热电厂冷却塔施工（精选10篇）
热电厂冷却塔施工 篇1
摘要：结合具体工程实例,论述了冷却塔工程风筒施工的测量放线过程,提出了环梁1节4节的施工方案,介绍了电动爬模施工技术,并列出了具体的施工程序,从而积累电厂冷却塔工程风筒施工经验。
关键词：冷却塔,风筒,施工,模板
1 概况
凤台电厂的冷却塔淋水面积为9 000 m2。塔顶高150.601 m,进风口高度9.80 m,喉部高度119.843 m,喉部直径66.0 m,下环梁底直径108.42 m。塔筒最大壁厚850 mm,最小厚度220 mm。整个塔筒坐落在96根ϕ800 mm的人字柱上。
整个风筒的塔筒部分钢筋约1 424 t,环梁部分钢筋约274 t;混凝土(C30F200W8)塔筒部分约8 017 m3,环梁部分约1 037 m3。
风筒的施工采用电动爬模施工技术。下环梁(4节)仍采用常规的搭设模板支架,人工立模施工方法。
2 测量放线
1)根据风筒的几何形状,特别是在喉部直径66.0 m的情况,选用56×2(112套)爬升架进行风筒的施工。
2)在已施工好的水池混凝土底板上放出56条等分的射线,作为今后内导轨的基准控制线,也是整个风筒几何尺寸的基准控制线。这些射线要注意避开人孔门及人字柱上端的钢筋密集区,避免给施工带来不便。
3)在水塔外围离水塔池壁约30 m～50 m的范围内布置8个测量点,作为控制外导轨垂直度的基准点。同样在塔内的56条射线中均匀布置8个点,作为控制内导轨垂直度的基准点。
3 环梁1节～4节施工方案
3.1 模板配置
1)爬模施工最主要的部件是导轨。导轨是整个爬升架系统的着力点,导轨的位置决定模板系统的几何形状。下环梁(4节)的模板系统同样以导轨为依托。为增大整个模板系统的稳定性,在施工第1,2节环梁时,内外各使用112个导轨。从第3节开始,内外各使用56个导轨,与之相对应的另一侧是一个补偿器。
2)模板采用组合大模板,面板为10 mm厚的高档玻璃钢竹胶模板,内衬25 mm厚的杉木板,背部设5道水平方向的背楞。模板(定为80 mm×120 mm)共224块(内外各112块)。模板的高度为1 700 mm,长度外模板为2 700 mm,内模板为2 650 mm。
3)这套模板将周转95次,从下环梁一直施工到刚性环。因此必须选用好的高档模板来配制,对于中间宽度为1 450 mm(外模板)与1 440 mm(内模板)基本部分,从第1节到95节都不需要锯割,因此上口用薄铁皮包裹。对于施工过程中侧边的锯割,也应使用封口胶进行处理,防止模板损坏。
4)爬模施工是采用一块模板向上翻模的施工工艺,因此浇混凝土时模板下口的漏浆较难解决。这次我们决定把模板的高度由1.57 m改为1.70 m,背档由4档改为5档。同时根据以往工程的实践,在每一节已浇完的混凝土内、外、上、侧面粘贴海绵条,以尽量减少漏浆,增加表面的美观。
3.2 钢筋工程
钢筋严格按图纸施工,环梁部分的环向Ф28钢筋根据规范要求采用焊接连接。竖筋按导轨分为56个区间,每个区间有3种不同长度的竖筋交错布置。竖筋要求垂直,环向筋要求水平。间距、搭接、保护层均符合设计要求。设计要求的拉筋不能遗漏。同时考虑冷却塔的风筒为双曲线形状,倾斜度较大,外层钢筋有一个很大的向里的水平力(喉部以上则相反),因此必须设置撑脚。
混凝土保护层25 mm设置在环向钢筋上。
3.3 混凝土工程
4节环梁的混凝土量特别大,第1节有404 m3,第4节也有230 m3,因此将采用泵送的方法来浇混凝土。由于环梁第1节不允许留垂直施工缝,故将使用1台汽车泵配施工塔吊,从一点开始分头浇筑,到另一头合龙。对于施工好的混凝土面,采用设凹槽的方法来处理水平施工缝。当混凝土终凝后,还需人工打毛,再用压力水冲洗混凝土表面砂浆,以露出石子为宜。
