘,迫使锅炉本体、烟风道等处的作业不得不采用非传统施工法。常规的施工流程被拆解重组,分为两部分:“散件组装→整体部件→整体吊装→安装”,“整体部件→拆散→吊装→再组装→安装”,吊装与组装的工作量骤增。加之机组近三十年的运行,历经多次技术改造与缺陷消除,现场实况已与原始图纸大相径庭,设备管道间的碰撞问题层出不穷。项目经理刘建涛比喻道,“就像是在旧衣服上打补丁,有的需要在原来基础上继续修补,有的还需拆掉原来的补丁重新缝补。”面对设计变更频繁而复杂、新装与旧有设备管道交织碰撞的局面,项目团队在实践中摸索,在挑战中不断调整,力保工程质量与进度并驾齐驱。
施工高峰期恰逢夏季,作业区域局限于锅炉房和汽机房等封闭的作业空间内,2号机组的运行使得作业机组锅炉和厂房温度时常维持在38摄氏度左右,甚至一度高达44摄氏度。面对酷暑,施工团队依然坚守岗位,迎难而上,确保每一道工序都按计划推进。
旧瓶装新酒,又见老朋友。在先后完成了锅炉大板梁吊装、锅炉水压试验、发电机定子吊装、汽轮机低压缸扣盖、锅炉酸洗、锅炉点火吹管、首次并网等一系列工程节点后,运行近30年的“老伙计”又展新颜,1号机组顺利通过168小时满负荷试运行,这也标志着盘山电厂的延寿改造工程取得了阶段性胜利。改造后的盘山电厂1号机组由超临界机组升级为超超临界机组,供电煤耗从323克/千瓦时降低到<278克/千瓦时,深度调峰进化为改造后的20%THA,供热能力从2x258兆瓦进一步提升至2x630兆瓦,并新增以前不具备的供汽能力,以满足区域内日益增长的供热需求。为后续国内老旧燃煤机组实施延寿改造提供技术示范。
盘山电厂的成功改造实现了参数跨代升级,为国内老旧煤电机组创新技术升级和延寿提供了宝贵的示范样本,起到了引领作用。作为京津冀地区重要的电力支撑,盘山电厂将继续扮演其在保障电网稳定和满足区域供热需求中的重要角色。(供稿人:何胤龙)