万州电厂新建工程引领行业技术变革

一项伟大的工程，不会因时间流逝变得黯然失色，而是在光阴的磨砺之下，更显熠熠生辉。

首次采用国产新一代100万千瓦高效一次再热机组，首次采用以九级回热为核心的热力系统，首次采用高位收水冷却塔，首次采用集成式主厂房和集约化总平面布置，一期电厂及储煤基地共占地仅24.86公顷……钟灵毓秀的重庆万州，神华万州港电一体化电厂2台105万千瓦新建工程（简称“万州电厂新建工程”）以领航我国高端火电设计的创新实践，书写下了国内百万千瓦级火电建设的一段传奇经历。

投运一年来，超越行业同类机组的运行指标，优于燃气电厂的污染物排放，成为建设者对创新、协调、绿色、开放、共享发展理念的完美诠释。属于万州的光荣与梦想，正在高效的煤电转换之间延续与流传。

荣耀背后，是中国能源建设集团有限公司旗下中国电力工程顾问集团西南电力设计院有限公司（简称“西南电力设计院”）在电力工程设计领域的多年积淀与精耕细作，以及一家致力于打造国际工程公司的高新技术企业勇立潮头、矢志创新和追求卓越的内涵。

意义非凡的超级工程

万州，三峡库区最大的移民城市，正在建设中的重庆第二大城市、三峡库区经济中心和渝东北生态涵养发展区重点开发区，一直备受各方关注。

作为重庆市“十二五”重要能源保障项目和神华集团重点项目，神华万州港电一体化项目规划建设4台100万千瓦级超超临界火电机组和千万吨级储煤基地及中转码头，预留再扩建2台100万千瓦级机组可能性。一期工程建设2台105万千瓦超超临界燃煤发电机组、储煤基地及中转码头。

“神华集团在万州投资建设能源项目，给了万州一匹好马。要加快推进前期工作，促进项目又好又快实施！”2012年，时任中共中央政治局委员、国务院副总理、重庆市委书记张德江出席项目开工仪式并指出项目对增加重庆市能源供应渠道，保障能源安全，造福三峡人民，促进地方经济又好又快发展具有重要意义。

作为电力规划、设计“国家队”，西南电力设计院以勇挑重担、争创一流、助力库区发展的信念和情怀日夜兼程、马不停蹄──2011年11月开始选址，12月21日项目初可行性研究报告通过审核，2012年5月21日项目获得国家能源局“路条”，7月25日获得国家发改委核准文件。从项目选址到取得核准文件，仅236天的时间创造了项目前期工作的“神话”。凭借雄厚的科研实力、创新能力以及在前期工作中的优异表现，西南电力设计院与中国电力工程建设咨询公司的联合体一举夺得万州电厂设计及EPC总承包资格。

在开工仪式上，时任神华集团主要领导提出：“精心建设、科学管理、高效运营，把该项目建成‘自动化、智能化、数字化、集约化、社会化’和‘质量型、效益型、创新型、环保型、园林型’的‘五化五型’示范工程，助推三峡库区工业经济重振雄风，为重庆及三峡库区经济社会发展作出更大的贡献。”

对于万州电厂的整体情况，西南电力设计院主管领导有着清晰的定位：“万州电厂是一个‘三高’工程（定位高──国内第一、世界一流；要求高──‘五化五型’；目标高──国优金奖工程），具有‘三强’的特点（政治性强──三峡库区移民补偿工程，创新性强──仅设计就有10大创新、60余项优化、80余项精细化设计，事业性强──参建单位和个人的事业工程）。我们要按照‘精心组织、规范运作、品质优秀、顾客满意’的总承包理念，高举‘同理想、共传奇’的旗帜，克服‘三无’困难（参建单位无磨合期、施工单位无准备期、施工开始无水电路），充分发挥设计院在获取设计资料、完善设计方案、加快设计进度、提高设计质量、满足提前开工和连续施工要求等方面的明显优势，通过优化设计降低工程造价，节省工程投资，努力打造优质工程、和谐工程、廉洁工程。”