4节环梁以上爬模施工的混凝土运输由中央塔吊来完成。
3.4 牛腿与导风檐的施工
在环梁4节的施工中,内壁将遇到两层牛腿,位于标高10.20 m与13.30 m处。由于我们的大模板将由下环梁一直施工到顶,因此决定采用二次施工的方法,即在施工相同高度的环梁时,把牛腿钢筋弯成90°埋入混凝土中。当内模拆开后把该处的外层混凝土凿掉,再扳直钢筋支模浇混凝土。
设计图中的牛腿径向钢筋为ϕ12@150,允许弯曲再扳直。根据经验,钢筋弯曲再扳直后长度会不够,因此预埋钢筋将比图纸设计尺寸长50 mm。
第1节牛腿的模板将支撑在环梁底板上,第2节牛腿将采用脚手管向上接长支模的方法。施工前首先应打毛处理,清除松动的石子,提前浇水,充分湿润旧混凝土面,确保新旧混凝土面结合良好,牛腿的标号与筒壁混凝土相同。
导风檐的施工方法与牛腿有些不同,但同样采用二次施工的方法。下环梁第1节将专门配制150 mm高的模板,在模板上钻孔,把径向钢筋穿入。环梁第1节混凝土浇完后拆去模板进行凿毛处理。导风檐的模板将支撑在环梁底板上。模板的形状与尺寸要严格按设计要求制作,混凝土施工要密实。
4 电动爬模施工技术简介
1)爬模系统主要由三部分组成:a.爬升模板系统;b.垂直运输系统;c.施工人员上下所用附壁式子午曲线电梯。
2)导轨是使整个爬升系统附着在筒壁上的主要构件。它采用高强螺丝与对面的模板补偿器相连接,紧紧地夹住混凝土筒壁。每节导轨高1.5 m。
3)脚手系统由提升架和3层平台组成,每层平台分为两部分,端部搁置在提升架上,中间用滑块相连接,以便伸缩。P1平台用于绑扎钢筋,浇灌混凝土,安装导轨,水平施工缝处理等工作,该平台下部还悬挂模板。P2平台是安装及拆除模板用。P3平台是进行导轨拆除,操作提升架的爬升等工作。
4)爬升装置安装在提升架的中部,它由电动机、减速器、提升螺杆以及活动支架等组成。
5)模板系统由模板、模板补偿器、模板竖档构件组成。模板安装顺序:安装导轨→调整导轨斜率→安装补偿器→安装模板→装插销→方管销→三角木→安装竖档→紧对拉螺栓。
5施工程序
在内导轨处测量前一天浇灌混凝土筒壁半径→拆内、外模板→爬升架爬升75 cm→爬升架再爬升75 cm→安装、调节导轨和模板→浇混凝土→施工缝处理→绑扎下一节钢筋。
1)拆除内外模板。用P1平台上的小吊梁挂牢模板上吊环抽去导轨上方管销,抽去补偿器上方管销→模板与筒壁混凝土脱开→拆补偿器,安放在P2平台上→模板、补偿器清理,涂隔离剂。
2)提升架爬升75 cm。安装蝶形螺帽(1号导轨对面混凝土壁上)→提升架爬升75 cm(从4号导轨到3号导轨)。矩形销3插在固定支托下面,矩形销2挂在提升架上→安装保险螺帽→拆除4号导轨放在提升架下部→准备提升4号导轨。
3)提升架再爬升75 cm。提升4号导轨(在P1平台用电动葫芦把导轨从P3平台提至P1平台)→安装0号导轨→提升架再爬升75 cm(3号导轨底部到中部)。把矩形销插在固定支托下方→调正导轨斜率→装对拉螺丝,塑料套管,剪刀环等。
4)模板安装。提升架上活动块从3号导轨顶部提升到2号导轨顶部,把矩形销插在活动支架下方→安装补偿器→安装模板→装插销→塞紧木楔→垫钢筋保护层→准备浇混凝土。
5)浇灌混凝土。
6)处理水平施工缝,绑扎钢筋。
参考文献
[1]孙顺利.冷却塔安装及使用说明[J].山西建筑,2007,33(15):352-353.
[2]GB 50204-2002,混凝土结构工程施工质量验收规范[S].
