在火电厂基建过程中,机组启动调试工作是电 厂基建的最后一道工序,是全面检查考验机组各设 备的设计、制造、安装、调试和生产准备情况的重要 环节,通过调试工作能发现机组潜在的各种缺陷。 调试工作的有序进行是保证机组安全、可靠运行的 关键。
国电建投内蒙古能源有限公司布连电厂(以下 简称布连电厂)2×660 MW超超临界燃煤空冷机组是蒙西地区首台超超临界火电机组,其设计理念先 进,采用了很多新技术、新设备。其设计汽轮机主 汽压力达27 MPa,高于常规1000 MW超超临界机 组;锅炉四大风机、空预器均采用1×100%容量单列 配置;机组采用1×100%容量汽动给水泵组,并与前 置泵同轴布置;机组采用100%高压旁路系统,取消 过热器安全阀;机组设计FCB功能。
为使布连电厂试运调试工作顺利进行、全过程 规范可控,机组各项指标达到设计要求,调试工作 在项目部组建、调试安全质量管理、精细化调试等 方面进行了现代化管理理念的实践。
1 精细化调试管理方法随着电力工业水平的提高,超(超超)临界机组 已成为火电工程建设的主流机组,提高调试质量、 加强调试深度是调试工作面临的主要任务。为此, 在布连电厂2×660 MW超超临界机组的调试过程中 采用了中国国电集团公司的“精细化调试”管理方 法。
“精细化调试”是一套覆盖工程建设全过程,包 括目标、措施、验收等环节的调试管理办法[1, 2, 3]。该 方法在《火力发电建设工程启动试运及验收规程》、 《火电工程调整试运质量检验及评定标准》等相关 标准和管理规定的基础上,从完善设计优化、精细 化安装等阶段入手,在完成常规调试项目的基础 上,结合工程实际情况,通过精调、细调、深调,优化 运行方式;检查、测试全厂热力系统状况,分析、评 估系统运行情况,提出各系统对经济指标的影响和 改善建议;对于与设计值存在偏差的参数,认真查 实原因,确定解决方案,进行系统完善;了解机组在 偏离设计工况的运行条件下各项性能指标和适应 能力,深入发掘机组节能潜力。
2 调试项目部组建形式选择 2.1 常规模式 2.1.1 结构项目组织构成一般分为职能制形式、项目制形 式、矩阵制形式[4, 5, 6]。根据火电机组调试单位及火电 项目本身的特点,国内大部分火电工程调试企业采 用的是矩阵制组织结构(如图 1所示)。
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图 1 常规矩阵制模式 |
常规矩阵制组织结构具有项目整体目标明确、 人员配置灵活、便于调试经验积累、能够有效利用 企业人员和设备等优势。调试项目部人员由各专 业科室抽调人员临时组成,项目部设项目经理或调 总,对现场各专业技术人员进行管理。但专业调试 人员最终所属还是各专业科室,专业科室对现场专 业调试人员的工资奖金、岗位提升、工作任务分配 有最终的调配权。这就造成现场专业调试人员的 多头领导,有时需要兼顾现场工作与专业科室工 作,使调试人员不能全身心的投入到现场工作之 中,影响工作效率[7]。同时,矩阵制组织形式的项目 经理一般是从专业科室中挑选综合能力较强的人 员承担,项目经理在协调专业人员和设备仪器方面 要面向多个专业科室,有时需要借助院生产管理部 门的帮助。
2.2 改进后模式针对常规矩阵制模式存在的问题,内蒙古电力 科学研究院(以下简称内蒙古电科院)进行了机构 改革,成立了综合试验中心。综合试验中心包括汽 机、锅炉、热控、继保、高压、化学6个专业,专职从事 火电厂、变电站调试及火电厂现场试验。原专业科室编制不变,主要从事技术监督和科研创新工作。 通过该项机构改革,使专业人员专职专干,精力较 为集中。同时,调试现场项目部直接从综合试验中 心内部组建,使以前的专业科室之间协调变为专业 科室内部协调,提高了现场项目部的运作效率,增 强了现场调试人员的归属感。改进后的调试组织 机构如图 2所示。
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图 2 改进后矩阵制模式 |
