本報通訊員 丁峰
“城在山水間，山水在城中”，說的是湖南省冷水江市，這里坐落著湖南省三大鋼鐵生產基地之一的冷水江鋼鐵公司（以下簡稱冷鋼）。入春時節(jié)，萬象更新，這座擁有60多年歷史的鋼鐵基地也迎來了盎然的“綠”意——由中冶華天總承包建設的冷鋼富余煤氣發(fā)電項目一次并網成功，順利投產。
攻堅克難保完工
近年來，冷鋼謀求綠色轉型升級，以實際行動響應國家“雙碳”號召，計劃分兩期建設兩套40兆瓦超高溫超高壓煤氣發(fā)電機組，對煉鋼過程中產生的富余煤氣進行專項回收，“變廢為電”。
“每個項目建設都會遇到各種各樣的困難和問題，況且是我們這樣技術含量相對較高的煤氣發(fā)電項目”，中冶華天冷鋼項目經理李浩直言。在該項目招標階段，中冶華天冷鋼項目團隊就遇到了第一個大問題：項目地點位于冷鋼動力廠內，處于冷水江市的老城區(qū)中心地帶，為確保生產，原有12兆瓦的老舊機組需持續(xù)運轉，無法拆除，因此建設場地實際占地面積大約只有2500平方米。對于龐大的煤氣發(fā)電機組而言，這無疑是“螺螄殼里做道場”，況且還要為二期項目的建設場地和后期煙氣凈化系統(tǒng)預留升級改造空間。
對此，中冶華天設計團隊長期駐場，因地制宜，一頭扎進廠房內，一寸寸實地丈量，一筆筆勾勒繪圖，確保每一個數(shù)據(jù)都經過嚴格精確的計算。最終在最短的時間里，該團隊拿出了最接近實際情況、也最讓業(yè)主信服的設計方案。值得一提的是，早在2003年，冷鋼就與中冶華天開始合作，其高線軋制、煤氣柜建設等重大項目當時均有中冶華天參與，且反饋良好。憑借著優(yōu)秀的設計方案、深厚的合作基礎以及在工業(yè)能源環(huán)保領域的豐富工程經驗和領先技術水平，中冶華天正式承接這一項目。
該項目正式啟動于2023年7月初，施工階段涉及多項超危大工程，例如鍋爐汽包等大量重達數(shù)十噸重的設備吊裝工作，為項目帶來了不小的挑戰(zhàn)。同時，由于該機組安裝的精度必須經過嚴格的考量，每一項都在考驗著中冶華天項目團隊的專業(yè)程度。對此，中冶華天冷鋼項目部以“一項一案”為原則，每項超危大工程都經由專家研討后敲定施工方案，整個施工環(huán)節(jié)做到了安全“零事故”，設備安裝也在豐富扎實的經驗和技術支撐下順利完成。
功夫不負有心人，趕在2024年春節(jié)前，冷鋼富余煤氣發(fā)電項目第一套機組正式投產。如今，廠內高聳的新老機組遙遙相對，各處設備布局合理緊湊，管線排布整齊有序，源源不斷地向鋼廠輸送著利用富余煤氣高效轉化的電力，令人贊嘆。
數(shù)智賦能提質效
“從應用技術和各項投產指標上來看，我們此次設計建造的40兆瓦超高溫超高壓煤氣發(fā)電機組，在國內同類型工程中處于領先水平”，中冶華天設計經理張華鋼介紹道。在該項目的設計理念中，數(shù)字化、智能化是必定繞不開的亮點。
該煤氣發(fā)電機組配備了一套完整的“DCS系統(tǒng)”，即“生產過程分散控制系統(tǒng)”。該智能系統(tǒng)集合了“數(shù)據(jù)采集”“順序控制”“爐膛滅火安全保護”等子系統(tǒng)，通過DCS系統(tǒng)可以將不同的設備和控制器連接到同一條總線上，監(jiān)測、收集和控制廠內的不同工藝參數(shù)，如流量、壓力、溫度、液位等，將信息傳輸?shù)娇刂剖掖笃梁陀嬎銠C上，以便操作人員根據(jù)實際情況及時調整指令。