热电厂冷却塔施工 篇2
3D激光扫描仪在电厂冷却塔变形监测中的应用探讨
3D激光扫描技术可以直接获取地面3D数据,比传统测量方法具有高精度、高密集、高效率和成本低的`优点.本文介绍使用3D激光扫描仪对电厂冷却塔进行变形监测测量技术克服了传统测量技术的局限性,采用非接触主动测量方式直接获取高精度3D数据,能够对任意物体进行扫描,且没有白天和黑夜的限制,快速将现实世界的信息转换成可以处理的数据.它具有扫描速度快、实时性强、精度高、主动性强、全数字特征等特点,可以极大地降低成本,节约时间,而且使用方便,能够实现与设计图纸进行分析比较,以确定其形变误差大小等.
作 者：谭国铨 TAN Guo-quan 作者单位：浙江省电力设计院,浙江,杭州,310014刊 名：电力勘测设计英文刊名：ELECTRIC POWER SURVEY & DESIGN年，卷(期)：2009“”(4)分类号：P2关键词：3D激光扫描 变形监测 原理
热电厂冷却塔施工 篇3
摘 要：为了提高真空泵的出力，改善真空泵运行环境，提高机组的经济效益，对江苏徐矿综合利用发电有限公司两台机组的真空泵工作液及冷却水进行了技术改造。改造后效果显著，结果表明：真空泵出力提高了，机组燃耗降低，真空泵的运行环境得到了改善，机组安全性得到了提高。
关键词：水环式真空泵；技术改造；经济效益
中图书分类号：TK264.14 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2012）32-0135-02
1 电厂真空泵概述
现代大型机组多为凝汽式机组，提高真空就是降低排汽压力Pc。运行中真空形成的原因是低压缸作完功的乏汽排入凝汽器，遇到温度较低的冷却水管，瞬间凝结成水，因此在凝汽器内形成高度真空；而真空的维持，则需要真空泵在正常运行中将凝汽器内的不凝结气体抽出，大机组多使用水环式真空泵，原因是其抽单位干空气量的能耗较低。
江苏徐矿综合利用发电有限公司2×300 MW 循环流化床机组于2009年底投产，其中#1、#2机组为抽汽凝结式机组，设计背压4.9 kPa，每台机组配备2台真空泵，正常一运一备，该公司使用的真空泵为佶缔纳士机械有限公司生产的TC11E型水环式真空泵。设计过冷度应不小于4.2℃。如过冷度偏小，就会导致真空泵局部汽蚀，并严重影响抽吸能力。冷凝设计参数如下：
真空泵工作液补水取自凝结水，溢流至地沟；工作液冷却水取自循环水进水管道，回水至循环水回水管道。
1.1 水环式真空泵工作原理
叶轮在泵缸内以偏心位置安装，在泵缸内充以适量的工作液体，通常用水做工作液，故名水环式真空泵。当叶轮旋转时工作液被甩到四周，在泵缸内壁与叶轮之间形成一个旋转的液环，在叶轮轮毂与液环之间形成一个个月牙形的工作腔室，叶轮叶片又将空腔分隔成若干个互不连通、容积不等的封闭小室，当叶轮旋转到右边吸气口，右边空腔的容积将沿旋转方向逐渐增大，产生真空，被抽气体便由吸入管吸入到空腔中，同时，左边腔室的容积沿旋转方向逐渐减小，气体被压缩后从排气管排出。
1.2 冷却系统对真空的影响
2 改造方案
运行初期，真空泵工作液取自凝结水补水，工作液冷却水取自循环水进水管道，回水至循环水回水管道。在夏季凝结水水温度最高可达40℃，循环水进水温度也高达30℃，因此在实际运行中真空泵密封水工作液很难保证有4.2℃的过冷度。随着水温接近饱和，其抽气能力也不断下降，直至饱和汽化而丧失工作能力，真空度低至
