重庆两江电厂刷新F级燃机电厂设计高度

2项电力科学技术进步奖、4项专利、5项QC成果奖、16项设计创新专题、百余个设计优化方案、节省投资5000万元……可以肯定，这些还不是河北省电力勘测设计研究院（简称“河北院”）耕耘燃机业务多年之后，在两江电厂中的全部收获。700多个日夜过去，从“两条腿走路”到“不走寻常路”，具有里程碑意义的智慧集成背后，是多年的坚守和理念的升级。

志在创新的竞逐之旅

重庆两江新区，成立于2010年6月18日，是我国内陆地区第一个国家级开发开放新区，也是继上海浦东新区、天津滨海新区后，由国务院直接批复的第三个国家级开发开放新区。坐落其中的水土高新技术产业园，以高新技术产业区、高端人群居住区和数据处理中心、医药外包服务中心、电子信息软件研发中心的“两高三心”为发展目标，备受社会各界关注。在为该区域寻找可靠的清洁能源支撑时，华能集团对两江电厂做出了“打造西部清洁能源标杆工程”的定位，并配以“管理一流、质量精准、效益显著、技术先进、节能环保”的建设目标。

任务艰巨，机会空前。河北院对该项目的志在必得，来源于自身在燃机领域多年的积淀。该院副院长邹红告诉记者：“河北院的燃机业务起步早、发展快，在技术、人才、工程业绩等方面都已经有了深厚基础，是我国燃机设计业务第一梯队的重要一员。2002年，我们参与了中国首批燃机电厂的设计建设，通过金陵、石洞口等高水平项目的提升，先后在国内外市场配合山东电建、华能、华电、保利协鑫、华润、新奥燃气等业主，圆满完成了项目交付20多个，实现了燃机类型的全覆盖，具有很强的比较优势。”

项目的高端优势，再加上设计团队的扎实功底，一个优质工程就此奠基。“从接到这个项目任务开始，我们就组织了最精干的团队，将中国华能集团‘高速度、高质量、低造价’的基建方针和‘安、快、好、省、廉’的基建总体要求，与国内外的先进设计理念和河北院的优秀基因深度融合，力求打造一个高质量、低造价、低运行成本的示范工程。”河北院副院长李智谈起两江电厂，满满的幸福感。

“设计过程中，我们严格执行了中国华能集团‘安全可靠、以人为本、高效环保、节能降耗、系统优化、配置合理、经济适用、投资节约’的优化设计原则，全方位控制电厂占地及实物工程量指标和工程造价，使全厂热效率、供电气耗、厂用电率、水耗、污染物排放、人员数量等均达到最理想状态，确保各项技术经济指标领先国内同类机组，用内在和外在诠释去工业化思想。”河北院发电事业部总经理江松与各个专业专家一起，围绕全球主流的F级燃机项目，展开了一次志在领跑的集中式问答。

超越自我的实力优化

在一个人人都谈优化的时代，如何将创新进行到底？关键看实力。

两江电厂不仅采用燃气轮机、蒸汽轮机与发电机同轴布置方式，还不走寻常路地应用了M701F4型单轴高位布置，为世界首台F级单轴联合循环机组搭建了不一样的首秀舞台。关于单轴与分轴布置形式的研判，该项目经验丰富的年轻设计总工程师董舟给出了自己的注解：“单轴与分轴主要是形式不同，各有千秋。目前，国际主流技术路线采用的是分轴布置。单轴机能够效率更高，造价更低，但是对设备的可靠性和项目的设计深度都会有更高要求，可供借鉴的成熟经验比较少。”

既然没有经验可循，就按照科学的思维方法，自己闯出一条新路。在设计与设备制造、安装过程中，河北院与各个设备供应厂家密切沟通，确认设备参数和尺寸，用全产业链的整合创新，为新路线的顺利实施提供保障。“投运后的性能测试表明：单轴方案比分轴方案的总体效率高1%~2%。”机务专业主设人耿晓明告诉记者，“这是达到国际先进水平的指标。”

单轴布置形式一经确立，意味着主厂房内的“心脏”设备也要随之进行全方位调整。精致的电厂，需要精致的设计。河北院设计团队利用三维建模手段，在保证检修、通行的前提下，通过设备、管道和桥梁的合理布局，将主厂房运转层标高由典型设计的13米降低至12.2米。别看这不到1米的压缩，打破的是典型设计的框框，树立的是我们自主设计燃机电厂的信心。主厂房整体优化下来体积减少近38800立方米，意味着工程造价1100余万元的节约。通过进一步优化布置，该项目动力电缆用量较同类电厂减少20%，又节省了670万元。

