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火力发电技术升级之路 第 1页 共 5页 中国电力报/2011年/6月/2日/第 001版 火力发电技术升级之路 ——西北电力设计院空冷系统设计研究纪实 本报记者 彭文萍 见习记者 曹凯旋 通讯员 张慧 宁夏灵武电厂世界首台百万千瓦直接空冷机组的成功投产,让空冷系统设计技术备受瞩目, 承担设计任务的中国电力工程顾问集团西北电力设计院(简称西北院)在产业技术升级的道路上, 以国家建设资源节约型社会为导向,秉承服务社会发展,促进环境和谐的企业宗旨,长期与多家 科研机构密切配合,一次次...

火力发电技术升级之路
第 1页 共 5页 中国电力报/2011年/6月/2日/第 001版 火力发电技术升级之路 ——西北电力设计院空冷系统设计研究纪实 本报记者 彭文萍 见习记者 曹凯旋 通讯员 张慧 宁夏灵武电厂世界首台百万千瓦直接空冷机组的成功投产,让空冷系统设计技术备受瞩目, 承担设计任务的中国电力工程顾问集团西北电力设计院(简称西北院)在产业技术升级的道路上, 以国家建设资源节约型社会为导向,秉承服务社会发展,促进环境和谐的企业宗旨,长期与多家 科研机构密切配合,一次次技术攻关,一次次实验论证,一项项实践积累⋯⋯过硬的设计能力再 一次在灵武电厂得到印证。同时,空冷的国产品牌实现了自主掌握,彻底摆脱了国外垄断。 垄断封锁 挡不住攻克难关的脚步 在水资源日趋贫乏的今天,特别是富煤贫水地区,空冷和传统的湿冷相比,是新建火电厂理 想的选择。上世纪 30 年代末世界上首台直接空冷火电机组成功投运以来,空冷技术在发达国家 得到了快速发展。然而,该技术在上个世纪的中国却进展缓慢。 4 月底,在宁夏灵武电厂成功投产的两台百万千瓦超超临界直接空冷机组,开启了国内火电 建设新的里程碑,标志着长期被国外垄断的直接空冷系统设计技术已经完全被中国人自己掌握。 承担灵武电厂直接空冷系统设计的西北院,长年以来在关注电力前沿技术、加大科研攻关力度、 储备电力高端人才方面有着执著不变的追求。 谈起空冷,不得不提起一位备受整个行业敬重的国家级设计大师———陈祖茂,他是我国火 力发电厂空冷技术发展史的见证人。这位西北院原总工程师,如今已 70高龄,可依旧精力充沛, 思维敏捷,每天都忙碌在科研一线,乐此不疲。 “国外公司的技术垄断和我国‘三北’地区的特殊地质、能源、气候特点,要求我们必须开 发出自己的成熟的空冷技术,抢占空冷发电技术制高点,这样才能不受制于人。”设计大师陈祖 茂回忆说,“2002 年我国开始引进国外的技术,但当时希望技术合作,国外公司根本不答应。技 术落后导致了本世纪初空冷机组市场价格异常昂贵。我们一直咽不下这口气。”在长达几十年的 时间里,空冷技术都由国外垄断,我国不得不花费大量资金进口国外技术和设备。对于每一位从 事火电设计的专家来说,国外技术封锁和国外专家说一不二的神情,是心头挥之不去的隐痛。 火电空冷技术是一个高科技含量的工程,其系统设计研究历史可追溯到上个世纪 60 年代。 大量的技术需要创新,大量基础数据需要论证,在打破垄断、实现自主化和国产化的道路上,西 北院一直走在前面。当然,这不是某个人或某一家机构可以单独完成的,它的发展,必须包含政 府的支持和产、学、研各个领域的通力合作。作为早期投入技术研发力量的机构之一,1966年, 西北院率先在国内开展空冷试验,并于 1972 年在庆阳石油工业基地成功设计了我国首台国产化 空冷发电机组。在此后 20 余年时间里,新疆红雁池电厂、榆社电厂、国电兆光电厂等火电项目 中,一次次的创新和超越,几代人的精神接力,西北院用执著和坚毅不断突破垄断壁垒,触摸新 的技术高度。 经济安全 团队协作塑造设计灵魂 2004年,在国家相关政策以及中国电力投资集团公司支持下,在中国电力工程顾问集团公司 的领导和组织下,依托通辽电厂,西北院与其他兄弟院、哈空调及全国多家科研机构开展了直接 空冷技术国产化联合技术攻关,并在短时间内取得了成果。西北院赵文学副总工担任了攻关组副 第 2页 共 5页 组长,参与了多个专业的组织协调工作,随后编写完成的大型空冷机组直接空冷系统关键设计技 术研究和设计导则,获中国电力工程顾问集团公司 2009年科学技术奖一等奖。 