88 kPa以下。为了提高真空泵的出力，保证其正常运行，需对其工作液及冷却水进行技术改造，改造后真空泵工作液及冷却水水源图如图1所示，具体改造方案如下：
方案一：改变工作液补充水水源，由原来的凝结水改为除盐水。
方案二：改变工作液冷却水水源，由循环水改为工业水，回水仍然回至循环水回水管道。
方案三：另加一个换热器，冷却水取至中央空调冷却水，该公司中央空调有风冷机组一套，水冷机组两套，每套水冷机组两组压缩机，夏季设定温度8℃，可保证真空泵冷却水不断水且能达到真空泵工作液需要温度。同时，为保证真空泵正常备用，防止空调冷却水故障后真空泵无法运行，该公司决定只改造一台真空泵，另一台真空泵工作液冷却水采用工业水和循环水双路供给，夏季运行空调水供真空泵，原来的定期切换改为定期试启。
3 改造结果及分析
3.1 经济性
3.2 安全性
泵内工作液在汽化过程中，工作液接近沸腾会产生大量的气泡，气泡的产生与破裂过程会对叶轮造成汽蚀损坏。#1机组在第一次大修过程中发现其叶轮汽蚀损坏严重， 进一步证明了其密封水汽化的事实。根据叶轮内水环形成的压力分布，叶顶和叶根是最容易发生汽蚀的部位，汽蚀破坏了叶轮的动平衡，引起泵体的强烈振动，振坏真空泵的附属设备（压力真空表、压力开关、入口气动门的反馈装置等），而且会发出非常大的汽蚀噪声[7]。因此，真空泵工作液的改造不但提高了机组的经济效益，还大大提高了机组的安全性。
4 结 语
江苏徐矿发电有限公司通过对凝汽机组真空泵进行技术改造，改善了真空泵工作液冷却水水源，从而降低真空泵密封水水温，提高了真空泵出力，使机组燃耗降低，效益提高，获得了可观的经济效益，同时改善真空泵运行环境，防止真空泵汽蚀，大大提高了机组的安全性。
参考文献：
[1] 叶涛.热力发电厂[M].北京：中国电力出版社，2006.
[2] 朱明善，刘颖.工程热力学[M].北京：清华大学出版社，2010.
[3]李新军.300 MW提高凝汽器单级单作用水环式真空泵工作效率的探讨[J].节能，2009，（1）.
[4] 靳智平，王毅林.电厂汽轮机原理及系统[M].北京：中国电力出版社，2006.
[5] 杨世铭，陶文铨.传热学[M].北京：高等教育出版社，1998.
某热电厂冷却塔选型研究 篇4
1.1 工程概况
电厂原设计安装4×50 MW纯凝汽式燃煤汽轮发电机组,先后于1990年11月及1994年8月投入商业运营。2005年5月公司将2号机组改造增容至60 MW。2006年,公司对两台机组实施改造,将纯凝汽式机组改造成为不可调抽汽式供热机组,向电厂附近工业用户集中供热,实现热电联供。
本期在老厂区已征用土地范围内新建两台300 MW燃煤抽凝式供热机组,以实现“上大压小”,不另征用土地。由于供热不可间断,本期工程施工至投产期间,电厂现有两台50 MW(60 MW)机组不可停机。
1.2 循环水供水系统配置
本工程处于温排水不允许排放的地区,因此本工程采用带冷却塔的循环供水系统。结合厂区的总平面布置,本工程冷却构筑物可选择自然通风逆流式冷却塔或机械通风逆流式冷却塔。因此,本工程循环水供水系统为一台机组配置一座自然通风冷却塔或者若干座机械通风冷却塔、两台循环水泵、一条压力供排水干管(DN2 400钢管),系统采用扩大单元制供水,热季(春、夏、秋)按一机两泵运行,冷季按两机三泵运行。
2 存在的问题
