国内“9H”燃机电站设计密码

　     巴基斯坦必凯和百路凯工程采用9HA.01型燃气-蒸汽联合循环机组，“2+2+1”配置，总装机容量分

别为1180MW和1223MW，全厂热效率超过61%，是亚洲第一个建设的H级联合循环电站。

　　H级燃气轮机是目前世界上初温最高、功率最高、效率最高的燃气轮机。由美国GE公司生产的9HA.01

型燃机是目前最先进的机型之一，燃气轮机单循环功率达到400MW左右，与余热锅炉、蒸汽轮机组成燃

气-蒸汽联合循环机组整体效率将超过60%，远远高于其他形式的火力发电机组和其他型号的联合循环机组。

　　巴基斯坦必凯和百路凯工程在亚洲范围内首次采用GE公司9HA.01型燃机。此前，仅有德国和法国有H

级燃气-蒸汽联合循环机组投入商业运行。

　　由于目前GE公司9H燃机正处于新设备刚刚投入市场的初期阶段，还没有形成完整的产品管理体系，尚

不具备提交类似以往E级、F级燃机丰富详尽资料的可能，这给设计工作带来前所未有的挑战。

　　巴基斯坦必凯工程由国内某设计院设计，该项目经理介绍，9H燃机电站是全新研发的新型燃气轮机，

设计输入、范围、接口与以往的B级、E级或F级燃机均有很大差别，以往工程的资料和经验无法借鉴，设计

院、设备制造厂家，协同攻坚。

　　另外，上述项目还全部采用美国设计标准，包括了各个专业以及材料、设备选型、系统设计等，这也

相应地增加了设计工作难度。

　　尽管如此，设计人员通过广泛吸收相关知识，全面学习美国标准，深入研究燃机技术，大力创新设计

方案，圆满解决了设计期间遇到的各种技术问题，成功顺利推进设计工作，保障了项目现场施工进度。

　　与以往类型的燃机机组设计不同，设计者在9H燃机机组设计中的工作范围和深度都有很大拓展。不

仅承担完成了燃气轮机和模块布置、燃气轮机与模块以及模块和模块之间的系统连接工作，还完成了全部

内容的燃气轮机基础动力分析。

　　特别是燃机厂房内的设计工作，由设计者和GE公司相互配合同时开展。为了提高设计效率、减少联

络配合时间，尽量避免设计内容的相互影响，设计者开创性地实现与燃机厂家GE公司、汽机厂家阿尔斯通

公司在统一的PDMS设计平台上协同开展三维设计，并定期交换模型，实现了全方位的数据交互。

　　不仅如此，设计者在必凯和百路凯工程中完成的燃气轮机基础动力分析，与国内通常的设计相比，在

满足机组运行振动不超出燃气轮机厂家要求的情况下，更可以大幅度减少燃气轮机基础的体积，实现较少钢

筋混凝土的消耗，并大大节省燃气轮机基础施工周期，为整个工程的进度控制提供了坚实的保障。

     在主厂房钢结构设计中，设计者按照美国标准规定，根据工艺需求对主厂房结构布置作出了独特的创

新设计，主体钢结构通过屋面桁架、纵向框架、两固定端框架形成稳定的空间构架体系，充分满足了设备运

行需要。

　　在地基基础设计中，设计者采用STAAD-Pro结构分析软件对钢结构厂房的地下基础部分进行整体精细

化建模及有限元分析，同时基于美国标准对模型进行了合理的简化及假定，分析结果详细、准确，为基桩

的排布、桩承台及基础短柱的计算提供了准确可靠的数据基础。

　　据了解，巴基斯坦必凯项目工期十分紧迫，按照计划，该工程将于2017年2月实现单循环发电。从合

同签到实现单循环发电，项目工期仅有17个月。设计者在9H燃机电站设计的优势不仅体现在技术领域，也

体现在对燃机电站设计进度的掌控性方面。通过与GE公司配合开展燃机厂房设计，积累了丰富的工作经验。

使设计者可以在9H燃机电站边设计、边修改、边提交、边完善的设计状态下，能够及时分析找到正确简洁

的工作方向，确保燃气轮机相关部分设计工作顺利进行，从而更好地保证整个项目的总体进度。

　　我国自上世纪80年代开始陆续建设大型燃气-蒸汽联合循环机组，先后经历了2000年开始的E级机组建

设以及后来的F级机组建设两个高峰。目前，我国燃机建设进入到以“分布式能源”和即将到来的更高效H

级燃气-蒸汽联合循环机组为主的阶段。