精益化调试在火电基建项目中的理论探索与工程实践

文_李国敏 黎石竹 华电电力科学研究院有限公司

调试工作是新建火电机组设计、安装、试运到商业运行的最后一道环节，调试质量将直接影响机组长期安全稳定及经济运行。目前现状是调试单位以保证调试期间机组的安全、稳定运行为首要目标，对机组投产后的整体性能及运行的经济性重视不够。在此背景下精益化调试管理理念的引入带动火电厂基建调试工作往现代化管理的目标发展。

1 精益化调试理论

1.1 精益化调试目标

通过精益化调试，提升发电企业经营效益，主要目标为：①使机组各指标达到或超过设计值，提高机组效率及可靠性，降低煤耗、水耗等指标，有效控制燃料成本。②优化设计和机组运行方式，有效降低基建投资和运营成本，降低各项财务费用。③提高机组自动化水平和运行可靠性，优化人员配置，降低人工成本及管理费用。

1.2 精益化调试内涵

精益化调试采用火电基建项目全过程管理模式。将调试工作延伸到设计、施工、安装、监理、运行等各个环节；注重降低无效投资，保证机组效益，挖掘潜力，围绕机组长期稳定经济运行进行精益调试。

精益化调试就是将火电基建项目的最终目标逐一分解、量化，采用具体的数据和程序作为精益化调试的过程控制单元。将常规调试项目标准细化，明确调试关键指标及细则要求。根据控制参数对火电机组的安全性、经济性影响的程度，对常规调试的标准进行了提高；适度提高了部分调试项目要求，将生产期试验项目与性能试验项目前移，确保精益化调试的效果，同时满足《火力发电建设工程机组调试质量验收及评价规程》（DL/T5295-2013）和设计标准。

1.3 精益化调试组织机构

传统的调试组织机构，主要由分部试运组、整套试运组、验收检查组及生产运行组构成。精益化调试的引入，采用设置精益化调试组的副指挥机构承担精益化调试工作，主要职责是：

①参与设计过程中的机组参数优化。

②负责单体调试、分系统调试、整套启动调试参数优化及控制目标制定。

③负责协调调试参数控制技术方案编制及指导运行控制。

④组织研究精益化调试中发现的问题。

⑤负责验收精益化调试的评定。

1.4 精益化调试实施路径

精益化调试采用“事前策划、事中监控、事后评价、持续改进”的质量管理思路。事前策划参与项目可行性研究、项目任务书、初步设计、施工设计、调试技术调研；事中监控参与设备采购、建筑施工、设备及管线安装、电气安装、仪表安装、启动调试；事后评价参与设备可靠性、自动化水平、机组经济性、竣工验收；针对发现的问题，进行闭环管理，持续改进。精益化调试主要负责启动调试过程单体调试、分系统调试、整套启动调试工作。

1.4.1 单体调试质量控制

（1）提高机组仪表准确性

组织技术人员对现场仪表进行抽检，对不满足校验精度的仪表及时校验或更换。实现单体调试期间就地与DCS 仪表投入率95%，仪表准确率97%，保证单体调试的质量。DCS 系统网络负荷率测试、DCS 信号衰减率测试工作；在控制系统DPU 以及网络切换中采用录波仪进行数据比对分析，提高数据准确性。

（2）单体试运严格执行启动条件

辅机设备在首次试转时确认监控仪表齐全、校验准确。由DCS 控制的辅机，电动机单独试转在DCS 操作。单机试转前逐条确认启动条件，不具备启动条件时不得采用临时措施强制启动。

（3）严格质量验收

单体调试质量验收由施工单位组织，建设单位、生产单位、监理单位、设备厂家、调试单位等参建单位共同参加，验收合格后，办理多方联合验收签证单。严格按照国家相关规程规范和设备厂家相关技术指标进行对比，达不到精益化调试要求的，查找原因，完成整改要求。

1.4.2 分系统调试质量控制

（1）强调分系统试运的完整性

分系统试运必须在单体调试合格后进行，调试单位参加单体调试的验收，并对调试结果验收签证。分系统调试前，认真检查系统的完整性，所试运系统的各项验收签证资料应齐全、完整。分系统调试的操作，使用正规设备和系统进行，设备保护、程序控制装置必须投运。