经过总图布置的优化,主厂房布置在场地西侧,循环水系统布置在主厂房东侧,煤场布置在主厂房以南。本期主厂房以北是现有机组主厂房,现有输煤系统在新建机组主厂房和循环水系统中间。整个场地呈不规则的南北长方形形状,南北长约500 m,东西宽约260 m。受现有输煤系统的限制,循环水系统场地狭窄。按常规做法,选用自然通风塔,如果采用加高型自然塔(国产),冷却塔与其他建筑物的间距勉强满足规范要求,但各建筑物的布置相当紧张,对施工及运行有一定影响。鉴于此,尝试着提出了机力塔的方案。由于机力塔占地面积较小,从总图布置上有较大优势。
据相关资料,自然塔初期投资大,约为同规模机力塔的2倍～2.5倍;同时机力塔降温效果更好,同等情况下,可以获得更低的背压,因此获得较多的微增功率,对此,需要进行全面的技术经济比较,才能明确两者的优劣和机力塔的可行性。
3 冷却塔选型方案
根据工程特点,结合厂址区域的气象条件和总平面布置,本工程的冷却塔配置共提出两种可行方案:方案一:单台机组配8座设计单塔处理能力为4 500 m3/h的机力塔,3月～11月全部塔运行,12月～次年2月塔运行台数根据经济比较确定;方案二:单台机组配一座淋水面积4 000 m2的加高型(国产)自然通风逆流式冷却塔,全年一机配一塔运行。
1)机力通风逆流式冷却塔方案。经过相关的工艺计算,结合国内外大型机力塔设备厂商的咨询结果,对本工程推荐的机力塔设计方案为:每台机组共配置8座钢混逆流式机力塔。多塔呈条形排列,两台机组16座机力塔共布置成4段,冷却塔双面进风。单塔平面基础尺寸为16.6 m×16.6 m,风机选用直径为8 530 mm的玻璃钢轴流式风机。冷却塔风筒采用玻璃钢材质,风筒形状为双曲线形的扩散型,出口为微收缩型,风筒高度为4 m。2)自然通风逆流式冷却塔方案。对于本工程的场地限制,基于成熟、先进的国内拟二维热力计算方法及大量实际项目经验,提出了本期工程共配置两座国内加高自然塔的设计方案:该冷却塔的淋水面积为4 000 m2,设计总高度为110 m。
4 综合技术经济比较
4.1 综合技术比较
经过对国内现有自然塔和机力塔的实际运行情况进行大量收集资料及分析整理,结合本工程具体情况,两者技术分析比较见表1。
4.2 综合经济比较
对额定供热工况下从初投入、年运行费(含厂用电费、维护费、微增功率费用)两大方面对两种塔型方案进行了综合经济比较,见表2。
5结语
自然塔方案运行安全稳定,维护量少,但是占地较大,总图布置上紧张,两塔净距及塔与周围建筑物间距都稍有超越现行水工设计规范。机力通风冷却塔具有占地少、布置灵活、投资省、工期短、可根据不同季节和不同工况的循环水量调整风机运行台数、启停灵活、对地基承载力要求较低等优点,对于本工程场地条件限制和供热机组运行方式多样的特点,机力通风冷却塔有一定技术优势。
从经济比较结果来看,机力塔方案的初投资较自然塔方案低约2 116万元,在额定供热工况运行时,机力塔方案较自然塔方案年费用值低186.1万元,优势明显。
摘要：针对某火力发电厂“热电联供”机组运行方式多样和“上大压小”总平面布置紧张的特点,对本工程采用加高型自然塔(国产)或者大型机械通风冷却塔(以下简称机力塔)这两种方案的技术参数和经济指标进行了深入的论证分析,综合比较结果显示,本工程采用机力塔方案有更大的优势。
关键词：热电厂,机力塔,自然塔,循环冷却水
参考文献
[1]韩玲,潘椿.逆流式机械通风冷却塔空气动力计算及通风机选用计算探讨[J].化工给排水设计,1997(3):39-47.
[2]胡三季.机械通风冷却塔技术发展及存在问题[J].工业用水与废水,2006(37):25-26.
