2020年夏末初秋，在内蒙古自治区锡林浩特市，一个煤源、水源均属劣等的地方，国内首座也是最大的直燃褐煤风扇磨塔式超超临界锅炉供热发电厂——北方胜利电厂2台66万千瓦煤电一体化工程（以下简称“胜利电厂”）实现年内“双投”。
这座由中国能建东北院（以下简称“东北院”）设计、安徽电建一公司（以下简称“安徽电建一公司”）承建的清洁高效现代化电站，将从这个冬天起，彻底取代当地高耗能、高污染的老机组，每年为1387万平方米带来温暖，为京津冀鲁地区送去近72.6亿千瓦时的电力。
褐煤“粗粮”咽得下
132米的塔式锅炉犹如通天之塔，输煤管道在高空延展，8.4公里的输煤皮带通往神华煤矿——正是这条燃料“高速路”，为胜利电厂提供了充足的燃料。
“锡林郭勒盟盛产且仅出产褐煤，单在锡林浩特市，探明的储量就达330亿吨。然而，褐煤热值低，含水量高达40%，发电效率不高，属于地地道道的‘粗粮’。”东北院全国工程勘察设计大师郭晓克打了个比方，“作为内蒙古锡盟至山东1000千伏特高压交流输电配套电源项目之一，胜利电厂可谓‘先天不足’，所以，设计之初，团队就面临了‘能不能吃、要怎么吃、如何吃好’的考验。”
经过反复论证试验，设计团队采用了国产高效超超临界表凝式间接空冷机组，并首次在国内66万千瓦等级机组中“量身定制”出“超超临界褐煤塔式炉搭配8台风扇式磨煤机”的组合方案，以顶级燃煤设备对褐煤进行“消化”。磨煤机采用高压变频器进行变速调节，开创了国内60万等级机组大型风扇磨煤机使用变频器调速并长周期重载运行的先河。
据了解，胜利电厂共应用了37项创新技术设计，使电厂启动速度加快、出口温度升高，加热褐煤、脱除水分和破碎过程迅速，燃烧时间大大缩短，燃烧效率提升。“不仅如此，经试运行和投产数据综合测算，电厂的‘消化’能力还有很大提升潜力。如果在主烧褐煤的基础上，掺烧20%当地更低热值的煤种，机组依旧能‘吃得香’。”据郭晓克估算，依此方案，仅至今年底胜利电厂就能节省燃料费2385万元。
烟气取水省得多
在胜利电厂，最令人瞩目的是两座高达178米的间接空冷塔。此刻，它们已成为保护草原生态和实现共享发展的见证。
锡林郭勒盟属于温带草原气候，水资源稀缺，东北院设计团队便在褐煤的水分上“做起了文章”，通过“炉后净烟气取水”方案，贯彻“高标准、高参数、低能耗、低排放”的“两高两低”设计方针。
胜利电厂设计有薄壁钛管烟气冷凝换热器和国内最高的高效除雾器，换热效率高、取水量大、不易腐蚀和堵塞，可将褐煤燃烧后留在烟气中的水分回收。根据机组负荷，取水量可灵活调节，满负荷运行时，每台每小时回收水量为50吨，用于脱硫及公用系统补水，从而降低自然水资源耗量。
同时，胜利电厂还采用了主机冷却水、辅机冷却水及烟气取水系统冷却循环水间冷塔合并的“三塔合一”设计方案，不仅大大降低了冷端系统的造价，而且使水处理系统实现了闭环。
此外，胜利电厂采用了废水综合处理系统，将生活污水、工业废水、脱硫废水、含煤废水等100%重复利用，全机组的水耗仅为常规空冷机组指标的1/4、常规湿冷机组的1/25，达到同类电厂最优值，也实现了全面“零排放”。
“在传统中突破，在突破中革新。百余项优化无不展现了设计团队的智慧所在，也从源头上尽最大努力维护了草原靓丽的风景。”东北院总工程师吕祥涛表示。
精细施工干得巧
如果说设计创新勾画出了“胜利”的蓝图，那么精细施工则是更加生动的实践。
2019年10月，胜利电厂塔式炉和磨煤机陆续到货。风扇磨打击轮直径长达3.85米，为国内最长，加上到货较晚，锅炉房已经封闭，常规吊车无法进入吊装位置。
经过谨慎研究，安徽电建一公司项目部决定采用4米拖车将分离器及机壳运至吊装位置进行组合。“每台磨煤机上下分离器吊装滑轮组参数不同，需布置两次，大家加班加点制作吊装辅助工具，反复调整参数，最终全部成功安装就位。”项目部热动科主任工程师姜东升说。
今年4月初，刚刚复工的项目部收到了净烟道终版图纸。净烟道共7个部件，项目部采取了就近分段制作、拼接成型后吊装的方式，以提高工作效率，确保施工进度。烟道安装完成后，又在风道对口焊接内部仔细打磨喷砂，进行玻璃鳞片防腐。
据生产经理韩文忠介绍，结合生产实际，项目部在磨煤机安装、高温炉烟管道安装、主变安装、锅炉受热面冬季施工等方面开展了多项技术攻关和实践创新，推进QC、五新技术应用等。
“在团队的齐心协力下，‘提高循环水管制作效率QC’获中电建协和华能北方联合公司QC成果三等奖，‘一种锅炉房立柱电缆卡箍新型固定方式’获国家发明专利，锅炉烟风道防腐质量工艺、二级再热器管道对口焊缝、锅炉爬梯转角工艺、机组锅炉电子间接线工艺等成为现场工艺样板。”技术质量部部长刘东民补充道。
“历时近4年，这座全国燃用低热值褐煤的典范工程终于建成，为褐煤地区煤电机组发展、煤电行业实现高质量发展、守护北疆绿色提供了‘胜利样本’。”安徽电建一公司项目常务副经理奚玉生高兴地说。
