6月30日，一篇題為“一評(píng)：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(hào)上出現(xiàn)，由于是對(duì)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(píng)”又在網(wǎng)上出現(xiàn)，再次將該話題加熱。

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

　　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(shí)為依據(jù)，提出了多項(xiàng)質(zhì)疑。從我們旁觀者角度，對(duì)于朱先生早期在汽輪機(jī)節(jié)能改造中取得過的一些成果是表示尊重的，以他的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)對(duì)外三電廠的技術(shù)創(chuàng)新或成果進(jìn)行一些評(píng)論或提出一些不同看法也是無可非議的。然而，認(rèn)真閱讀了朱先生的質(zhì)疑文章后，深感失望。通觀一評(píng)、二評(píng)這兩篇文章的內(nèi)容，看不到什么積極和有利于推動(dòng)學(xué)術(shù)研究價(jià)值的內(nèi)容,純粹是抱著否定一切的態(tài)度來進(jìn)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(píng)中朱先生認(rèn)為外三電廠所采取的一系列措施綜合改進(jìn)，僅僅是應(yīng)用原基礎(chǔ)理論，對(duì)原設(shè)備存在的缺陷進(jìn)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(qiáng)還說得上是其一家之言——雖然對(duì)此也需要加以澄清:

　　1）據(jù)我們所知，外三電廠的主機(jī)設(shè)備投運(yùn)后是達(dá)到設(shè)計(jì)性能的并不存在大的缺陷需要進(jìn)行消缺，像朱先生過去那樣的經(jīng)驗(yàn)依靠對(duì)一些舊機(jī)組設(shè)備消缺來實(shí)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(shí)施理論與技術(shù)創(chuàng)新之間并不存在根本性對(duì)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(biāo)都遠(yuǎn)優(yōu)于德、日、歐美等發(fā)達(dá)國家技術(shù)含量很高的標(biāo)桿機(jī)組，這已是不爭事實(shí)，但是否能因?yàn)樵诨A(chǔ)理論上還應(yīng)用了卡諾循環(huán)原理來實(shí)現(xiàn)效率提高而否定這些技術(shù)進(jìn)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(shí)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(píng)這篇文章后，則進(jìn)一步感到朱先生對(duì)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(shí)為依據(jù)的初衷。由于全面評(píng)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(píng)中對(duì)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(jìn)行優(yōu)化？

　　這本來是不成問題的一個(gè)問題。凡是熟悉熱力系統(tǒng)性能設(shè)計(jì)計(jì)算的工程師，沒有不知道再熱系統(tǒng)壓降對(duì)于機(jī)組熱耗來說是一個(gè)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(jì)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(jì)規(guī)范”（以下對(duì)這兩本規(guī)范均簡稱為“大火規(guī)”）中，都對(duì)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(duì)機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性的影響遠(yuǎn)大于主蒸汽系統(tǒng)。

　　據(jù)平圩電廠600MW機(jī)組的工程計(jì)算，在相同的壓力降下，對(duì)熱經(jīng)濟(jì)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(jì)中應(yīng)降低再熱汽系統(tǒng)的壓力降”]。實(shí)際工程中，某600MW機(jī)組涉外招標(biāo)中罰款標(biāo)準(zhǔn)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(jì)中對(duì)再熱系統(tǒng)壓降進(jìn)行優(yōu)化的必要性。

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

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

　　我們認(rèn)為提出這一似是而非論點(diǎn)的原因在于朱先生受其工作性質(zhì)局限性所致，因?yàn)闆]有機(jī)會(huì)參加過設(shè)計(jì)全過程，不清楚設(shè)計(jì)規(guī)程的功能及動(dòng)態(tài)管理情況。實(shí)際上無論哪個(gè)設(shè)計(jì)院，在管道設(shè)計(jì)中使再熱系統(tǒng)壓降達(dá)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(jì)值，那主要是指亞臨界機(jī)組；對(duì)于早期的超臨界機(jī)組當(dāng)時(shí)也執(zhí)行過這一規(guī)定，所設(shè)計(jì)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(shí)踐，并查閱了不同電力設(shè)計(jì)院按照“大火規(guī)”設(shè)計(jì)的部分600MW、1000MW 機(jī)組，投產(chǎn)后由不同電力試驗(yàn)研究院完成的熱力性能考核試驗(yàn)結(jié)果，表明：機(jī)組再熱系統(tǒng)壓降均在7%及以下，低于10%的設(shè)計(jì)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(shí)上是可以分為以下三種情況：