热电厂冷却塔施工 篇5
中水回用于火电厂冷却水系统的问题分析
摘要：城市污水二级处理出水(中水)再经深度处理后回用于电厂冷却水系统,由于中水水质复杂造成冷却水系统氨氮超标、pH值降低及腐蚀加剧等问题.通过分析归纳,介绍了中水回用的.典型处理工艺及换热器等设备需采用的防腐措施.作 者：王平 孙心利 李立新 WANG Ping SUN Xin-li LI Li-xin 作者单位：河北省电力研究院,石家庄,050021期 刊：工业用水与废水 ISTIC Journal：INDUSTRIAL WATER & WASTEWATER年，卷(期)：,39(2)分类号：X773关键词：中水回用 节水技术 火电厂 冷却水 腐蚀
电厂冷却塔冬季结冰原因及对策 篇6
自然通风逆流式冷却塔在我国闭式循环火电厂使用最多, 这种塔型的通风筒常采用双曲线, 用钢筋混凝土浇制, 其循环水回水 (热水) 由管道通过竖井送入热水分配系统。这种配水系统在平面上呈网状布置, 系槽式布水, 然后通过喷溅装置, 将水洒到填料上;经填料后成雨状落入蓄水池, 冷却后的水由循环水泵抽走重新使用。塔筒底部为进风口, 用人字柱或交叉柱支承。空气从进风口进入塔体, 穿过填料下的雨区, 和热水流动成相反方向流过填料 (故称逆流式) , 通过收水器回收空气中的水滴后, 再从塔筒出口排出。塔外冷空气进入冷却塔后, 吸收由热水蒸发和接触散失的热量, 温度增加, 湿度变大, 密度变小。因此, 收水器以上的空气经常是饱和或接近饱和状态。塔外空气温度低、湿度小、密度大。由于塔内、外空气密度有差异, 在进风口内外产生压差, 致使塔外空气源源不断地流进塔内而无需通风机械提供动力, 故称为自然通风。
2 冷却塔的配水和喷溅装置
2.1 冷却塔的配水
循环水回水 (热水) 由管道送入冷却塔, 经一个竖井至四根槽式配水系统 (由主水槽和配水槽组成的栅栏状配水结构) , 将水分布到整个塔的断面上, 再由喷溅装置将热水转变成小水滴, 尽量均匀地洒在填料上, 以提高冷却效果。整个过程包括:将热水升到配水高程, 分配到整个填料断面, 通过喷头洒到填料上。水槽的布置原则是配水均匀, 水头损失小, 对气流的阻力小, 便于维修。为了配水均匀, 槽内水面应保持基本水平。
2.2 喷溅装置
喷溅装置基本上可以分成两类, 一类是靠冲击力将成股的水扯成水滴;另一类是旋转型的, 靠离心力将水流扯开, 洒向四周。前者要求水压较低, 多用于槽式配水;后者要求水压较高, 多用于管式配水。
我厂两台机组的冷却塔分别配备的是反射Ⅲ型喷溅装置。反射Ⅲ型是在充分认识和改进反射Ⅱ型缺陷的基础上发展而成的。反射Ⅱ型的缺陷主要是:配水槽内水位低时, 水股喷溅不开;上下盘之间的间距小, 易为胶球及其他异物堵塞。
3 冷却塔的结冰情况
冷却塔冬季运行时, 当气温较低时, 塔的某些部位会出现结冰现象, 影响正常运行。
3.1 结冰部位及其原因
3.1.1 塔的进风口处。
自然通风逆流式冷却塔, 一般容易在塔的筒内壁下缘或者在挡水檐结冰, 严重者连人字柱一起将进风口的大部分封堵, 我厂冷却塔在上述部位也存在结冰, 但不太严重。水结成冰必须具备一些条件, 即水温降到冰点以下, 要求水的含热量小, 有充分的冷空气来冷却这些水。冰点又与水的流动有关, 静止的水冰点高, 流动的水冰点低。塔的上述部位容易结冰是因为满足了这些结冰的条件:塔的内壁下缘处经常淋不到热水, 只是从填料中溅出的水沿塔筒内壁流到这些部位, 热水量不大;外部的冷空气以较高的流速从进风口上缘进入塔内, 提供充分的低温空气;水的流速低、冰点高。
3.1.2 填料及支承梁柱上。
一般情况下当机组负荷减小, 循环水温或水量降低及气温突然下降时, 如不及时采取相应措施, 就可能在填料下端部位及支承梁上结冰。结冰会将支承梁柱压坏或使填料塌落。我厂两台机组在冬季气温零度以下运行时, 即使机组满负荷运行, 上述部位结冰也还比较严重, 有时还会将淋水填料拉掉下来。
3.1.3 塔顶上。
