6月30日，一篇題為“一評：上海外三電廠‘創(chuàng)新節(jié)能減排技術(shù)’及‘251工程’質(zhì)疑”的文章，在微信公眾號上出現(xiàn)，由于是對有著世界最低煤耗記錄的發(fā)電企業(yè)的質(zhì)疑，因此，很快在電力行業(yè)內(nèi)外引起了圍觀和熱議。并且在7月20日，由同一作者推出的“二評”又在網(wǎng)上出現(xiàn)，再次將該話題加熱。

　　由于在“一評”和“二評”中多次出現(xiàn)了“大火規(guī)”（大型火電機組設(shè)計規(guī)程），近日，兩位曾參加過兩次“大火規(guī)”修訂的設(shè)計專家致信《中國能源報》，就此事發(fā)表了其個人觀點。

　　兼聽則明，本期我們推出該文。

　　文/張建中、葛增茂（2000及2011版大火規(guī)修訂工作參與者）

　　朱小令先生在質(zhì)疑外三電廠的文章中聲稱要以理論為基礎(chǔ)，事實為依據(jù)，提出了多項質(zhì)疑。從我們旁觀者角度，對于朱先生早期在汽輪機節(jié)能改造中取得過的一些成果是表示尊重的，以他的實際經(jīng)驗對外三電廠的技術(shù)創(chuàng)新或成果進行一些評論或提出一些不同看法也是無可非議的。然而，認真閱讀了朱先生的質(zhì)疑文章后，深感失望。通觀一評、二評這兩篇文章的內(nèi)容，看不到什么積極和有利于推動學術(shù)研究價值的內(nèi)容,純粹是抱著否定一切的態(tài)度來進行所謂的質(zhì)疑,其結(jié)果是制造了許多不該出現(xiàn)的邏輯混亂。

　　如果說一評中朱先生認為外三電廠所采取的一系列措施綜合改進，僅僅是應(yīng)用原基礎(chǔ)理論，對原設(shè)備存在的缺陷進行消缺，并不是什么理論與技術(shù)創(chuàng)新,這種言論盡管極端，勉強還說得上是其一家之言——雖然對此也需要加以澄清:

　　1）據(jù)我們所知，外三電廠的主機設(shè)備投運后是達到設(shè)計性能的并不存在大的缺陷需要進行消缺，像朱先生過去那樣的經(jīng)驗依靠對一些舊機組設(shè)備消缺來實現(xiàn)外三電廠那樣深度節(jié)煤降耗的空間基本上不存在；

　　2）在應(yīng)用原基礎(chǔ)理論與實施理論與技術(shù)創(chuàng)新之間并不存在根本性對立，例如目前我國在超超臨界火電技術(shù)方面居世界領(lǐng)先、包括出現(xiàn)一批供電煤耗、排放濃度等指標都遠優(yōu)于德、日、歐美等發(fā)達國家技術(shù)含量很高的標桿機組，這已是不爭事實，但是否能因為在基礎(chǔ)理論上還應(yīng)用了卡諾循環(huán)原理來實現(xiàn)效率提高而否定這些技術(shù)進步呢?那顯然說不通的。平心而論，外三電廠的節(jié)能減排和創(chuàng)新技術(shù)在熱力性能優(yōu)化及工藝流程優(yōu)化方面確實有其創(chuàng)新特色，是不能簡單地貶之為不過是設(shè)備消缺水平云云的。

　　及至看了二評這篇文章后，則進一步感到朱先生對于外三電廠的質(zhì)疑工作未免有些力不從心——調(diào)研不足基礎(chǔ)積累也顯得簿弱，明顯背離了以理論為基礎(chǔ)，事實為依據(jù)的初衷。由于全面評論朱小令先生在質(zhì)疑外三電廠節(jié)能減排和創(chuàng)新技術(shù)的有關(guān)言論將涉及過長的篇幅,以下僅就朱先生在二評中對再熱系統(tǒng)壓降這一問題的質(zhì)疑言論分析如下:

　?、訇P(guān)于再熱系統(tǒng)壓降是否應(yīng)該進行優(yōu)化？

　　這本來是不成問題的一個問題。凡是熟悉熱力系統(tǒng)性能設(shè)計計算的工程師，沒有不知道再熱系統(tǒng)壓降對于機組熱耗來說是一個重要而敏感的影響因素，因此從80年代以來的“火力發(fā)電廠設(shè)計技術(shù)規(guī)程”直到最新版本的“大中型火力發(fā)電廠設(shè)計規(guī)范”（以下對這兩本規(guī)范均簡稱為“大火規(guī)”）中，都對再熱系統(tǒng)壓降的優(yōu)化要求及其限值有所規(guī)定[參見84版大火規(guī)6.1.2條款說明“再熱汽系統(tǒng)的壓力降對機組熱經(jīng)濟性的影響遠大于主蒸汽系統(tǒng)。

