当前和未来相当长的时间内煤炭仍然是我国能源供应的主力。因此，按照安全、绿色、集约、高效的原则，加快发展绿色清洁高效煤电，成为中国未来能源发展的方向。
坐落于辽宁葫芦岛市绥中县的神华国华绥中电厂(简称“绥中电厂”)是国家“八五”、“九五”期间重点电力建设项目，面临着系统老旧、效率低下、各项指标严重落后的问题。东北电力设计院有限公司(简称“东北院”)创新设计，对该电厂进行了一次脱胎换骨的升级改造，实现了从老旧落后到绿色高效的蜕变之路。
如果说这次改造是对俄制机组进行的一次脱胎换骨的大手术，那么东北院则是制定这次手术方案主治医生。东北院充分发挥多年来在火电厂节能减排方面设计的技术优势和丰富经验，与业主、施工单位、设备厂家一起将绥中电厂一期工程打造成为升级版的“绿色煤电”机组。
改造后的绥中电厂1号、2号机组出力由800兆瓦增容到880兆瓦，供电煤耗降低近40克/千瓦时，厂用电率下降超过2个百分点，烟尘、二氧化硫、氮氧化物达到“近零排放”水平。
设计方案实现“近零排放”
绥中电厂一期两台俄制超临界800兆瓦机组于2000年投产发电，主要由俄方设计供货建设。如今机组运行安全性、经济性和稳定性存在问题，且无法满足当前环保要求，升级改造任务迫在眉睫。
刘钢是东北院总工程师，也是绥中电厂改造项目主管总工程师，他介绍道：“我们从2009年开始逐步推进项目的改造方案，目标是把该机组改造成为指标先进、安全可靠、近零排放的绿色煤电机组，实现机组增容、减排、提效。”
东北院设计人员多次与相关单位进行方案研讨，反复论证设计方案，先后召开技术方案研讨会180多次。“仅电除尘改造方案研讨会就召开了十几次，最后一次连续开了18个小时，一直研讨到深夜，详细比较了多种技术路线才确定最终方案。”东北院发电分公司项目经理肖野回忆说。
最终，在项目初期提出的30多项综合升级改造项目，被优化为三大类13个子项目，将国内改造范围最大的项目梳理得井井有条，为成功实现业主提出的高标准提供保障。肖野介绍说：“改造项目启动时，业主方就提出了投资10亿元左右，发电煤耗降低15~20克/千瓦时，烟尘排放浓度不超过30毫克/立方米等先进指标。通过各方通力合作和多次研讨论证，最终实现了全部指标。”
经辽宁省环保厅指定测试单位测试，全部改造完成的绥中电厂1号、2号两台880兆瓦机组满负荷出力情况下，烟尘排放指标分别为3.2毫克/立方米和4.83毫克/立方米、二氧化硫排放指标分别为19.8毫克/立方米和27.2毫克/立方米、氮氧化物排放指标分别为35毫克/立方米和38.7毫克/立方米，达到“近零排放”水平。
破解难题助力机组涅槃
此次改造的800兆瓦俄制机组全国仅有两台，世界范围内仅有6台。主辅机、工艺系统、土建工程都与我国有很大差别，而且从未开展过如此大容量、大规模的综合升级改造，完全没有可供借鉴的经验，且俄方设计院的部分图纸和计算书也已经遗失，这无疑增大了改造难度。
为破解一系列技术难题，东北院设计人员依托全面掌握俄罗斯设计标准的优势，对现有资料进行深入分析和重新测算，实现了方案最优。“我们通过开展俄罗斯特罗伊茨克项目的设计工作，熟练掌握了俄罗斯设计标准，这为我们优化设计改造方案提供了很大帮助。”肖野说。
在进行加装烟气脱硝系统改造时，由于原有电厂设计中没有预留荷载和空间，给布置方案的确定带来很大难题。东北院设计人员经过现场反复踏勘与研讨，创造性提出了揭开炉后风机房屋面，脱硝反应器布置于锅炉尾部二次风空预器上方的改造方案。大胆将烟气脱硝系统改造首次布置在空预器上方，巧妙化解了场地狭小难题，业主对布置方案给予了高度评价。
由于新增的烟气脱硝系统体积大、荷载重，为了保证安全性，需要对机组原有基础和框架进行加固。东北院采取俄罗斯标准对机组基础和框架荷载进行了重新核算，有效减少了施工量。肖野介绍：“我们按照俄罗斯标准计算后发现，原有的荷载有很大余量，我们再制定加固方案时按照计算结果进行优化，大大降低了工作量，节省了约2个月工期，降低造价500多万。”
机组原有的六电场电除尘器由俄罗斯成套设计与供货，除尘器分上下双层布置在引风机室上方，高达50多米，荷载大、基础及结构加固困难等都给改造带来不利因素。经过反复论证，东北院最终确定采用烟道气流均布改造、上层增高6米的改造方案，在世界上首次采用加高方案提高电除尘器效率。
“中国芯”作出成功示范
经过增容升级改造，绥中电厂一期工程1号、2号机组汽轮机、烟气脱硝系统、电除尘装置、DCS自动控制系统都换成了“中国芯”，机组经济性、安全性、自动化水平整体大幅度提高。机组出力增至880兆瓦，发电能力提高10%。每年可节约标煤32.8万吨，烟尘减排6500吨，二氧化硫减排8400吨，氮氧化物减排48000吨。
完成供热改造之后，该项目成为目前中国单机容量最大的供热改造工程，供热功率可达618兆瓦，能够满足辽宁东戴河新区1200万平方米供热面积，替代了该地区低效率、高污染、分散布置的7兆瓦供热小型锅炉88个，为改善该地区空气质量作出了积极贡献。
“这个项目的改造容量大、范围广、难度高，投资造价低，改造难度前所未有，改造后各项指标先进，对今后广泛开展的节能减排优化升级改造工程将起到重要示范作用。”刘钢说。
绥中电厂改造项目的成功，不仅将为老机组节能减排提供借鉴，也为东北院成功应用“绿色煤电”技术积累了经验。近年来，东北院着眼于节能减排和绿色煤电开展技术创新活动，形成了以“煤中取水”高效褐煤发电技术为代表的一批领先技术成果，该院开展的绿色煤电技术研究和工程应用，为我国燃煤电厂的污染治理进行了有效探索。