（2）执行启动检查卡制度

在每个分系统调试前，调试单位提出进入分系统调试的安全、设备、系统和技术条件，特别是空气动力场、化学清洗、锅炉吹管，在试验前组织各参建单位逐项进行条件确认，并办理验收签证。

（3）强化热控、电气专业联锁保护条件确认

调试单位热控、电气专业对联锁保护逻辑、定值进行仔细调试和验证，并组织相关单位进行验收，办理签证手续。尤其是调试保护逻辑时，针对不同设备、不同安装方式采取针对性的传动、优化。

1.4.3 整套启动调试质量控制

（1）强调整套启动试运的完整性

坚持整套启动前的现场、设备、系统、技术和安全条件，仔细盘查分系统调试的完整性和可靠性。严格落实精益化调试的实施计划，评估各项目的重点和难点。

（2）严格完成调试试验项目

为达到机组长周期、安全、稳定、经济运行的长远目标，在整套启动试运期间除完成规定的调试项目外，还应完成下列增项试验项目：锅炉燃烧调整试验、锅炉制粉系统优化、机组轴系振动试验（包括变油温、变排汽温度等工况）、机组RB 试验。

（3）深化调试，扩宽机组的运行适应性

严格按照《火力发电厂模拟量控制系统验收测试规程》中关于自动调节系统定值扰动试验、负荷变动试验等要求，深化ACE 涉网试验，增加极端工况、大跨度负荷扰动测试，提高系统稳定性与适应能力。

2 精益化调试理论

2.1 精益化调试技术措施

2.1.1 组织策划“零距离”融合

技术人员提前介入基建过程管理，重视基建基础数据的收集与整理，对基建过程进行全方位监督，实现锅炉、汽机、电气、金属、环保、节能等十二项技术监督措施的强化、落实；对调试过程中出现的缺陷、隐患和需完善的项目及时归纳整理，系统化、信息化地形成数据库，闭环管理。

2.1.2 优化前移，实行全寿命管理

严格设计图纸和方案的审查，提高问题预见性，合理确定试验项目，细化调试措施。组织调试单位参加工程设计联络会、设计审查和施工图会审，协助确定性能试验测点布置；组织相关单位结合DCS 设计说明进行逻辑审查，优化控制策略；调试期间，根据工期情况合理穿插制粉系统优化、燃烧调整优化等生产期调试项目。

2.1.3 实现机组“零缺陷”移交生产

严格按照《火力发电建设工程机组调试技术规范》的规定，细化调试项目，并按照《火力发电建设工程启动试运及验收规程》和《火力发电建设工程机组调试质量验收及评价规程》的要求严格验收。

调试过程中，结合设备及项目实际情况，共确定了六大专业455 项调试项目，较常规调试拓展20 项，优于常规调试标准28 项，实现了逐项调试的有效落实，做到全过程“零问题”闭环管理。

加强缺陷管理，分系统调试前，组织各参建单位按照系统启动检查卡逐项进行条件确认，严格落实启动条件。对于启动前系统所发现缺陷进行分类汇总、分析，查找真正原因并督导施工单位彻底解决，由试运指挥部组织验收，实现闭环管理。

2.1.4 优化运行参数指标，满足验评和设计要求。

严格控制机组各参数指标，适度提高酸洗、吹管等关键环节的标准，保证运行中汽、水、油品质，为机组安全运行奠定良好基础。对3、4#锅炉进行全负荷（三个工况：50%、75%、100%）动力场冷态模拟试验，使燃烧器所有风门内、外部开度及角度误差小于1%。在此基础上，为保证锅炉燃烧效果，对锅炉左、右侧一次风速偏差进行了精准调试，各角一次风速偏差小于3%，优于常规5%的要求，较好地控制了炉膛火焰中心位置，从而消除了炉膛烟温偏差。

