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，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中心地帶，為確保生產，原有12兆瓦的老舊機組需持續運轉，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，確保每一個數據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。憑借著優秀的設計方案、深厚的合作基礎以及在工業能源環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十噸重的設備吊裝工作，為項目帶來了不小的挑戰。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，整個施工環節做到了安全“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年春節前，冷鋼富余煤氣發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，數字化、智能化是必定繞不開的亮點。
該煤氣發電機組配備了一套完整的“DCS系統”，即“生產過程分散控制系統”。該智能系統集合了“數據采集”“順序控制”“爐膛滅火安全保護”等子系統，通過DCS系統可以將不同的設備和控制器連接到同一條總線上，監測、收集和控制廠內的不同工藝參數，如流量、壓力、溫度、液位等，將信息傳輸到控制室大屏和計算機上，以便操作人員根據實際情況及時調整指令。
在實現數字化的同時，在智能化改造上，DCS系統還可以根據設備的實時狀態和生產要求調整工藝參數，并自動控制所需要的操作。例如，當汽輪發電機組軸承及汽輪機本體的運行機械參數超出規定值時，DCS將自動記錄下異常數據并發出警告，而當關聯生產和安全的重要參數超過規定限度時，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發出合閘、跳閘指令，顯示開關的位置信號及報警。在DCS系統的加持下，不僅能夠節省人力成本，設備也能夠進一步實現多維度立體化監控，做到無人巡檢和精細化管理。
“分散控制”是該系統的另一重要特點。得益于此系統，冷鋼整套發電機組可以根據不同的應用場景進行靈活定制，如果對于某一環節有著安全問題的考量，可以為其單獨設置一套監測和控制系統，靈活性極強。同時，每個控制節點都是獨立的，當機組的一個環節出現問題時，其他部分仍能正常操作，因此具備較高的抗故障性能。在實際發電過程中，如果個別環節出現問題，能夠在及時檢修的同時，又不會影響電力輸送。
錨定環保爭創收
在環保方面，“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的工作重心。錨定綠色環保發展理念的冷鋼始終強調“環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展的角度出發，處處精益求精，成功實現了冷鋼的環保指標要求，并做到了行業領先。
自該項目投產以來，在煤氣頻繁波動條件下，發電機組一直保持平穩運行，并已實現滿負荷甚至超負荷發電。將設備年利用小時數按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，發電效率翻一番：舊機組大約每6立方米高爐煤氣發1千瓦時電，中冶華天建設的雙超機組投運后，在高爐煤氣穩定供應的情況下，可以做到3立方米高爐煤氣發1千瓦時電。預估為冷鋼的年發電量增加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，在經過試運行后，預估冷鋼每年可節約標準煤達4.3萬噸，減少二氧化碳排放達9.4萬噸，為冷水江鋼鐵優化能源產業結構、構建清潔低碳、安全高效的現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”持續改善生態環境質量增添新動能。
冷鋼煤氣發電項目的順利投產展現了中冶華天雄厚的總承包建設綜合實力，中冶華天也將繼續以數智化技術和綠色化改造方案推動鋼鐵行業高質量發展，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電項目。（郭世星 攝）
《中國冶金報》（2024年04月16日 05版五版）
