隨著神華國(guó)華壽光電廠2臺(tái)100萬(wàn)千瓦一期項(xiàng)目1號(hào)機(jī)組順利通過(guò)168小時(shí)試運(yùn)，中國(guó)電力工程顧問(wèn)集團(tuán)西北電力設(shè)計(jì)院有限公司（以下簡(jiǎn)稱“西北院”）實(shí)現(xiàn)了“全面打造行業(yè)領(lǐng)先、世界一流的數(shù)字信息化電站”的初衷。

　　該項(xiàng)目是響應(yīng)國(guó)家節(jié)能減排政策的“上大壓小”項(xiàng)目，是國(guó)家鼓勵(lì)的煤、電、運(yùn)一體化工程，西北院精心設(shè)計(jì)、創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)，創(chuàng)造了世界和國(guó)內(nèi)火電機(jī)組的諸多紀(jì)錄。

　　　 環(huán)保為先國(guó)內(nèi)首現(xiàn)百萬(wàn)燃煤機(jī)組“近零排放”

　　大氣污染物近零排放指的是火電廠采用國(guó)內(nèi)外火電機(jī)組有效的減排技術(shù)，最大程度地控制大氣污染物的排放，達(dá)到比現(xiàn)有火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)特別排放限值更低的排放水平。在該項(xiàng)工程設(shè)計(jì)之前，國(guó)內(nèi)尚無(wú)百萬(wàn)燃煤機(jī)組“近零排放”的先例。

　　為了實(shí)現(xiàn)“近零排放”，西北院在設(shè)計(jì)中采用了三室五電場(chǎng)高效除塵器配置高頻電源、靜電除塵器前端增設(shè)低溫省煤器、脫硫系統(tǒng)降低煙氣流速、濕法脫硫系統(tǒng)后增設(shè)濕式靜電除塵器等方式減少煙塵排放；采用了不設(shè)置煙氣旁路的石灰石──石膏濕法脫硫工藝，減少了二氧化硫的排放；采用了低氮燃燒技術(shù)和以尿素為脫硝還原劑的選擇性催化還原法脫硝工藝，減少了氮氧化物的排放。

　　通過(guò)采取上述措施，在試運(yùn)行期間，機(jī)組各項(xiàng)廢棄物排放濃度分別為：煙塵0.99毫克每標(biāo)立方、二氧化硫2.78毫克每標(biāo)立方、氮氧化物17.69毫克每標(biāo)立方，低于火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的特別排放限值，在國(guó)內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)了既定的百萬(wàn)燃煤機(jī)組“近零排放”。

　　　 參數(shù)優(yōu)化國(guó)內(nèi)首提百萬(wàn)機(jī)組參數(shù)提升方案

　　在工程設(shè)計(jì)之初的2008年，面對(duì)國(guó)內(nèi)新建百萬(wàn)機(jī)組汽輪機(jī)進(jìn)汽參數(shù)普遍較低的情況，西北院率先從提高初參數(shù)、采用二次再熱等方面進(jìn)行深入研究和多方案比較，最終確定采用高效超超臨界一次再熱凝汽式汽輪機(jī)，進(jìn)汽參數(shù)達(dá)到“28MPa-a/600攝氏度/620攝氏度”，創(chuàng)造了同期建設(shè)的一次再熱機(jī)組進(jìn)汽參數(shù)的紀(jì)錄。在提高汽輪機(jī)進(jìn)汽參數(shù)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)人員在回?zé)嵯到y(tǒng)、給水溫度、加熱器端差、汽輪機(jī)冷端等方面進(jìn)行了多項(xiàng)優(yōu)化設(shè)計(jì)，將汽輪機(jī)熱耗降低85千焦/千瓦時(shí)，進(jìn)一步提高了機(jī)組效率。 此外，該院設(shè)計(jì)人員在鍋爐設(shè)備方面也采用了一系列優(yōu)化設(shè)計(jì)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，如采用先進(jìn)的燃燒器技術(shù)確保燃盡率；采取較細(xì)的煤粉細(xì)度，減少未燃盡碳損失；采取四分倉(cāng)技術(shù)等措施降低空氣預(yù)熱器的漏風(fēng)率；采取先進(jìn)的燃燒器設(shè)計(jì)和制造技術(shù)，保證煤粉在較低過(guò)量空氣系數(shù)條件下充分燃盡等等。最終，鍋爐效率從94%提高到94.55%，NOx排放濃度保證值由300毫克/標(biāo)立方(O2=6%)降低為180毫克/標(biāo)立方(O2=6%)，空氣預(yù)熱器的漏風(fēng)率從投產(chǎn)第一年內(nèi)不高于6%和運(yùn)行1年后不高于8%分別降低到4%和5%。

　　　 攻堅(jiān)克難首用百萬(wàn)機(jī)組汽輪機(jī)大平臺(tái)整體式彈簧基座

　　汽輪發(fā)電機(jī)基座是電廠中最重要的結(jié)構(gòu)。通常情況下，一般采用基座與廠房完全獨(dú)立的島式布置方案。采用這種方案，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，但是主廠房整體剛度會(huì)有一定的削弱，而且必須等汽機(jī)基座施工結(jié)束后才能施工汽機(jī)大平臺(tái)，另外狹小的空間還可能會(huì)對(duì)工藝管道的布置造成制約。

　　近年來(lái)，獨(dú)立島式彈簧隔振基礎(chǔ)在一些大型機(jī)組中得到了應(yīng)用。采用獨(dú)立島式彈簧隔振基礎(chǔ)，上部設(shè)備的振動(dòng)得以有效隔離，不至傳至下部的支承結(jié)構(gòu)；發(fā)生地震時(shí)，下部的地震作用也會(huì)被隔振器隔離，從而減小對(duì)汽輪發(fā)電機(jī)組的危害。

