660MW超超临界间接空冷系统散热设备安装工艺研究与应用王永明

660MW超超临界间接空冷系统散热设备安装工艺研究与应用王永明

王永明王东方

（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）.