2.1.5 “优选方案”降低损耗

重视对标体系的建立与健全，促进各项能耗指标的持续降低。组织各参建单位针对调试项目逐个制定多种方案，优选后下发执行。针对锅炉燃烧调整，综合对比磨煤机煤粉细度、一次风量、二次风门开度对飞灰含碳量的影响力，以单一变量调整为原则制定调试方案，综合对比，合理确定锅炉最佳运行方式；对照厂家说明书对各加热器水位进行精益化调试，通过对比不同加热器、不同水位对给水温度的影响，合理制定出各加热器运行的水位要求，提高机组运行经济性。进一步提高机组的煤种适应性，拓宽调整范围，优化调节方式，在不同负荷下进行锅炉燃烧调整，合理配风。通过锅炉配风试验、磨煤机调整试验，优化锅炉运行方式，降低机组供电煤耗。

2.1.6 “零差错”规范操作，“精调整”修正指标

制定严密的调试规程与措施，采用操作卡制度，按照既定调试方案。细化操作流程，加强调试过程的监督与规范，杜绝误操作，实现零故障。细化调试的各项指标，分类、分项梳理，综合各项因素对规程、参数等进行持续修正、改进，实现机组投产后整体性能最优。

2.1.7 将调试与技术创新相结合

调研同类型机组调试经验与新近投产机组出现的问题，根据机组采用新技术的特点，改进调试策略，针对关键项目进行重点突击，提升机组运行的性能指标。采用旋汇耦合+管束式除雾器技术，实现脱硫除尘一体化，降低能耗，满足超低排放要求；采用尿素水解装置脱硝系统，有效解决热解炉冬季结晶问题，经济效益明显；脱硫系统采用圆盘脱水机，创新采用滤布与无纺布替代陶瓷盘片，降低生产运营成本；开展现场电缆精益化管理，优化电缆敷设路径，严控电缆领用与敷设环节，节约基建投资；加强对四大管道的设计优化，采取弯头改弯管、缩短四大管道长度等方式，节省重量、提高管道效率、降低热耗。

2.2 精益化调试实施效果

在华电山西能源某电厂实施精益化调试管理方式，机组竞争力得到显著提升。

2.2.1 有效降低调试成本

试运全程采用微油点火方式，仅消耗燃油687.5t，比集团标准降低约700t，节约费用约420 万元。

完成主要辅机的并列运行工况试验和最大出力工况试验，并绘制了主要辅机性能曲线，满负荷试运期间辅机厂用电率较设计值降低0.3%。

将4#机组调试安排在供热季并投入热网运行，试运期间共计完成供热量26.3 万GJ，增收723 万元。

2.2.2 煤耗等各项指标均位居同类型机组前列

厂用电率3、4#机组分别为5.74%、5.83%，低于设计值6.10%，在近两年投产的350MW 机组中位居第一；3、4#机组纯凝供电煤耗（正平衡）分别为309.7g/kWh、307.5g/kWh，均低于设计值316.3g/kWh，年节煤22000tce，节约运营成本1000余万元。项目实现了168h 试运后的长周期安全稳定运行。电网调度停备前，4#机组连续运行102d，3#机组连续运行21d。

2.2.3 环保设施达到超低排放要求，投资和运营成本降低

机组在满负荷试运及试生产阶段NOX排放浓度为30～35mg/m3，SO2排放浓度为15～20mg/m3，烟尘排放浓度为1～2mg/m3，各项环保指标均优于超低排放标准，实现了超低排放。

通过技术创新，采用旋汇耦合+管束式除雾器技术，实现脱硫除尘一体化，较常规技术降低投资4000 万元以上；采用尿素水解装置，年节约生产运营成本约200 万元；脱硫系统采用圆盘脱水机，年节约生产运营成本约300 万元；通过优化电缆敷设路径，优化率达到16.63%，节约金额约1700 万元。

3 结语

作为火电基建项目，精益化调试是机组转入商业运行的最后一个重要环节，调试单位要尽早介入，发挥技术指导作用。要做到精益化管理，就要从源头把控，按照精益化管理方案和要求，结合实际，抓住调试重点，制订具体实施方案，做到目标明确、任务清晰、措施得力，不断将精益化管理引向深入。践行精益化调试工作，是精益化管理在火力发电领域的延伸，是全面提升火电生产效益的又一重要手段。

精益化调试通过在华电山西能源某电厂基建的实践，无论从过程管控还是综合效益方面均获得良好效果，使机组投运后各项经济指标位居行业前列，具有很强的可行性和推广性，可广泛应用于系统内同类型项目。