曾　斌　周　勇　張海英

摘要：近年來，隨著西部開發(fā)的不斷深入和節(jié)能減排力度的不斷加大，很多行業(yè)企業(yè)紛紛新建或改擴(kuò)建自備熱電聯(lián)產(chǎn)工程，這些行業(yè)與電力行業(yè)有不同的特點(diǎn)，如何做好設(shè)計(jì)工作，既能符合電力行業(yè)設(shè)計(jì)特點(diǎn)，又能滿足這些行業(yè)的特點(diǎn)，是電力設(shè)計(jì)企業(yè)和設(shè)計(jì)人員面臨的問題。

關(guān)鍵詞：自備熱電聯(lián)產(chǎn)工程；電力行業(yè)設(shè)計(jì)；鍋爐爐型選定；供熱方案

中圖分類號：TM611文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A近年來，隨著改革開放的日益深入和國家推進(jìn)西部大

開發(fā)的戰(zhàn)略的推進(jìn)，西部地區(qū)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平不斷提高。為使企業(yè)滿足發(fā)展要求，很多行業(yè)和企業(yè)紛紛進(jìn)駐西部，新建或改擴(kuò)建企業(yè)自備熱電聯(lián)產(chǎn)工程，并且隨著企業(yè)規(guī)模的增大，自備熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組容量也日趨擴(kuò)大。

企業(yè)自備熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組（供熱鍋爐）的建設(shè)，給電力設(shè)計(jì)市場帶來機(jī)遇。這使得電力工程設(shè)計(jì)人員有更多的機(jī)會與非電力系統(tǒng)行業(yè)充分接觸。我院近年來發(fā)展迅速，陸續(xù)承擔(dān)了川渝等地多項(xiàng)涉及煤礦、石化、輕工、建材等系統(tǒng)非電力行業(yè)自備熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組（高參數(shù)、大容量供熱工程）的新建和擴(kuò)建工程設(shè)計(jì)。由于每個(gè)行業(yè)都有各自特點(diǎn)，同時(shí)涉及到的工程均有主體設(shè)計(jì)院，因此對于熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組（高參數(shù)、大容量供熱工程）設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)行要求不盡相同，如何做好設(shè)計(jì)工作，既滿足電力行業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范和習(xí)慣，又能符合主體設(shè)計(jì)院總體規(guī)劃和設(shè)計(jì)接口，充分滿足顧客的需要，是我院和設(shè)計(jì)人員面臨的問題，本文結(jié)合重慶某石化有限責(zé)任公司高參數(shù)、大容量供熱工程的一些具體設(shè)計(jì)情況，談幾點(diǎn)體會。

一、工程簡況

重慶某石化有限責(zé)任公司供熱工程是東部企業(yè)進(jìn)軍西部大開發(fā)的新建石化企業(yè)。按企業(yè)規(guī)劃，化工用汽點(diǎn)需用最大用汽量為320 t/h、正常平均用汽量為120 t/h，用汽參數(shù)為9.2MPa，380℃的過熱蒸汽；同時(shí)還有少量用汽

參數(shù)為0.98MPa，280℃的低壓蒸汽。根據(jù)用汽參數(shù)要求和化工用汽不能中斷的特點(diǎn)，規(guī)劃建設(shè)3×130t/h高溫高壓燃煤循環(huán)流化床鍋爐+1×25MW抽凝機(jī)組。正常運(yùn)行兩臺鍋爐及一臺汽輪機(jī)，備用一臺鍋爐；三臺鍋爐為一次性建成，不預(yù)留擴(kuò)建。

二、設(shè)計(jì)方案的確定

根據(jù)國家有關(guān)政策和法規(guī)，結(jié)合供熱工程為整個(gè)新建石化企業(yè)的一個(gè)部分，進(jìn)行供熱工程具體方案比選和設(shè)計(jì)。