在實現(xiàn)數(shù)字化的同時，在智能化改造上，DCS系統(tǒng)還可以根據(jù)設備的實時狀態(tài)和生產要求調整工藝參數(shù)，并自動控制所需要的操作。例如，當汽輪發(fā)電機組軸承及汽輪機本體的運行機械參數(shù)超出規(guī)定值時，DCS將自動記錄下異常數(shù)據(jù)并發(fā)出警告，而當關聯(lián)生產和安全的重要參數(shù)超過規(guī)定限度時，將直接停機。此外，所有主廠房、余熱鍋爐、除塵、水處理設施等高低電動機均由DCS發(fā)出合閘、跳閘指令，顯示開關的位置信號及報警。在DCS系統(tǒng)的加持下，不僅能夠節(jié)省人力成本，設備也能夠進一步實現(xiàn)多維度立體化監(jiān)控，做到無人巡檢和精細化管理。
“分散控制”是該系統(tǒng)的另一重要特點。得益于此系統(tǒng)，冷鋼整套發(fā)電機組可以根據(jù)不同的應用場景進行靈活定制，如果對于某一環(huán)節(jié)有著安全問題的考量，可以為其單獨設置一套監(jiān)測和控制系統(tǒng)，靈活性極強。同時，每個控制節(jié)點都是獨立的，當機組的一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題時，其他部分仍能正常操作，因此具備較高的抗故障性能。在實際發(fā)電過程中，如果個別環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，能夠在及時檢修的同時，又不會影響電力輸送。
錨定環(huán)保爭創(chuàng)收
在環(huán)保方面，“極致能效”工程作為鋼鐵全面升級的三大工程之一，將是未來幾年所有鋼鐵企業(yè)的工作重心。錨定綠色環(huán)保發(fā)展理念的冷鋼始終強調“環(huán)保要一天天抓好抓實抓細，不能欠賬，只能超前”。中冶華天從冷鋼未來發(fā)展的角度出發(fā)，處處精益求精，成功實現(xiàn)了冷鋼的環(huán)保指標要求，并做到了行業(yè)領先。
自該項目投產以來，在煤氣頻繁波動條件下，發(fā)電機組一直保持平穩(wěn)運行，并已實現(xiàn)滿負荷甚至超負荷發(fā)電。將設備年利用小時數(shù)按7500小時算，冷鋼原有的中溫中壓機組被新機組替換后，在同等煤氣量下，發(fā)電效率翻一番：舊機組大約每6立方米高爐煤氣發(fā)1千瓦時電，中冶華天建設的雙超機組投運后，在高爐煤氣穩(wěn)定供應的情況下，可以做到3立方米高爐煤氣發(fā)1千瓦時電。預估為冷鋼的年發(fā)電量增加1.1億千瓦時，每年可增收7000多萬元，經濟效益極為可觀。
在提升全廠綜合能效水平的同時，中冶華天還為冷鋼設計了1套130噸/小時煤氣鍋爐的脫硫脫硝系統(tǒng)，在經過試運行后，預估冷鋼每年可節(jié)約標準煤達4.3萬噸，減少二氧化碳排放達9.4萬噸，為冷水江鋼鐵優(yōu)化能源產業(yè)結構、構建清潔低碳、安全高效的現(xiàn)代能源體系提供強力支撐，同時也為冷水江市這座“山水城市”持續(xù)改善生態(tài)環(huán)境質量增添新動能。
冷鋼煤氣發(fā)電項目的順利投產展現(xiàn)了中冶華天雄厚的總承包建設綜合實力，中冶華天也將繼續(xù)以數(shù)智化技術和綠色化改造方案推動鋼鐵行業(yè)高質量發(fā)展，不負綠水青山，與各方攜手共赴嶄新未來。
中冶華天建設的冷鋼富余煤氣發(fā)電項目。（郭世星 攝）
《中國冶金報》（2024年04月16日 05版五版）