　　1 基本上接近設(shè)計(jì)壓降:

　　像沁北、銅陵等電廠早期一批600MW超臨界機(jī)組其再熱系統(tǒng)實(shí)測壓降為8.6%～9.5%；玉環(huán)、鄒縣等電廠較早一批投運(yùn)的百萬機(jī)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(jī)組再熱系統(tǒng)的實(shí)測壓降為——THA工況9.38%/9.83%非常接近10%的設(shè)計(jì)值[見山東電力科學(xué)院2007.5出版的“鄒縣1000MW#7機(jī)組性能試驗(yàn)報(bào)告”。

　　2 略超設(shè)計(jì)壓降：

　　如早期的三河電廠2350MW日本進(jìn)口機(jī)組再熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)壓降為8%，實(shí)測壓降達(dá)8.72%～8.77%，因超合同保證值，由日方進(jìn)行冷段管道設(shè)計(jì)改進(jìn)及再熱器系統(tǒng)改造后，才使系統(tǒng)壓降達(dá)到6.4～6.65%[參見鍋爐技術(shù)2003 N0.6]。近期的華能海門1063MW機(jī)組再熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)壓降為10%，實(shí)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(shí)略超設(shè)計(jì)壓降[參見西安熱工研究院2010.4出版的“華能海門電廠2號(hào)機(jī)組性能試驗(yàn)報(bào)告”。

　　3 低于7%以下：

　　多見于近期投運(yùn)的百萬千瓦級(jí)超超臨界機(jī)組

　　出現(xiàn)以上局面的原因，在于2000后建設(shè)的機(jī)組大多為超臨界或超超臨界機(jī)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(jì)主管部門對(duì)相關(guān)的一些技術(shù)問題組織過專題研討，其中包括對(duì)再熱蒸汽系統(tǒng)壓降的取值標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行調(diào)整——在汽輪機(jī)廠熱平衡圖設(shè)計(jì)中大多按10%，而根據(jù)論證結(jié)果，對(duì)超臨界機(jī)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(jī)組設(shè)計(jì)導(dǎo)則”、“火力發(fā)電廠主汽、再熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)導(dǎo)則”等電力顧問集團(tuán)企業(yè)設(shè)計(jì)導(dǎo)則，及2007華能集團(tuán)編制的“華能火電工程設(shè)計(jì)導(dǎo)則”中，對(duì)于超臨界機(jī)組再熱系統(tǒng)壓降均規(guī)定為7%-9%。這樣各設(shè)計(jì)院的管道設(shè)計(jì)就需滿足這一要求，基本上不存在機(jī)組再熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)壓降不達(dá)標(biāo)的情況。

　　至于朱先生所收集這幾個(gè)電廠都是2011年以后投運(yùn)的，設(shè)計(jì)院大多已按相關(guān)設(shè)計(jì)導(dǎo)則來控制再熱系統(tǒng)壓降，而且在管道設(shè)計(jì)中大多已推廣應(yīng)用外三電廠的設(shè)計(jì)優(yōu)化經(jīng)驗(yàn)，這些機(jī)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(jì)值，并都達(dá)到外三電廠的“機(jī)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(xiàng)目中也有一些再熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)壓降按10%而實(shí)測壓降較低甚至只有7 %-8%，這與設(shè)計(jì)人員對(duì)設(shè)計(jì)裕度尤其是流速標(biāo)準(zhǔn)的掌握等都有關(guān)系，但在同等裕量及技術(shù)條件下，對(duì)再熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)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(jī)組再熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)中存在相當(dāng)大的壓降優(yōu)化空間，而并非是不需要進(jìn)行優(yōu)化了。