以专业的技术实力和敢打敢拼的团队精神，西南电力设计院人在“确保机组高标准达标投产、确保获得中国电力优质工程奖、争创国家优质工程金奖、力争全国优秀工程勘察设计金奖、确保全国工程总承包金钥匙奖”目标的引领下，开启了打造“‘五化五型’国内第一、世界一流”电厂的征程。

突破传统的设计革命

如果说，不惜提升工程造价来选择最优指标需要投资方下决心，那么，大胆突破常规，不仅需要更多的智慧与勇气，还要站在全球同行业的制高点上。

通过全面总结国内已投运100万千瓦机组设计运行经验、调研国外超超临界机组最新发展、研究国内外大量先进节能减排技术之后，西南电力设计院充分发挥以设计为龙头的总承包优势，创新提出了“新一代100万千瓦高效一次再热机组”概念，并确定了这一技术路线。

围绕提升主机效率、降低厂用电率、综合优化热力系统、提高污染物排放标准等节能减排的技术路径，设计人员以三大主机为核心开展了全面的设计革命。10多项“国内第一”的设计创新，140多项优化和精细化设计，不仅锁定了机组设计参数、技术经济指标在国内同期同类机组中最优水平，也将西南电力设计院多年来在电力设计领域的深厚积淀完美释放：

国内百万等级机组设计煤耗最低，供电标煤耗为275.36克/千瓦时；国内第一次将百万等级机组初参数（汽机端）提升至“28MPa/600℃/620℃”，并提升机组铭牌出力至“1050MW”；国内百万千瓦机组第一次应用9级回热系统，提升机组热效率；国内百万千瓦机组第一次采用节能降噪效果显著的高位收水冷却塔；国内第一次采用国产100%给水泵汽轮机（小汽机）；国内第一次设计使用集成式主厂房，将变压器、配电装置、集控室、锅炉补给水处理车间、生产辅助建筑集成合并，与汽机房联合布置；国内第一次采用集约化总平面设计，2台百万千瓦机组与千万吨储煤基地仅占地24.86公顷，占地最小；国内第一次采用最大直径136米带肋整体式结构圆形煤场；国内第一次在发电厂采用数字化智能升压站；国内电厂应用总线技术（FCS）覆盖率最高，达到45%；电厂应用一键启停（APS）设计断点最少，启动仅4点，停机仅3点；全厂水耗为国内同类型机组最先进之一：0.502立方米/秒·吉瓦；在不增设湿式除尘器的情况下，国内百万机组环保排放指标最先进，烟尘排放浓度≤5mg/Nm3，SO2排放浓度≤35mg/Nm3，NOx排放浓度≤37.5mg/Nm3；国内第一次自主设计国产新一代超超临界全周进汽筒型高压缸。

与此同时，“国内首次”采用的9项新设备，使万州电厂新建项目在起步阶段就站在了国内高端火电机组建设的制高点──国内首次使用自主技术、国产新一代超超临界全周进汽筒型高压缸汽轮机；国内首次使用国产100%给水泵汽轮机（小汽机）设备；国内首次在输煤系统广泛应用IFT技术及FCS技术设备；国内首次使用直径最大136米的室内堆取料机；国内首次在百万机组脱硫吸收塔内使用管束式除尘器；国内火电厂首次使用室内500千伏GIS、主变、启备变、高厂变等集成设备；国内DCS设备应用总线技术覆盖率最高、APS设计断点最少；首次使用国产主蒸汽安全阀等超超临界火电机组二、三类关键阀门5种；首次在高效一次再热百万超超临界机组使用国产电压等级（10千伏）和压力参数（36.6兆帕）最高的炉水循环泵。