（一）供熱方案供熱鍋爐和汽輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行方案確定

根據(jù)化工用汽啟動裝置時(shí)用汽量較大、正常運(yùn)行用汽量較小的特點(diǎn)，經(jīng)我院和化工主體設(shè)計(jì)院多次論證，向業(yè)主推薦以下供熱（汽）方案：化工裝置啟動時(shí)，需用蒸汽量為320t/h，此時(shí)三臺鍋爐均運(yùn)行（汽輪機(jī)不投入運(yùn)行），最大產(chǎn)汽能力為360 t/h，產(chǎn)出的蒸汽經(jīng)主蒸汽管匯入位于除氧煤倉間運(yùn)行層的蒸汽母管，再由蒸汽母管經(jīng)減溫裝置減溫后（溫度390℃）向化工廠區(qū)進(jìn)行供熱；鍋爐除氧自用蒸汽從蒸汽母管中引出?；ぱb置啟動完畢進(jìn)入正常運(yùn)行時(shí)，需用蒸汽量為120t/h，為確保不間斷向化工裝置供汽，此時(shí)運(yùn)行兩臺鍋爐和抽凝式汽輪發(fā)電機(jī)組，另一臺鍋爐作備用，一旦運(yùn)行中的一臺鍋爐發(fā)生故障，停用汽輪發(fā)電機(jī)組，剩下的一臺仍能可靠地向化工裝置供汽，同時(shí)啟動備用的第三臺鍋爐。

（二）鍋爐爐型的確定

循環(huán)流化床燃燒技術(shù)是一種熱效率高、煤種適應(yīng)性廣、負(fù)荷調(diào)整范圍較大，環(huán)保效果好（SO2、NOX等生成量較煤粉爐低），運(yùn)行操作方便的高效潔凈燃燒技術(shù)。目前，國內(nèi)循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)以相當(dāng)成熟，最大鍋爐容量1000t/h以上，運(yùn)行穩(wěn)定可靠。同時(shí)，循環(huán)流化床鍋爐能摻燒石灰石粉進(jìn)行爐內(nèi)脫硫的優(yōu)點(diǎn)，結(jié)合本工程由于燃煤含硫量較高（收到基硫Sar>2.87%）的特點(diǎn)，本工程鍋爐選用循環(huán)流化床鍋爐。

（三）鍋爐主要技術(shù)參數(shù)

鍋爐為華西能源工業(yè)股份有限公司生產(chǎn)的高溫高壓、自然循環(huán)、燃煤循環(huán)流化床鍋爐；全鋼結(jié)構(gòu)，露天布置。鍋爐采用0#輕柴油床下熱煙氣發(fā)生器點(diǎn)火。

汽輪發(fā)電機(jī)組暫未定貨，汽機(jī)房為預(yù)留建設(shè)。

型號：DGJ130/9.81

額定蒸發(fā)量：130t/h

過熱蒸汽壓力：9.81MPa

過熱蒸汽溫度：540℃

給水溫度：158℃（壓力式除氧器）

一次熱風(fēng)溫度：185℃

二次熱風(fēng)溫度：190℃

排煙溫度：137℃

脫硫鈣硫比Ca/S：～2

設(shè)計(jì)爐內(nèi)脫硫率：≥80%

設(shè)計(jì)熱效率：≥88%

設(shè)計(jì)床溫：890℃

（四）總體布置

根據(jù)供熱站位于化工廠區(qū)的東南側(cè)，總圖布置時(shí)根據(jù)供熱站址內(nèi)、外部條件及化工廠區(qū)總體規(guī)劃，以及工藝流程、功能分區(qū)等各種因素綜合考慮廠區(qū)平面規(guī)劃布置。經(jīng)與化工主體設(shè)計(jì)院多次商定，為減少供熱管道投資和總體布局合理，總圖布置時(shí)，汽輪發(fā)電機(jī)房朝向化工主廠區(qū)用汽負(fù)荷中心一側(cè)，結(jié)合地形地貌，為減少土地平整費(fèi)用，供熱站主廠房軸線與化工廠區(qū)主裝置軸線偏11°。從西北向東南依次布置：規(guī)劃的汽機(jī)房、除氧煤倉間、鍋爐、靜電除塵器、脫硫塔、煙囪；為減少對化工廠區(qū)的粉塵污染，煤場和灰渣庫均設(shè)置于遠(yuǎn)離化工廠區(qū)的東南端布置。

（五）燃煤輸送系統(tǒng)

為確保供汽可靠，經(jīng)與化工主體設(shè)計(jì)院多交流，本工程運(yùn)煤系統(tǒng)采用雙路布置。每路系統(tǒng)輸送能力按不小于3×130t/h鍋爐額定出力耗煤量的150%設(shè)計(jì)，帶式輸送機(jī)選用DTⅡ型，帶寬B=650mm，帶速V=1.25m/s，額定出力Q=140t/h。