调试工作需提前介入,能够提早进行技术储备 并发现问题。介入形式一般包括参加设计联络会 和图纸会审,对系统布置、设备选型、工艺流程提出 意见和建议;参加DCS前期逻辑组态讨论及DCS出 厂验收;协助确定冷态动力场测点及性能试验测点 布置等。针对布连电厂的特点,内蒙古电科院除进 行上述常规工作外,还对本工程的单列辅机布置、 机组FCB功能、西门子汽轮机控制等新技术进行了 充分技术储备,对机组酸洗(EDTA、柠檬酸)和锅炉 吹管(稳压、降压)分别提出2种方案,并对各种方案 的实施条件及优、缺点进行了比较,为现场方案选 取提供全面技术支持。
3.2 重视组织协调调试工作因涉及专业领域广,相关的单位、部 门和厂家较多,调试过程中需要协调解决的问题也 较多,因此,协调工作尤为重要,明确并处理好各种 工作接口才能保证工作有序顺畅的进行。组织协 调各种接口工作可分为对外、对内2部分。对外方 面:与设计的接口,通过图纸会审与现场设备检查, 发现处理设计瑕疵;与安装单位的接口,明确交调 条件,划分工作职责;与甲方工程、生产的接口,明 确设备到货、备品备件、试运水煤油等条件;与设备 厂家的接口,确定厂家到厂时间及服务内容;与单 体调试的接口,做到明确分工、适度重叠、全面覆盖 的原则。对内方面:主要指项目部、机、炉、电、热、 化各专业的内部协调沟通,做到节点目标明确,条 件落实到人,反馈及时准确[8]。
3.3 规范调试程序火电调试工作质量管控重在规范调试程序,注 重过程控制,做到“事前有措施、事中有交底、事后 有验收”。调试措施是开展调试工作的依据,各系 统进行试运前都必须经过各方论证,达到广泛认 同,适用现场实际情况的调试措施。调试措施中要 对系统试运的条件进行详细表述,明确各项调试工 作的组织、方法、应达到的质量标准,并编制相应的 安全保证措施。在开展试运工作时要对试运条件 和系统完整性进行全面检查并签字确认,同时对参 加试运的人员进行技术交底,使所有参与人员明确 工作目标、内容和责任。试运前做好系统静态调试 工作,包括系统逻辑传动,保护联锁定值核对等内 容。试运过程中做好设备、系统运行参数监视,对 异常情况及时分析,查找问题原因。试运结束后及 时进行数据整理和确认签字,对系统试运结果给出 结论。分部试运流程及各单位职责如图 3所示[9]。
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图 3 分部试运流程 |
在机组调试过程中,需要控制调试安全风险, 对调试工作的安全状况进行分析,及时发现安全隐患,对潜在问题采取预防措施;结合25项反措要求, 对设备试转、系统试运分别进行风险辨识,组织各 专业编制反事故措施;针对风险程度高的工作编制 专项预控措施,实施风险预控,落实防范措施,有效 消除各种安全隐患,确保机组试运安全[10]。
4 调试工作技术管控要点 4.1 机组汽水品质控制超超临界机组对汽水品质要求极为严格,汽水 品质不合格可能形成氧化皮,导致锅炉爆管或汽轮 机固体颗粒侵蚀(SPE)。因此,要尽量纯化水质,减 少水中盐类杂质,降低给水中的铁含量,控制腐蚀 产物的沉积量。机组汽水品质在调试管理中的控 制要点如下:
(1) 要求所有系统管道洁 净化施工,在系统投运前必须 进行大流量冲洗。
(2) 在炉前碱洗及炉本体 酸洗过程中,最大限度地扩大 范围、不留死角;在给水泵入口 合理布置临时管道,使电泵、汽 泵管道全部参加清洗;要求保 证烟气余热装置施工进度,与 炉前系统一同碱洗。
(3) 合理安排工期,在锅 炉点火吹管前要求具备精处理 投运条件。
(4) 严格控制锅炉冷、热 态冲洗指标,为提高冲洗效果, 进行变流量冲洗。
(5) 高压加热器汽侧投运 前进行热态开式冲洗,防止给 水二次污染。
(6) 高效组织空冷系统热 态冲洗,严格控制冲洗效果。
4.2 单列辅机控制布连电厂锅炉引风机、一 次风机、送风机、增压风机、空 预器及汽机侧汽动给水泵全部 为单列布置。辅机单列布置具 有节省投资、节能降耗、控制方 式简单等诸多优点,但同时也 存在单辅机跳闸无RB功能、机 组可靠性下降的问题。单列辅机在调试管理中的 控制要点如下:
(1) 应重视单列辅机的保护逻辑,在保护逻辑 设计中要充分应用“三取二”、“模拟量、开关量结 合”等技术手段,防止保护误动。
(2) 对单辅机系统的测点、执行机构等单体调 试进行重点控制,确保其可靠性。
(3) 对风机油站、空预器吹灰等附属设施的安 装及单体调试进行严格把关。
(4) 对单辅机系统在整套装置启动前长时间 进行试运,以便暴露系统存在的潜在缺陷,考验系 统的性能。
