(山东电力建设第三工程公司)
摘要:本文以“三塔合一、四位一体”布置的660MW超超临界间接空冷系统大型散热设备安装工程为载体,研究在交叉作业多、施工场地狭小、设备到货滞后、施工工期短的环境下的安装工艺,以研究出一套科学合理、安全可靠的安装方案,从而达到提高安装效率、缩短施工工期、有效降本增效的目的。
关键词:间接空冷系统三塔合一节约散热设备
引言
神华宁夏国华宁东电厂拟建设2×660MW超超临界空冷机组,同步建设石灰石-石膏湿法脱硫设施及SCR脱硝装置。本工程采用的间接空冷为国内先进技术,相对于直接空冷有许多突出优点,在干旱、半干旱地区得到较快发展。主机采用自然通风表凝式间接空冷系统,即汽轮机排汽通过凝汽器凝结,热水由循环水泵送入由翅片管束组成的冷却器管内,由翅片管外侧的空气进行冷却的整个过程。管内介质不与空气直接接触,从而形成一个密闭循环系统,冷却水几乎无蒸发损失、排污损失,从而节水环保。
1工程概况
本工程每台机组配一座间接空冷塔,共设两座塔,采用“三塔合一”四位一体布置,塔内布置脱硫吸收塔、湿式除尘器及烟囱,烟道由间冷塔X柱间隙进入间冷塔内,烟气塔内排放。
本项目表凝式间接空冷系统采用单元制,每台机组配一座自然通风空冷塔,散热器垂直布置在空冷塔外。每座间冷塔分为10个扇区,包含冷却三角散热器176组,换热面积1450437㎡,由174个26.2m高的冷却三角和2个19.65m高的冷却三角沿间冷塔外侧圆周方向垂直布置。冷却三角散热器布置在柱腿和展宽平台之间,脱硫装置、烟囱布置在塔内,烟道横穿冷却设备,导致施工现场布置紧凑、施工场地狭小、交叉作业多,给冷却三角散热器的安装造成较大困难。
2冷却三角散热设备安装工序
2.1展宽平台组合及安装
间冷塔配套展宽平台由88套组件(其中PT1为44套、PT2为44套)组合而成,轴跨最长9.8m,通过H型钢和槽钢平行加固连接,组件与间冷塔X柱预埋件连接方式为手工电弧焊,总重约580t,沿间冷塔外侧圆周方向布置。主要功能包括:(1)锚固冷却元件,增强其物理稳定性能;(2)封闭;(3)排气管道布置平台;(4)检修通道。
因展宽平台组合、安装工程量较大,为缩短安装工期,需要提前对展宽平台进行工厂化预组合,在组合场将展开平台的PT1、PT2组合成型后再进行安装,从而减少安装期间的高空作业工程量,提高施工效率、降低高空作业安全风险。
为合理调整散热设备安装工期,展宽平台组合与间冷塔结构施工的逻辑选择为搭接,即在间冷塔土建施工结顶前1个月开始展宽平台组合工作,待间冷塔结顶后将组合好的展宽平台PT1、PT2组件进行安装。
2.2冷却三角柱腿安装及管道预存
冷却三角柱腿布置在间冷塔展宽平台正下方,作为冷却三角散热器的支撑钢结构,起支撑、固定冷却三角的作用,共计354个,总重约54.9t。为提高间冷散热设备安装效率,在安装展宽平台的同时进行冷却三角柱腿的安装,因地上环形管道支架生根在三角柱腿上,故选择将冷却三角柱腿与环形管道支架同步安装,冷却三角柱腿安装后,将地上环形管道提前进行预存、组合,该项工作必须在吊装冷却三角前完成,以避免冷却三角吊装后增加管道预存及组合的难度。
2.3冷却三角散热器组合及安装
每座间冷塔包含174个26.2m高的冷却三角和2个19.65m高的冷却三角,其中2个19.65m高的冷却三角位于进塔大门上方。因冷却三角散热器装配工序复杂,装配效率较低,故选择将冷却三角散热器进行工厂化预组合,在水压试验合格后进行临时存储,待现场土建交付安装后进行冷却三角散热器的安装工作。
主要装配步骤如下:
3施工难点分析及优化措施
3.1土建与机务安装交叉施工分析
间冷塔为双曲线结构,在筒体施工期间上下交叉作业,存在高空落物风险,安全风险等级较高,下方无法进行机务安装作业,导致机务安装必须在土建结构施工完成后才能进行,在紧张的工期面前,必须合理调整机务安装工序,压缩机务安装时间,以满足工期节点需要。