　　據(jù)平圩電廠600MW機組的工程計算，在相同的壓力降下，對熱經(jīng)濟性的影響，再熱系統(tǒng)是主蒸汽系統(tǒng)的40倍。因此，在設(shè)計中應(yīng)降低再熱汽系統(tǒng)的壓力降”]。實際工程中，某600MW機組涉外招標中罰款標準為主蒸汽壓降增加1MPa罰款240萬美元，而再熱蒸汽系統(tǒng)壓降增加1MPa罰款1800萬美元，也說明設(shè)計中對再熱系統(tǒng)壓降進行優(yōu)化的必要性。

　　朱先生將“有”或者“無”必要推廣“機組再熱系統(tǒng)壓降優(yōu)化”技術(shù)，降再熱壓損？作為一個問題提出來，實在是有失一位資深熱機專家的水準。

　?、陉P(guān)于完全按照“大火規(guī)”的設(shè)計，機組再熱系統(tǒng)壓降仍然可以達到外三電廠的“機組再熱系統(tǒng)壓降優(yōu)化”技術(shù)水平一事。

　　我們認為提出這一似是而非論點的原因在于朱先生受其工作性質(zhì)局限性所致，因為沒有機會參加過設(shè)計全過程，不清楚設(shè)計規(guī)程的功能及動態(tài)管理情況。實際上無論哪個設(shè)計院，在管道設(shè)計中使再熱系統(tǒng)壓降達到或低于大火規(guī)或其他等效規(guī)范要求限值這方面是完全一樣的；2000年以前（含2000）的大火規(guī)規(guī)定再熱系統(tǒng)壓降低于10%的設(shè)計值，那主要是指亞臨界機組；對于早期的超臨界機組當時也執(zhí)行過這一規(guī)定，所設(shè)計的再熱系統(tǒng)管道壓降就可能比較大。朱先生在其質(zhì)疑中所說“根據(jù)實踐，并查閱了不同電力設(shè)計院按照“大火規(guī)”設(shè)計的部分600MW、1000MW 機組，投產(chǎn)后由不同電力試驗研究院完成的熱力性能考核試驗結(jié)果，表明：機組再熱系統(tǒng)壓降均在7%及以下，低于10%的設(shè)計值”，應(yīng)該指出這只是朱先生調(diào)查研究功夫不很到家所得到以偏概全的結(jié)論，事實上是可以分為以下三種情況：

　　1 基本上接近設(shè)計壓降:

　　像沁北、銅陵等電廠早期一批600MW超臨界機組其再熱系統(tǒng)實測壓降為8.6%～9.5%；玉環(huán)、鄒縣等電廠較早一批投運的百萬機組的再熱系統(tǒng)壓降也在7%以上，其中較有代表性的如鄒縣電廠1000MW機組再熱系統(tǒng)的實測壓降為——THA工況9.38%/9.83%非常接近10%的設(shè)計值[見山東電力科學院2007.5出版的“鄒縣1000MW#7機組性能試驗報告”。

　　2 略超設(shè)計壓降：

　　如早期的三河電廠2350MW日本進口機組再熱系統(tǒng)設(shè)計壓降為8%，實測壓降達8.72%～8.77%，因超合同保證值，由日方進行冷段管道設(shè)計改進及再熱器系統(tǒng)改造后，才使系統(tǒng)壓降達到6.4～6.65%[參見鍋爐技術(shù)2003 N0.6]。近期的華能海門1063MW機組再熱系統(tǒng)設(shè)計壓降為10%，實測TRL工況壓降為9.827%,TMCR工況壓降為10.375%,VWO工況壓降為10.4%,最大工況時略超設(shè)計壓降[參見西安熱工研究院2010.4出版的“華能海門電廠2號機組性能試驗報告”。