4.3 机炉主保护机炉主保护是机组热力系统最后一道保护,也是最重要的一道保护。机炉主保护在调试管理中的控制要点如下:
(1) 主保护涉及的测点在变送器校验、安装、 配管过程中必须有专项验收签证。
(2) 主保护设计在借鉴同类型机组的基础上 结合现场实际情况进行优化。
(3) 主保护控制器(包括PLC和DCS)在逻辑组 态时,应合理配置逻辑页面,并设置正确的执行时 序,注意相关逻辑的时间配合。
(4) 主保护逻辑传动时要从就地加信号,有条 件的要进行实际动作试验。
(5) 对主保护的硬回路和软回路要分别进行 试验,在不相互干扰的情况下,有冗余设置的主保 护要分别传动。
(6) 主保护中不宜采用单点信号保护,防止保 护误动。在不具备增加测点的情况下可用相关逻 辑共同判断。
(7) 主保护逻辑修改、投退要有相应的审批程 序。
4.4 旁路系统布连电厂采用高、低压二级串联液压旁路,旁 路容量为额定参数下高旁2×50%、低旁2×32.5%,高 压旁路取代过热器安全阀,具有启动、溢流、安全功 能,机组利用旁路设计有FCB功能。旁路系统在调 试管理中的控制要点如下[11]:
(1) 根据不同工况下旁路功能进行逻辑实现, 优化旁路控制逻辑,确保其可靠性。
(2) 对高、低压旁路油站进行重点验收,配合 厂家进行全功能实现。
(3) 对旁路自动调节功能进行深入调试,在机 组启动及FCB动作时能全程投入。
(4) 配合甲方制定全面合理的油站巡检项目, 确保油站运行的可靠性,防止因油压变化导致旁路 误动、拒动。
5 结束语在布连电厂2×660 MW机组整个调试期间,项 目部在做好技术纳总职责的同时,在超超临界机组 技术管理和项目管理方面进行了有针对性的探索 与研究,使调试工作达到了超前谋划、调试过程精 细化、调试作业流程标准化,调试过程受控、调试结 果精良、调试目标计划在控的工程调试管控效果。 项目部编制了项目总体精细化调试及创优规划、77 份精细化调试措施和55份机、炉、电、热、化各系统 投运的标准操作卡。其中精细化调试措施贯穿单 体调试、分系统调试、整套启动调试、性能试验全过 程,范围涵盖各系统、各重大试验项目和关键指标 控制,并在机组试运期间逐一实施,使机组移交后 达到长周期、安全、稳定、经济运行的长远目标。
经测试,机组的各项经济技术指标优良,供电 煤耗达294.461 g/kW·h(设计值296.6 g/kW·h),真空 严密性达60 Pa/min(优良值200 Pa/min);机组RB、 甩负荷等带负荷试验均一次成功,并进行了机组 FCB试验。该工程在调试项目部建设和标准化作业 方面进行的探索,可为火电机组调试管理工作提供 借鉴。
[1] | 中国国电集团公司.精细化调试质量控制指导意见[R]. 北 京:中国国电集团公司,2010. |
[2] | 国电建投内蒙古能源有限公司布连电厂.精细化调试控 制 措施[R].鄂尔多斯:国电建投内蒙古能源有限公司布 连 电厂,2012. |
[3] | 中国电力投资集团公司.中国电力投资集团公司火电建 设 工程调试管理手册[R].北京:中国电力投资集团公司, 2 006. |
[4] | 丁荣贵.项目管理:项目思维与管理关键[M].2版.北京: 中 国电力出版社,2013:245-248. |
[5] | 张大庆.我国大型火电机组调试管理模式研究[D].北京: 华 北电力大学,2011:3-4. |
[6] | 周三多,陈传明,鲁明泓.管理学:原理与方法[M].3版.上 海 :复旦大学出版社,1999:122-125. |
[7] | 李玉贵.JLDL火电机组调试工程管理方案设计[D].吉林: 吉 林大学,2011:12-13. |
[8] | 余剑.大型火电机组调试项目化管理研究[D].北京:华北 电 力大学,2010:18-19. |
[9] | 中国电力建设专家委员会.创建电力优质工程策划与控 制 Ⅱ[M].北京:中国电力出版社,2011:144-145. |
[10] | 张谦.国电建投内蒙古能源有限公司布连电厂一期2× 6 60 MW超超临界燃煤空冷机组工程2号机组分系统及 整 套启动调试大纲[R].呼和浩特:内蒙古电力科学研究 院 ,2012. |
[11] | 裘斌.1000 MW级超超临界发电机组旁路配置比较[J].科 学 时代,2010(1):57-59. |