惊艳的数据背后，凝聚着设计团队超乎想象的付出：方案审查期间，各专业配合默契、同心协力、你进我退，连续加班至深夜的场景已是常态，半个月去北京“报到”一次也成了基本功，各种友谊的小船说翻就翻，只为项目最终能够满足多方的共同价值。电气专业主设人陈松说：“在电厂大偏角的条件下，为了实现架空线路的优化设计，最大程度节约电缆投资，我们无数次进行过碰撞计算，就是想做点不一样的东西。”

2014年夏天，正值该项目设备安装施工高峰期，河北院派出了“史上最强工代团队”──设总董舟带领各专业主设人，驻扎“火炉”现场，一待就是两个多月，既保证了项目建设的顺利推进，又为该院赢取国内燃机业务话语权进一步奠定了实战基础。

三维数字化设计的效率优势，不仅体现在主厂房布置上，也体现在全厂区的优化设计之中：总平面设计紧凑、功能区分明确、全厂水资源规划统一，锅炉补给水处理系统综合水泵房和净水站合并布置，再度展现了一个“省”字的科学之道。

两江电厂采用的数字化控制系统，不仅实现了自启停功能，而且缩短了启停时间，还节约了启停过程中的能耗。该项目自投运以来，已完成自启停109次，虽然超出设计预期值，但机组却一直运行稳定、指标优异。“机组控制能否实现自启停（APS）功能，是燃气电厂与燃煤电厂的一个重要差异，也是考验燃气电厂设计质量与运行可靠性的关键点。我们成熟的数字化技术和信息控制系统经验，为目标的实现提供了有力支撑。”说起该工程进入运行实战的优异表现，江松倍感欣慰。

因地制宜的绿色创造

在河北院为两江项目倾情打造的百余项设计优化中，考虑到自然环境的妙笔多次闪现，尤以得到媒体广泛关注的取水泵房故事最为典型。

该项目的水源嘉陵江，地质、地形十分复杂，松软的土质加上频繁变化的大高差水位，让安全高效取水成了课题。该项目水工结构专业主设人刘安荣说：“我们将取水泵房设计成‘下圆上方’的结构，并非哗众取宠，而是基于当地环境客观限制的一个创新。泵房下部在江水中，水流冲击力非常大的情况下，从物理上说，圆形比方形更能抵抗冲击力。但如果上半部分也设计成圆形，那么布置设备的可利用面积又不够，所以改成了方形。”如此创新的设计，还没有成熟软件可以提供支撑，设计团队只能反复进行人工计算，最终给出了一个完美方案。2013年12月到次年4月是嘉陵江枯水期，取水泵房终于有了天时地利的施工机遇，刘安荣带领设计人员驻守现场，随时解疑答惑，给这个同类工程中最高难度的项目画上了一个“人和”的满圆。

两江电厂的环保指标与经济技术指标同样出色:机组实现无尘排放、废水零排放，氮氧化物和二氧化硫排放浓度低于国家标准，厂界噪音优于国家三类标准。这是设计团队在每个细节都落实绿色环保理念的成果。结构专业主设人苑森在该项目中采用的全厂整体降噪设计方案，获得了中国电建科技进步三等奖。“重庆地区为丘陵地貌，地势起伏大，为项目的建筑外观与整体设计风格提出了更高的人文要求。我们的去工业化视觉表达，是一大亮点。”建筑专业主设人杜辉，是河北院从事后工业化风格建筑设计的资深人士，他突破电厂设计传统，结合建筑特色，采用多层次、庭院式的绿化设计，将该项目打造成了一座园林式的电厂。

在安静现代的云计算产业园里，用一颗明珠来比喻两江电厂是再贴切不过了，它低调又高效地为这里的智慧产业输送着能源。虽是国内已投运的最大容量联合循环冷、热、电三联供清洁能源站，但在外人看来，倒更像一个写字楼建筑群──无烟煤、无粉尘、无噪音。远远望去，巴蜀山水的风韵里，一处坐观峰林。

在一个燃气电厂快速发展的环保电力时代，正是这里，“气”贯巴蜀，星耀两江。