　　3 低于7%以下：

　　多見于近期投運的百萬千瓦級超超臨界機組

　　出現(xiàn)以上局面的原因，在于2000后建設(shè)的機組大多為超臨界或超超臨界機組，為適應(yīng)新形勢的要求，在2011版新的大火規(guī)發(fā)布前，電力設(shè)計主管部門對相關(guān)的一些技術(shù)問題組織過專題研討，其中包括對再熱蒸汽系統(tǒng)壓降的取值標準進行調(diào)整——在汽輪機廠熱平衡圖設(shè)計中大多按10%，而根據(jù)論證結(jié)果，對超臨界機組這一比值的優(yōu)化值為6.5%-9%，主要取決于：高壓缸排汽壓力、再熱管道流速優(yōu)化和管件優(yōu)化深度等因素。

　　在相繼頒發(fā)的“超臨界機組設(shè)計導(dǎo)則”、“火力發(fā)電廠主汽、再熱系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)導(dǎo)則”等電力顧問集團企業(yè)設(shè)計導(dǎo)則，及2007華能集團編制的“華能火電工程設(shè)計導(dǎo)則”中，對于超臨界機組再熱系統(tǒng)壓降均規(guī)定為7%-9%。這樣各設(shè)計院的管道設(shè)計就需滿足這一要求，基本上不存在機組再熱系統(tǒng)設(shè)計壓降不達標的情況。

　　至于朱先生所收集這幾個電廠都是2011年以后投運的，設(shè)計院大多已按相關(guān)設(shè)計導(dǎo)則來控制再熱系統(tǒng)壓降，而且在管道設(shè)計中大多已推廣應(yīng)用外三電廠的設(shè)計優(yōu)化經(jīng)驗，這些機組投產(chǎn)后的再熱系統(tǒng)壓降均在7%及以下，低于早先大火規(guī)中10%的設(shè)計值，并都達到外三電廠的“機組再熱系統(tǒng)壓降優(yōu)化”技術(shù)水平,那是再正常不過的事，完全沒有必要為此感到大驚小怪。

　　需要說明的是，如上所述在近期建設(shè)的項目中也有一些再熱系統(tǒng)設(shè)計壓降按10%而實測壓降較低甚至只有7 %-8%，這與設(shè)計人員對設(shè)計裕度尤其是流速標準的掌握等都有關(guān)系，但在同等裕量及技術(shù)條件下，對再熱系統(tǒng)設(shè)計實施優(yōu)化技術(shù)后的壓降明顯更低，其中最好的測試值只有5%-6%，這恰恰說明在超臨界機組再熱系統(tǒng)設(shè)計中存在相當大的壓降優(yōu)化空間，而并非是不需要進行優(yōu)化了。

　　③關(guān)于不同電力設(shè)計院按照“大火規(guī)”設(shè)計，與經(jīng)過實施“機組再熱系統(tǒng)壓降優(yōu)化技術(shù)”， 相對與同樣機組的比較，所產(chǎn)生降耗效果甚微，技術(shù)經(jīng)濟性分析不可行

　　提出這一論點的原因仍在于朱先生受其工作性質(zhì)局限性所致，對設(shè)計優(yōu)化過程不甚了了卻隨便武斷下結(jié)論，實際上給人予以其昏昏使人昭昭的感覺，甚不可取。須知 “大火規(guī)”在設(shè)計院執(zhí)行中主要起指導(dǎo)和控制建設(shè)標準的作用，并不直接產(chǎn)生具體的設(shè)計方案，工程設(shè)計中對于控制再熱系統(tǒng)壓降是需要進行計算和比選的，實際操作中會出現(xiàn)以下兩種情況：

　　1情況1：管件及流速綜合優(yōu)化模式即外三模式：如上所述，由于外三設(shè)計優(yōu)化經(jīng)驗的推廣應(yīng)用，使得不同電力設(shè)計院按照“大火規(guī)”設(shè)計(實為要求），與經(jīng)過實施“機組再熱系統(tǒng)壓降優(yōu)化技術(shù)”的壓降趨于接近，也即在總的壓降上已經(jīng)達到同步降耗優(yōu)化，沒有必要過多計較彼此間降耗效果的差異；

　　2 情況2：主要依靠流速控制模式:如果不實施管件設(shè)計綜合優(yōu)化，單純依靠加大冷熱段管徑降低設(shè)計流速，也能將再熱系統(tǒng)壓降控制在新大火規(guī)要求以內(nèi)；但這兩種情況的技術(shù)經(jīng)濟效果是存在很大差別的。

　　經(jīng)過實施“機組再熱系統(tǒng)壓降優(yōu)化技術(shù)”與常規(guī)設(shè)計方案的比較，所產(chǎn)生降耗效果并不是“甚微”，而是“很明顯”，技術(shù)經(jīng)濟性分析不是“不可行”而是“非常可行”，參見以下實際工程比較示例：