2005年,西北院系统研发组与西安交通大学合作进行了排汽管道系统的物模、数模流态试验 工作,设计人员完全掌握了管道稳定性能和应力状况,获得排汽管道及各部件的阻力系数,并迅 速将研究成果成功应用在了工程实践中。 2006 年,由西北院承担设计的空冷国产化项目华能铜川电厂一期(2 台 60 万千瓦)工程开 工建设,并于次年顺利投入运行。 2007年,为进一步发展空冷事业,原西北院“空冷研究小组”转型为集设计、科研、开发及 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 化为一体的空冷系统设计研究机构———“空冷技术中心”。 2008年,为更好地实现市场化运作,该技术中心与中国电力工程顾问集团科技开发股份有限 公司联合成立空冷技术研究中心。 随后,蒲城电厂三期 2台 60万千瓦机组、河北定州 2台 60万千瓦机组、国华呼伦贝尔 2台 60万千瓦机组相继投入运行,空冷技术在超临界空冷机组工程中积累了丰富的实践经验。 在空冷系统研发过程中,西北院采用了研发与工程结合的项目管理体系,不同于传统的机构 组织模式,也不同于单纯的项目组织模式,兼有技术研发和工程设计两者特点及两方面的责任, 打破了部门界限和项目管理模式的形式,为空冷系统的设计研发工作注入了活力。 西北院将企业的优势资源集中到研发工作中的重点环节,成立了以总工程师朱军为首,国家 级设计大师陈祖茂担任常务副主任的研发机构,并依据空冷系统的特点,分设冷却系统、管道系 统、结构系统、电控系统四个小组,明确了空冷技术的发展目标:研究总结提高直接空冷系统自 主化设计的同时,掌握各类空冷系统的核心技术。这个研发团队中,担任系统研发负责人的各专 家在设计行业中都占有一席之地,中国电力工程顾集团公司的专家和特级专家不乏其人,在产学 研为一体的组织机构中发挥了重要作用。 “这里的研发氛围很好,是西北院为我们搭建了这个平台”,享有中国电力工程顾集团公司 专家称号的唐燕萍这样说。为了让整个复杂的系统设置最合理、最经济、最安全,唐燕萍负责的 冷却系统专家团队展开了长达一年半的潜心研究,经过大量数据模拟运算,解决了空冷技术自主 化必须面对的难题之一。2007年,国内第一个具有自主知识产权的直接空冷系统优化软件在西北 院诞生。“国内首创,国际先进”,在当年的专家鉴定会上,多位权威专家对该软件最终给出了这 样的评价。 刘欣,机械工程技术部主任,教授级高工,曾参加中国电力工程顾问集团空冷攻关管道系统 研发工作,参加了大型直接空冷系统设计导则的编写工作。“设计导则是设计实践经验的总结和 提炼,是智慧与心血的结晶,能承担集团公司的科研标准化工作我们既荣幸也深感自豪。”刘欣 在完成了大量的总结工作后由衷地说。 赵春莲,教授级高工,主任工程师,集团公司特级专家,结构系统研发组组长,在空冷设计 研究过程当中,与西安建筑科技大学成立空冷结构课题组,合作开展直接空冷结构体系研究,通 过全面、系统的分析研究,最终掌握了涵盖各类平台的结构设计能力。赵春莲随后完成的“直接 空冷凝汽器支撑结构设计导则”获得好评。2010年 5月,赵春莲参加完成的新型风机桥架结构型 式获得国家知识产权局“一种大直径风机的支撑桁架结构”实用新型专利证书。 钟晓春,教授级高工,热机专业首席工程师,集团公司特级专家。作为火电厂龙头专业的主 任工程师,钟晓春先后参加了空冷系统多项研究报告的撰写工作。了解钟晓春的人都知道,她靠 的是敬业,靠的是坚韧,靠的是认真负责的工作精神。快人快语的钟晓春常说,一个人没有良好 的职业道德、缺乏敬业精神,终将一事无成。她欣赏的是认真的人,钻研的人。她干练的工作作 风、缜密的思维、丰富的专业知识,是自身的性格使然,更是 20 年工作生涯认真钻研的沉积。 2010年 3月,钟晓春参加完成直接空冷排汽管道的设计获得国家知识产权局“空冷排汽管道外观 设计”专利证书。 第 3页 共 5页 在各研发系统的成员中,全部都从事过空冷技术研究,其中青年专家占居多位。 参与过空冷技术各项专题研究的设计人员无一不是在火力发电设计行业积累了丰富经验的 专家,无一不热爱着这个富有挑战的行业。“勇于反思,崇尚创新,超越自我”,研发团队里的每 位成员都以创作每一件作品的态度对待每一项工作,以积极的心态,对待工作中的每一个难题。 