传统的方法是将展宽平台、三角散热设备在塔区现场组合、吊装,因本项目工期紧张,场地狭小,因此对安装工艺、施工工序进行了优化,即采取工厂化预组合的方式对展宽平台、冷却三角进行提前组合,以缩短散热设备的安装工期。
3.2冷却三角在装配及水压试验过程中的缺陷分析及措施
冷却三角的冷却元件为全铝制,它们在组合、运输及安装过程中极易出现损坏,因此在组合冷却三角前对工人进行全面技术交底,并且在冷却三角散热器组合前期要求厂家人员全程旁站指导。
在冷却三角水压试验过程中,冷却元件的连接表面可能会出现泄漏。泄漏的原因可以通过将相邻的冷却元件分离的方法查得。
详细检查密封和连接表面,分析泄漏原因可能如下:
(1)橡胶制O型圈损坏;
(2)管端损坏;
(3)密封面污染;
(4)螺栓不平衡预紧;
(5)管板表面意外损伤。
冷却三角散热器在预组合期间发现缺陷时,禁止私自处理,需会同厂家一起分析原因并确定修补方案,以避免后续组合时发生同类型缺陷。在冷却三角散热器组合、存储期间,对冷却元件必须精心操作,从而避免缺陷,节省时间和人力、机械等资源投入。
3.4冷却三角水压试验控制措施分析
冷却三角散热器作为冷却系统的核心元件,组装及打压的质量直接影响后续机组的正常运行,主要采取以下措施进行控制:
(1)每个冷却元件管束采用压缩空气吹扫,相邻冷却元件连接处用清洗剂进行清洗,检查密封圈有无破损、漏装;
(2)利用专用扭力扳手进行连接处螺栓的紧固,而且采用“中间向两侧方向”的方式进行,避免螺栓紧固力矩不够或力矩过大;
(3)打压前,加长排气管深入冷却三角高度,尽量将内部空气排净,匀速打压,稳压7.5bar保持15分钟,检查有无泄漏。
3.4预装配好的冷却三角储存措施分析
预装配好的冷却三角散热设备通过专用运输车运输至临时储存场地。因冷却三角散热设备体积较大,存储期间容易发生碰撞、变形、结冻等缺陷,从而导致冷却三角散热设备在调试、运行期间发生泄露,因此对临时存储场地和存储方式要求较为严格。
为保证冷却三角存储期间的质量,特采取以下措施:
(1)冷却三角的纵向01冷却柱使用木块进行支撑,木块必须摆放在01冷却柱两端及每个连接处;
(2)存放时保证冷却三角向顶部联箱排水孔至少10cm坡度,以防止冷却三角管束结冻;
(3)水压试验后,应卸掉排水孔塞子以保证冷却三角完全排水;
(4)为了方便冷却三角的起吊及运输,防止吊装时误碰撞,存储区冷却三角之间应保证至少10米间隙。
3.5展宽平台定位安装分析
展宽平台中心线的定位方案为根据厂家提供的CAD版图纸,计算展宽平台与X支撑柱埋板连接处坐标点,利用全站仪将坐标点定位至地面上后,利用经纬仪根据已定位坐标点,将展宽平台就位垂直中心线在预埋件上划出,然后利用水准仪在预埋件上放置两个标高点,因此可将展宽平台水平线定位,从而准确定位展宽平台的定位中心线。
3.6通过制作专用工具提高安装效率
展宽平台是用来悬吊、检修散热设备的钢结构,展宽平台横梁、斜撑安装时需分层作业,为此现场设计了钢爬梯和吊笼,使三个作业点同时进行焊接固定,第一个作业点是支腿落在X柱基础上,第二个作业点是架体落在环梁基础上,第三个作业点是斜撑与架体靠拢在施工作业面上,通过使用该自制工具,能够使三个作业点同时焊接固定,既安全可靠,又为展宽平台的安装提供了便捷,提高了展宽平台的安装效率。
4结束语
在冷却三角散热设备的安装过程中,通过合理搭接各环节施工工序和采用工厂化组合、自制专用工具、展宽平台定位安装等方法,有效提高了大型机械的使用效率,节省了人力投入,合理缩短了间冷散热设备的安装工期,在保证安装质量的同时,顺利完成了间冷散热设备的组合、安装任务,起到了“安全、可靠、高效、先进”的引领作用。
参考文献
[1]王建军,阳城电厂7#机组间接空冷塔(600MW)设备与观点施工技术,《能源与节能》2012(03).