　　工程實踐數(shù)據(jù)的驗證

　　對兩個同樣配塔式鍋爐的2×1000MW超超臨界機組發(fā)電廠再熱蒸汽系統(tǒng)的性能試驗數(shù)據(jù)進行了比較，其中發(fā)電廠A再熱蒸汽系統(tǒng)設(shè)計中采用R/D＞3.0彎管，在管徑選擇中優(yōu)化了熱/冷段管徑的級配比例，調(diào)高了再熱熱段的流速；發(fā)電廠B再熱蒸汽系統(tǒng)設(shè)計中采用r/D=1.5的彎頭，而在管徑優(yōu)化中降低了再熱熱段的流速。

　　這兩個電廠投產(chǎn)后對再熱蒸汽系統(tǒng)壓降的測試數(shù)據(jù)見下表所示：

　　表1：A電廠與B電廠再熱蒸汽系統(tǒng)壓降測試數(shù)據(jù)比較

　　試驗數(shù)據(jù)表明：A電廠雖然再熱蒸汽熱段的流速較高，但系統(tǒng)比壓降仍較B電廠低了～10％，如果設(shè)計流速相同，壓降還要小得多，這充分顯示了在百萬kW級超超臨界機組再熱蒸汽系統(tǒng)中采用彎管所帶來的減阻節(jié)能效益；由于高參數(shù)條件下的彎管比熱壓彎頭的單價要低得多，在超超臨界機組上以彎管替代彎頭同時可以得到減少壓降及降低造價的兩重效益，因而是超超臨界機組四大管道設(shè)計中值得推廣應(yīng)用的一項設(shè)計優(yōu)化技術(shù)。

　　④關(guān)于1）“盡可能的減少介質(zhì)流動過程中的壓力損失，是傳統(tǒng)熱能動力工程理論中的典型熱力過程之一，即：絕熱節(jié)流?！?）“若是采用“管道優(yōu)化技術(shù)”，把管道設(shè)計效率從99%，提高到100%，機組煤耗也只能下降3g/kWh左右?！?）“再熱系統(tǒng)壓降與鍋爐有關(guān)”這幾個問題也是需要進行澄清的。

　　首先是這里“絕熱節(jié)流”及“管道設(shè)計效率”這兩個術(shù)語用得并不是非常嚴謹——“絕熱節(jié)流”通常用于通流截面發(fā)生變化的節(jié)流過程，而再熱管系主要是彎頭與直管這類截面不變壓降元件的組合，嚴格來說其流動過程屬于等截面管道有摩阻的可壓縮流體絕熱流動（低質(zhì)量流速的芬諾線過程），二者不僅在技術(shù)含義上有所差異，就工程實用角度后者顯得更加容易實施優(yōu)化。

　　而“管道設(shè)計效率”則是包含機爐之間管道壓降、散熱及介質(zhì)損失等在內(nèi)的一個綜合效率概念，并非簡單的管道壓降概念，其中再熱系統(tǒng)壓降通常又涵蓋在汽輪機熱平衡圖設(shè)計內(nèi)，實際上并不在一般的“管道效率”之中，在編制汽輪機熱平衡圖時，所計算的熱耗值已對應(yīng)給定的再熱系統(tǒng)壓降（例如8%），若實際的再熱系統(tǒng)壓降小于此值，熱耗將小于熱平衡圖的設(shè)計值。不存在因為減少再熱系統(tǒng)壓降而使管道設(shè)計效率從99%提高到100%的問題。

　　其次，因再熱系統(tǒng)壓降優(yōu)化而引起機組熱耗減少，這與汽輪機熱 耗率下降是性質(zhì)不同的兩碼事，前者是單項優(yōu)化效益，后者是多項優(yōu)化效益，是不能像朱先生那樣將二者相提并論混在一起進行比較的。

　　此外，所謂“再熱系統(tǒng)壓降與鍋爐有關(guān)”的提法也是一種不夠全面的理解——實際上鍋爐再熱器壓降在鍋爐設(shè)計中基本是一個變動不大的定值，再熱系統(tǒng)的壓降優(yōu)化工作主要需通過管道設(shè)計的優(yōu)化來實現(xiàn)。

　　據(jù)以上分析，我們感到朱小令先生所質(zhì)疑的問題可能是他并不太熟悉以致有些超越了其能力范疇，尤其是所下的有些結(jié)論缺乏科學論證。