由于循環(huán)流化床鍋爐入爐煤粒度要求入爐煤粒度≤10mm，而原煤粒度不均勻，部分粒度較大，因此系統(tǒng)按一級篩分，一級破碎設(shè)計(jì)。在碎煤機(jī)室中設(shè)有兩臺出力為140t/h的滾筒篩和兩臺出力為140t/h的環(huán)錘式碎煤機(jī)。

（六）除灰渣方案的確定

本工程由于煤質(zhì)較差，灰渣量較大，在方案設(shè)計(jì)階段，熱機(jī)與除灰、總圖專業(yè)等相關(guān)專業(yè)配合確定鍋爐排渣按水冷式冷渣機(jī)、刮板輸送機(jī)及斗式提升機(jī)方式將渣送入混凝土渣庫中的方案，三臺鍋爐共一套除渣系統(tǒng)；經(jīng)論證，系統(tǒng)及布置合理可行，投資較省，運(yùn)行維護(hù)也方便，并據(jù)此設(shè)計(jì)幾種布置方案推薦給業(yè)主。但是業(yè)主工程師看后提出：根據(jù)他的經(jīng)歷，認(rèn)為刮板運(yùn)輸機(jī)和斗提機(jī)故障率高，維護(hù)費(fèi)用較高，提出用水平布置高溫皮帶輸送機(jī)和大傾角皮帶輸送機(jī)將渣送入渣庫中。對于此，我們提出一旦冷渣器故障，無法將爐渣冷卻至規(guī)定溫度以下，皮帶輸送機(jī)將有被燒壞的可能，存在不可靠的因素。業(yè)主工程師堅(jiān)持認(rèn)為這完全可行。在業(yè)主再三堅(jiān)持下，我們滿足其要求，采用高溫皮帶方案，但對高溫輸渣皮帶的定貨提出必要的耐溫要求。

（七）熱控方案

本供熱工程作為化工主廠區(qū)一個(gè)提供蒸汽的輔助單元，為確保供汽的可靠性，決定對供熱鍋爐機(jī)組控制采用DCS分散控制系統(tǒng)。鍋爐機(jī)組運(yùn)行時(shí)以CRT和鍵盤為中心，在就地人員的配合下，在控制室內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)鍋爐機(jī)組及供熱減溫器和減溫減壓器的啟停、正常運(yùn)行的監(jiān)視和操作，以及事故狀態(tài)下的緊急處理。輸煤系統(tǒng)、除灰系統(tǒng)采用PLC控制方式，與鍋爐DCS控制系統(tǒng)采用通訊聯(lián)絡(luò)；煙氣石灰石脫硫系統(tǒng)采用PLC控制方式，并與鍋爐DCS控制進(jìn)行數(shù)據(jù)聯(lián)絡(luò)，但其進(jìn)出口擋板和旁路擋板由鍋爐DCS控制系統(tǒng)控制。

（八）其它輔助系統(tǒng)

本供熱鍋爐為整個(gè)化工廠區(qū)的一部分，化工廠區(qū)也需除鹽水、循環(huán)水等工藝，為減少重復(fù)投資，優(yōu)化整個(gè)化工廠區(qū)的布置，經(jīng)與化工主體設(shè)計(jì)院共同商定，將鍋爐用化學(xué)除鹽水、壓縮空氣站、循環(huán)水站、工業(yè)水站、消防

水站等均統(tǒng)一布置在化工廠區(qū)內(nèi)。

三、存在的問題

（一）工程施工進(jìn)度問題

因項(xiàng)目建設(shè)進(jìn)度要求，供熱鍋爐必須先運(yùn)行，向化工供汽，業(yè)主在鍋爐主機(jī)定貨后，輔機(jī)資料尚不完全具備的情況下就要求提供土建施工圖，給工藝專業(yè)設(shè)計(jì)增加了較大難度。導(dǎo)致土建埋鐵及留孔的準(zhǔn)確性較差，為保證土建施工進(jìn)度，只能對次要管道布置采用預(yù)留規(guī)劃埋鐵方式。導(dǎo)致土建投資增大和安裝難度增大。

（二）相近功能設(shè)備選型過多，設(shè)計(jì)繁雜

業(yè)主在主要輔助設(shè)備選型時(shí)，同一功能設(shè)備使用兩種甚至兩種以上型號產(chǎn)品，諸如，電動給水泵兩臺選用定速給水泵，一臺選用液力耦合調(diào)速給水泵，給設(shè)備布置設(shè)計(jì)和管道布置設(shè)計(jì)增加了工作量。對安裝及調(diào)試運(yùn)行都增加了復(fù)雜性。