创新的背后，是基于工程实际需求而应用的矩阵式设计模式和作为设计企业“国家队”所拥有的强大专业团队：集中设计与现场设计相结合，设计代表现场解决问题，详细的优化实施措施确保每个创意落实到位，根据施工、采购进度动态调整设计计划，采取分层、多版出图满足施工需要；中国电力工程顾问集团两次组织全集团设计大师、资深专家、特邀专家，与业主围绕西南电力设计院提出的创新及设计优化措施进行专题评审。

针对万州电厂新建工程，西南电力设计院围绕打造世界一流数字化电站做足了文章。按照业主提出的“数字化设计、数字化建设、数字化运行和数字化管理，构建全面的数字化电厂”的高度数字化要求，西南电力设计院将十几年以来数字化设计的成功经验应用到万州工程，拿出了最先进、全面、有效的解决方案，不仅实现了项目全过程、全区域、全专业的数字化设计，还能够对设备采购、施工管理和仿真培训等提供强有力的支撑。

“该项目的设计和建设数据，借助我院的数字化协同设计管理系统实现了跨平台的资源实时共享。这样一来，工程信息模型（EIM）就可以从设计阶段顺利向后延伸，让设备采购、施工管理和运行维护一起分享高端设计的果实。”在西南电力设计院主管领导看来，数字化协同设计、设备采购、施工管理、运行维护的有机融合，给万州电厂新建工程带来前所未有的高品质。图纸审核在前期模型中就已开始，设计方案确定之后同步启动采购，效率和质量的大幅提升，都将转化成实实在在的效益。

引领行业升级的先锋力量

当你置身于万州电厂，会由衷地感叹设计大师的惊鸿之作──高位收水冷却塔能使循环水泵功率降低3300KW/机组、噪音降低约10分贝，可以站在里面柔声打个电话；大量的建筑物联合布置，让100万千瓦级的厂房系统布置，在60万千瓦级的空间里游刃有余；室内设置的500千伏GIS与主变、高厂变、起/备变等合并在一起……伫立于圆形煤场入口处，一边赞叹设计变革竟然可以实现如此艺术化的基础设施构造，一边想着2000万元投资，就这么“集约化、效益型、环保型”地省出来了。最终，该工程通过设计优化和精细化设计与批准概算相比节省投资5亿元左右。

更为可观的，是国内领先、世界先进的经济、技术、环保指标。2015年2月9日，万州电厂新建工程1号机组完成168试运行，并网发电，同时创下了国内火力发电建设史上审批速度最快、建设周期最短、各项指标国内最优的纪录。当年9月18日2号机组完成168试运行。锅炉效率94.72%，汽机热耗7199.5千焦/千瓦时，厂用电率3.36%，供电标煤耗271.44克/千瓦时，自动及保护、脱硫脱硝装置投运率100%。烟尘排放浓度3.5mg/Nm3，SO211mg/Nm3，NOX21mg/Nm3。

机组投运后，运行良好，指标优秀。2015年，万州电厂新建工程共发电40.05亿千瓦时，实现利税2.85亿元，年发电量可超过100亿千瓦时，有力支撑着重庆和三峡库区经济社会发展。

更为重要的是，万州电厂两台机组投运以来表现出的热效率高、厂用电率低、煤耗低、污染排放低、调峰能力强、可靠性高等系列优点，获得来自行业内外的认可与关注。截至2016年2月，该工程获国家优秀工程咨询成果一等奖1项，国家科技进步一等奖1项，二等奖3项，三等奖7项，国家级发明或实用新型专利29项以及国家级或省部级优秀QC成果奖8项,万州工程数字设计应用获第一届中国电力工程数字化设计（EIM）大赛二等奖。

与此同时，来自全国各地的观摩团络绎不绝，对EPC总承包模式、管理理念，现场安全文明施工面貌、实体质量等给予了高度评价。该工程创新成果发挥的示范引领作用，已在后续的多项同类项目中得到普遍应用，成为国内新一代100万千瓦级高效一次再热机组标准初参数和典型技术路线。