设计大师和专家经常与青年设计技术人员一起讨论 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 ,这种务实平等的研发氛围,促使团队成 员不断地涉猎新知识、新领域,虚心地学习借鉴,努力做到触类旁通,直至最终掌握。在业主需 求多元化,工程进度不断面临新要求的今天,一心一意的研发,有时也会感到压力太大,也会有 力不从心的感觉。但西北院给研发团队创造了良好的研发空间和氛围,让技术骨干有时间静下心 来踏踏实实地挑战技术难题,多看、多想、多做、多积累,这也是研发团队这些年来对自己、对 团队成员的一贯要求。 西北院在中国电力工程顾问集团公司的领导下,牢记央企责任,长年不断地投入了大量的资 金和人力资源,以潜心研究、不计得失的态度扯起一面“勇于担当”的旗帜。决策者对科研的高 度重视,产学研用相结合的高效 制度 关于办公室下班关闭电源制度矿山事故隐患举报和奖励制度制度下载人事管理制度doc盘点制度下载 ,完整有序的人才梯队,是隐藏在成功背后的利器,引导西 北院不断超越和突破。西北院院长张文斌说:“重视人力资源的开发与投入,把人才作为企业可 持续发展的创业之本、竞争之本、发展之本。不断完善的教育培训体系、职业发展体系、各种执 业资格注册工程师的培训等措施,为人才成长提供了良好的平台和广阔的发展空间,也为企业提 供了源源不断的活力。” 空冷品牌 国产化机组挑战极限 华电宁夏灵武发电有限公司位于宁夏回族自治区灵武市境内,距银川市中心约 45 千米,距 灵武市区约 6千米,交通便利,选址靠近水源、煤源,是典型的大型坑口电站。2007年,西北院 中标灵武电厂二期 2 台百万千瓦空冷燃煤机组项目设计。在地处 8 度地震区的“塞上江南”,人 类首次向百万千瓦级的空冷系统发出挑战,没有参考,更无技术援助。 西北院高级工程师、机组设计总工程师史亚乐,一位质朴的青年,他告诉记者,灵武电厂地 处烈度较高的 8度地震区,这大大增加了设计难度。雪上加霜的是,地质勘测结果显示,项目现 场土层 20 米以上由粉土和沙土组成,具有像水一样的液化性,属于严重液化土层,不能作为建 筑物的持力层,必须进行地基处理。 “电厂一期工程的空冷岛为国外公司设计,我们自己研发的二期工程空冷岛与之相比毫不逊 色,而且我们百万千瓦的空冷岛,不仅更有效率,而且更安全、更合理、更经济。”史亚乐语气 中透露出些许自豪。 西北院高级顾问、前院长雷克昌,这位年近七旬的火电人是西北院灵武工程组里的“元老” 之一。从一二期项目选址到成功投产的 6年里,灵武电厂的一草一木都牵动着他的心。雷克昌说, 在高烈度地震区进行百瓦千瓦直接空冷机组设计,在国际上尚属首次,设计中会面临诸多新情况。 同时,当空冷等级增加到百万千瓦后,工艺设备的重量也将成倍增长,这也将带来一系列的技术 难题。 “头重脚轻”的空冷岛如何布局?多达 80 台的空冷机组如何摆放?夏季风速和系统降温之 间的矛盾如何协调?环境因素的限制和空冷等级的突破,将太多太多的系统优化难题摆在了西北 院面前。 和众人的疑虑相比,西北院人没有退缩。“这是世界上首台百万千瓦空冷机组,是有风险的, 但西北院多年的空冷设计研究告诉我们,成功有十分把握”,西北院院长张文斌在灵武二期即将 通过 168试运前夕这样说。西北院一定会交出满意的答卷。西北院需要通过这次考试来检验几十 年来的技术积累,更需要证明中国人完全有能力摆脱国外技术垄断。 火力发电厂中的空冷系统,设置有几十米高的空冷岛,以保证足够的空气流通。当空冷机组 等级从 60 万千瓦提升到百万千瓦后,空冷结构平台的高度也将从 45 米上升到 50 米。然而,随 第 4页 共 5页 着空冷支架高度的增加,整个结构的稳定性会大受影响。这将给整个空冷岛的结构稳定造成难题。 如何优化空冷岛的结构布局成为首要解决的问题之一。 为进一步掌握空冷凝汽器设备、排汽管道与空冷结构平台之间在地震作用下的相互作用关 系,2009年,西北院空冷技术中心与中国建筑科学研究院合作进行并完成了“百万千瓦直接空冷 机组支架结构———设备系统振动台动态试验”。 