（三）中標(biāo)廠家水平良莠不齊

建設(shè)單位因?yàn)樗接衅髽I(yè)投資，基本上中標(biāo)的廠家均為低價(jià)中標(biāo)，導(dǎo)致個(gè)別廠家業(yè)績不好，甚至沒有涉及過電力行業(yè)，沒有電廠設(shè)備制造經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)時(shí)與他們配合十分困難。

四、幾點(diǎn)體會

通過某石化企業(yè)供熱鍋爐工程全過程的設(shè)計(jì)，有如下幾點(diǎn)體會，這對以后類似工程的設(shè)計(jì)有所借鑒。

（一）多與業(yè)主進(jìn)行溝通

完成一項(xiàng)供熱工程設(shè)計(jì)，首先就要多與業(yè)主進(jìn)行溝通，多去了解他們的工程構(gòu)想和思路，尤其是非電力系統(tǒng)的行業(yè)，因?qū)τ谄涮赜械墓に囈?，運(yùn)行工況的復(fù)雜多樣性，電力設(shè)計(jì)單位不可能一一清楚，只有在與其充分溝通的情況下，才能了解業(yè)主所在行業(yè)的特點(diǎn)，才能設(shè)計(jì)出滿足其工程要求的設(shè)計(jì)成品。同時(shí)，業(yè)主工程師由于長期從事非電力行業(yè)的工程建設(shè)和運(yùn)行，對電力行業(yè)的工程建設(shè)了解不深，只有通過溝通，加深其對電力行業(yè)建設(shè)工程的設(shè)計(jì)、施工特點(diǎn)，才能提高業(yè)主的滿意度。

（二）多與主體工程設(shè)計(jì)院進(jìn)行溝通

由于供熱或熱電聯(lián)產(chǎn)工程多屬非電力企業(yè)的一部分工程，與主體工藝均有緊密的聯(lián)系，在總體布置，總體方案，以及具體接口等方面必須與主體工程設(shè)計(jì)單位進(jìn)行充分溝通，才能既使供熱或熱電聯(lián)產(chǎn)工程滿足主體工藝需要，又能適應(yīng)熱、電生產(chǎn)工藝過程的優(yōu)化，減少重復(fù)投資。

（三）對設(shè)計(jì)變更應(yīng)有思想準(zhǔn)備

由于業(yè)主所代表的行業(yè)在經(jīng)營、管理、運(yùn)行特點(diǎn)上或有不同，以及選定的施工和安裝單位不是電力建設(shè)單位，因此隨時(shí)有可能出現(xiàn)設(shè)計(jì)變更，造成設(shè)計(jì)人員重新更改原有設(shè)計(jì)，有的甚至反復(fù)修改，這種現(xiàn)象多發(fā)生在工程前期工作中。對此設(shè)計(jì)人員應(yīng)充分理解，給予支持。

（四）提高設(shè)計(jì)服務(wù)意識

設(shè)計(jì)過程是一個(gè)服務(wù)過程，設(shè)計(jì)過程和現(xiàn)場服務(wù)過程必須充分貫徹顧客滿意，質(zhì)量第一的思想。作為設(shè)計(jì)院，在滿足法律法規(guī)和行業(yè)規(guī)范前提下，盡量減少投資，有利于運(yùn)行維護(hù)管理，才能設(shè)計(jì)出精品工程，同時(shí)才是對業(yè)主負(fù)責(zé)；對業(yè)主負(fù)責(zé)是設(shè)計(jì)企業(yè)的職責(zé)，只有這樣，才能實(shí)現(xiàn)雙贏。

作者簡介：曾斌（1972－），男，重慶石柱人，重慶渝經(jīng)能源技術(shù)設(shè)計(jì)研究院工程師，研究方向：火電廠熱機(jī)設(shè)計(jì)；周勇（1970－），男，重慶合川人，重慶渝經(jīng)能源技術(shù)設(shè)計(jì)研究院工程師，研究方向：火電廠熱機(jī)設(shè)計(jì)；張海英（1975－），女，四川宣漢人，重慶渝經(jīng)能源技術(shù)設(shè)計(jì)研究院工程師，研究方向：火電廠熱機(jī)設(shè)計(jì)。

文章編號：1009-2374（2009）09-0052-02