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

　　提出這一論點(diǎn)的原因仍在于朱先生受其工作性質(zhì)局限性所致，對(duì)設(shè)計(jì)優(yōu)化過程不甚了了卻隨便武斷下結(jié)論，實(shí)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(jì)院執(zhí)行中主要起指導(dǎo)和控制建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的作用，并不直接產(chǎn)生具體的設(shè)計(jì)方案，工程設(shè)計(jì)中對(duì)于控制再熱系統(tǒng)壓降是需要進(jìn)行計(jì)算和比選的，實(shí)際操作中會(huì)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(jì)優(yōu)化經(jīng)驗(yàn)的推廣應(yīng)用，使得不同電力設(shè)計(jì)院按照“大火規(guī)”設(shè)計(jì)(實(shí)為要求），與經(jīng)過實(shí)施“機(jī)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(dá)到同步降耗優(yōu)化，沒有必要過多計(jì)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(shí)施管件設(shè)計(jì)綜合優(yōu)化，單純依靠加大冷熱段管徑降低設(shè)計(jì)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(jì)效果是存在很大差別的。

　　經(jīng)過實(shí)施“機(jī)組再熱系統(tǒng)壓降優(yōu)化技術(shù)”與常規(guī)設(shè)計(jì)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(jì)性分析不是“不可行”而是“非?？尚小?，參見以下實(shí)際工程比較示例：

　　工程實(shí)踐數(shù)據(jù)的驗(yàn)證

　　對(duì)兩個(gè)同樣配塔式鍋爐的2×1000MW超超臨界機(jī)組發(fā)電廠再熱蒸汽系統(tǒng)的性能試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了比較，其中發(fā)電廠A再熱蒸汽系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(jí)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(jì)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(gè)電廠投產(chǎn)后對(duì)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(yàn)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(jì)流速相同，壓降還要小得多，這充分顯示了在百萬kW級(jí)超超臨界機(jī)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(jià)要低得多，在超超臨界機(jī)組上以彎管替代彎頭同時(shí)可以得到減少壓降及降低造價(jià)的兩重效益，因而是超超臨界機(jī)組四大管道設(shè)計(jì)中值得推廣應(yīng)用的一項(xiàng)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)。

　　④關(guān)于1）“盡可能的減少介質(zhì)流動(dòng)過程中的壓力損失，是傳統(tǒng)熱能動(dòng)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(jì)效率從99%，提高到100%，機(jī)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(gè)問題也是需要進(jìn)行澄清的。

　　首先是這里“絕熱節(jié)流”及“管道設(shè)計(jì)效率”這兩個(gè)術(shù)語用得并不是非常嚴(yán)謹(jǐn)——“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(yán)格來說其流動(dòng)過程屬于等截面管道有摩阻的可壓縮流體絕熱流動(dòng)（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(shí)用角度后者顯得更加容易實(shí)施優(yōu)化。

　　而“管道設(shè)計(jì)效率”則是包含機(jī)爐之間管道壓降、散熱及介質(zhì)損失等在內(nèi)的一個(gè)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(jī)熱平衡圖設(shè)計(jì)內(nèi)，實(shí)際上并不在一般的“管道效率”之中，在編制汽輪機(jī)熱平衡圖時(shí)，所計(jì)算的熱耗值已對(duì)應(yīng)給定的再熱系統(tǒng)壓降（例如8%），若實(shí)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(jì)值。不存在因?yàn)闇p少再熱系統(tǒng)壓降而使管道設(shè)計(jì)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(jī)組熱耗減少，這與汽輪機(jī)熱 耗率下降是性質(zhì)不同的兩碼事，前者是單項(xiàng)優(yōu)化效益，后者是多項(xiàng)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(jìn)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(shí)際上鍋爐再熱器壓降在鍋爐設(shè)計(jì)中基本是一個(gè)變動(dòng)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(jì)的優(yōu)化來實(shí)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(xué)論證。