这项开创性的试验是世界上首次进行的结构、设备联动振动台动态试验,按照 1∶20的比例 实物缩小,先由 7度小震开始,历经 8度小震、中震、大震,较为真实地再现了整个结构系统在 地震作用下的性能,使西北院准确掌握了空冷凝汽器设备、排汽管道与空冷结构平台间在地震作 用下的相互关系。 “振动台动态试验不仅是实践和理念上的双重创新,更具有极高的学术价值,使我们掌握了 不同地质活动下的工程抗震性能”,西北院空冷技术中心博士李红星介绍,在空冷系统的实际工 程中,就连国外空冷企业也往往将设备与结构平台分开计算,相比之下,西北院的做法更加严谨、 科学。这个 30 岁出头的新生代空冷代 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf ,不仅学识渊博、思路新颖,而且和他的前辈们一样, 对空冷技术有着近乎狂热的偏爱。李红星自进入西北院工作以来,被西北院负责任地任命为结构 体系项目的负责人之一,他始终潜心研究主厂房混合结构体系概念,亲自感受研发挑战和快乐, 曾获得陕西省科学技术进步二等奖,2010年被认定为陕西省“科技新星”。 灵武电厂百万千瓦直接空冷系统排汽管道管径达 7.65米,而壁厚仅有 25毫米。为更准确显 示实践运行状况,技术人员将导汽管引入计算模型,系统地研究排汽管道对称布置形式和不对称 布置形式下的流量分配和阻力特性,获得了最佳的导流片结构、数量以及分布形式数据。西北院 还与西北工业大学等院校合作,进行排汽管道采用大型通用有限元软件 ANSYS应力分析及计算, 进行多种载荷工况下结构的强度、刚度、稳定性等力学性能分析。 灵武电厂地处高海拔地区,气温和风向变化不一,而空冷机组对这些气象条件均有严格的要 求。西北院与北京大学展开合作,进行百万千瓦机组直接空冷系统影响数模试验,掌握了气温、 风向及风速等气象因素对空冷凝汽器的风机效率和散热效率的影响规律,使整个设计方案的优 化、合理、安全得到了最大程度地保证。 拥抱市场 想得更远做得更好 如今,从零下 46摄氏度的国内呼伦贝尔,到零上 40摄氏度的国外马来西亚沙巴,都有西北 院设计的空冷机组在运转。 目前,各项指标显示,灵武电厂二期运转正常。项目设计任务已经结束,可空冷系统设计完 全自主化产生的影响却刚刚开始。 空冷技术发展到今天,还有哪些难题需要解决?西北院人在一次次的探索中不断地思考着: 30万千瓦、60万千瓦、100万千瓦的机组类型空冷结构平台差异程度如何?空冷凝汽器设备、排 汽管道与空冷结构平台之间的相互作用关系如何达到最优? 垄断壁垒被打破,但西北院清醒地认识到,就富煤贫水的西北地区而言,采取高节水能力的 空冷技术或许将成为我国未来煤电基地建设的方向。我国水资源非常贫乏,人均淡水资源量只占 世界人均的四分之一,且分布极不均衡,北方水资源总量仅有全国的 12%。然而,我国西北地区 煤炭储量巨大,拥有超过全国 87%煤炭资源,将逐渐成为本世纪重要的能源基地。灵武电厂地处 国家 13 个大型煤炭基地之一的宁东能源基地,这里规划建设的八大电厂将形成两千万千瓦级火 电基地,相当于建了一个“火电三峡”。毫无疑问,空冷技术的发展势头还将持续升温。 对西北院而言,在外部良好的发展环境和自身无可替代的技术优势双重作用下,空冷系统设 计方面的业务量也在不断攀升。据统计,西北院设计的空冷系统发电厂已投产的达 18 个,累计 装机容量 1720 万千瓦,目前尚有 27 个正在进行施工图设计或在建项目,约计 2535 万千瓦,而 且还有部分空冷发电厂的项目正在进行工程可行性研究或初步设计。西北院空冷设计的品牌效应 第 5页 共 5页 正在彰显,几代西北院人的技术传承和默默努力必将换来丰硕的回报。 研究没有止境,空冷研究工作又踏上了新的研究征程。陈祖茂表示,我国西北地区气候条件 差异较大,这给空冷设计带来了很多新的课题,如在风速超过 30 米的地区如何设计空冷系统? 夏季气压和气温变化时,如何有效提高机组效率?虽已 70 岁,可设计大师陈祖茂依旧有太多太 多的想法要去实现,他说:“打破国外垄断之后,我的脚步不会停止,只要事业需要,我会一直 工作下去。”想得更远,做得更好,在实现“建设国际型工程公司”战略目标的道路上,西北院 优良的企业作风再次彰显魅力。
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