　　為了解決獨(dú)立島式基礎(chǔ)的缺點(diǎn)，并充分發(fā)揮彈簧隔振基礎(chǔ)的優(yōu)點(diǎn)，該院項(xiàng)目組與建設(shè)單位聯(lián)合成立了彈簧基礎(chǔ)技術(shù)研發(fā)小組，與中國(guó)建科院等單位聯(lián)合研發(fā)，經(jīng)過(guò)數(shù)值模擬、物理模型試驗(yàn)和大量的計(jì)算分析，完成了《靜、動(dòng)力分析與地震分析研究報(bào)告》等六項(xiàng)專題研究，又根據(jù)國(guó)內(nèi)多位著名專家的評(píng)審意見，不斷完善研究成果，終于在國(guó)際上首次提出將基座立柱與廠房立柱聯(lián)接為整體結(jié)構(gòu)的彈簧隔振聯(lián)合布置方案，并順利應(yīng)用到工程實(shí)踐中。

　　通過(guò)采用新方案，原來(lái)基座周圍的大平臺(tái)柱大部分可以取消，基座底板的范圍隨之減小，工藝專業(yè)的管道布置也變得更加靈活。同時(shí)，新方案提高了整個(gè)廠房結(jié)構(gòu)的抗震性能，改善了結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性，有利于機(jī)組的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，延長(zhǎng)大修周期，節(jié)省檢修費(fèi)用。據(jù)了解，采用新方案后，工程施工周期縮短2個(gè)月，減少投資約74萬(wàn)元。在168試運(yùn)期間，機(jī)組軸承座振動(dòng)最大值為71.5微米，為國(guó)內(nèi)同類機(jī)組的最好水平。

　　　　勇于開拓首用國(guó)產(chǎn)化高位海水冷卻塔

　　高位塔是一種節(jié)能、降噪的新型自然通風(fēng)冷卻塔，是目前超大型冷卻塔技術(shù)的發(fā)展方向之一。在該項(xiàng)目中，有三大難題嚴(yán)重制約著高位塔技術(shù)的應(yīng)用。首先是低溫。廠址所在區(qū)域冬季極端最低氣溫達(dá)零下22.3攝氏度。在如此寒冷地區(qū)建設(shè)100萬(wàn)千瓦級(jí)機(jī)組的大型高位塔，世界上尚無(wú)先例。其次是大風(fēng)。廠址所在地全年實(shí)測(cè)最大風(fēng)速達(dá)24.7米每秒。大風(fēng)會(huì)造成塔內(nèi)氣流場(chǎng)紊亂，影響機(jī)組夏季出力和冬季運(yùn)行安全。第三是海水。該項(xiàng)目采用海水作為冷卻水，海水的腐蝕性及結(jié)垢問(wèn)題成為影響高位塔設(shè)計(jì)選材的制約要素。

　　面對(duì)上述困難，西北院在已有的核電大塔和高位塔研究成果的基礎(chǔ)上，與國(guó)內(nèi)優(yōu)秀企業(yè)聯(lián)合攻關(guān)，建成了高位收水裝置的物理模擬試驗(yàn)臺(tái)，開展了高位集水裝置優(yōu)化布置、防濺（漏）水、懸吊型式等一系列試驗(yàn)研究，并申請(qǐng)了相關(guān)專利。在工程設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)人員結(jié)合研究成果，通過(guò)采用“擱置式”填料方案防止填料掛冰墜下砸破下部收水斜板，解決了低溫對(duì)工程的不利影響；通過(guò)在高位塔周邊設(shè)置采用鏈輪傳動(dòng)、可調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)軸的擋風(fēng)板，根據(jù)季節(jié)風(fēng)速和溫度適時(shí)調(diào)整擋　 風(fēng)板的開合，對(duì)進(jìn)風(fēng)進(jìn)行整流，降低了夏季自然風(fēng)對(duì)冷卻的不利影響，實(shí)現(xiàn)了冬季低溫期理想的防凍效果；通過(guò)在核心部位和構(gòu)件應(yīng)用超級(jí)雙相不銹鋼等耐海水材質(zhì)，成功解決了海水的腐蝕和結(jié)垢問(wèn)題。最終，國(guó)內(nèi)首座具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的“擱置式”填料100萬(wàn)千瓦等級(jí)海水高位塔在各位設(shè)計(jì)人員不懈的努力下成為現(xiàn)實(shí)。

　　目前，該項(xiàng)目國(guó)產(chǎn)化海水冷卻塔已建設(shè)安裝完畢，試運(yùn)行效果良好，主要設(shè)計(jì)指標(biāo)達(dá)到預(yù)期效果。通過(guò)測(cè)算，通過(guò)采用高位塔方案，循環(huán)水泵揚(yáng)程較常規(guī)濕冷塔方案可節(jié)省約6米水頭，兩臺(tái)100萬(wàn)千瓦機(jī)組每年可節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用近700萬(wàn)元。

　　從2008年完成可行性研究，到2016年7月31日1號(hào)機(jī)組通過(guò)168小時(shí)試運(yùn)行，八年來(lái)，西北院堅(jiān)持以中國(guó)能建“行業(yè)領(lǐng)先，世界一流”的戰(zhàn)略愿景為導(dǎo)向，精心設(shè)計(jì)，創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)，做好設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)等各環(huán)節(jié)工作，堅(jiān)持做值得信賴的工程專家，貫徹了“和你一起成功”的西北院企業(yè)口號(hào)，圓滿地履行了合同約定的各項(xiàng)目標(biāo)，終于打造出國(guó)華壽光電廠這一新的百萬(wàn)機(jī)組標(biāo)桿工程，為后來(lái)者樹立了榜樣。