在自然通风冷却塔的塔筒顶部刚性环内外, 由于出塔湿热空气的水蒸汽凝结在其上面结成冰。有的结成大的冰块, 加重塔顶负荷, 甚至会落下砸伤下面行人。
3.2 结冰的危害性
3.2.1 影响塔的冷却效果。
塔的进风口结成冰帘以后, 进风面积减小, 造成进风量减小, 因而影响塔的冷却效果。填料处结冰以后, 影响填料的效率, 因而也影响了塔的冷却效果。
3.2.2 增加结构的荷重。
结冰以后, 增加了冰的荷重, 如果设计中未考虑此荷重或考虑不充分, 就会造成结构物破坏。填料部分结冰后, 会造成填料塌落, 这种事例也不少。
3.2.3 降低结构使用寿命。
混凝土的多次冻融会减少使用寿命, 尤其在有裂缝的部位, 更易造成混凝土的破坏。
4 冷却塔防结冰措施
4.1 加大塔的外围淋水密度
对容易结冰的塔外围, 相对加大淋水密度, 以增加进风阻力, 减少塔内的空气流量, 提高塔内温度, 达到冷却塔的防冻目的。
4.1.1 在冬季气温低于0℃度以下时, 特别是后半夜, 一般增开一台循泵, 即两机三泵母管制运行, 以增大进入单台冷却塔的循环水流量, 加大塔外围的淋水密度, 可以起到防止结冰的作用。
4.1.2 在塔中部范围的分水槽上加装闸板, 对塔内进行重新配水, 将大部分的水尽可能分配到塔外围的配水槽经喷溅装置流下, 可以减少或防止塔内部结冰。我厂自2005年以后采用这种方法, 一般情况下进入冬季气温较低前由检修人员提前加好闸板。配水方法如图1所示。
4.1.3 在机组停役时和入冬前都要安排清理塔外围的分水槽和配水槽末端的淤泥和杂物, 以防塔外围的分水槽和配水槽末端因淤泥和杂物的沉积或喷嘴的堵塞, 使塔外围配水槽里的喷溅装置分配不到水而引起结冰。
4.1.4 重新测量和调整塔外围的配水槽底部水泥面的倾斜度, 使这些配水槽底面略向配水末端倾斜, 以便水能均匀地分配到塔外围所有配水槽末端的各喷溅装置, 并且更换损坏的喷溅装置和淋水填料, 即加大塔外围的淋水密度, 以防止塔内部结冰。
4.2 设挡水檐及挡水板
双曲线形自然通风冷却塔, 在淋水装置部分上小下大, 因此在塔的进风口上檐的塔筒内侧, 有一个水淋不到的三角区。但是溅散的水可以顺塔筒内壁流下, 造成进风口上部及人字柱结冰。为防止这种情况发生, 可以在塔筒下檐内侧设置用钢筋混凝土或金属制作的挡水檐, 如图2所示。
檐长0.3～0.4 m, 与筒壁夹角60°～90°, 使沿塔壁流下的水挑入蓄水池内, 防止进风口处结冰。挡水檐的设置对冷却塔的进气有一定影响, 会增加气流的阻力, 在挡水檐后形成一个分离区, 对水冷却不利。此方法宜在其他方法采用后根据情况再考虑是否采用。上述水淋不到的三角区, 少量的水仍可通过填料溅到这个区域而引起结冰。为了防止水溅到这部分来, 在填料上部与塔筒接触处可加设一圈挡水板。
4.3 加设防冻管
在进风口上檐的塔筒内壁, 加设一圈防冻管直接从进水管上引水, 并加装一只引水阀起调节水量作用, 最大设计防冻水量约为进塔总循环水量的20～40%。防冻管上开孔, 向下喷水, 形成一道热水幕, 可防止塔在进风口处结冰。同时由于大量热水不经过填料冷却直接进入蓄水池, 提高了蓄水池的水温, 也可防止水池结冰。这种方法行之有效。
5 结语
上述防止冷却塔结冰的措施, 简单易行、操作方便、费用较低, 在生产实践中效果明显。将上述措施结合不同冷却塔的实际运行情况进行科学利用, 必将起到有效防止冷却塔冬季结冰的作用。
摘要：北方地区发电机组自然通风冷却塔在冬季运行中出现结冰的现象, 下面对产生这一现象的原因及相应的对策进行分析。
火电厂冷却塔的结构选型优化探讨 篇7
关键词：冷却塔,结构选型,优化,塔筒,斜支柱,基础
引言
冷却塔作为火力发电厂中循环水系统的冷端系统的重要构筑物, 具有体积大, 高度高、壳壁薄, 属于典型的建设工程特种结构, 是电厂重要的大型构筑物。冷却塔的安全性与电厂运行的安全可靠紧密相关, 同时由于冷却塔土建投资费用较高, 其经济性对电厂投资经济指标也有较大的影响。因此, 对自然通风冷却塔的优化选型和计算分析十分必要, 它是冷却塔结构设计的安全、合理、经济的基础。
1 冷却塔的结构及受力特点
冷却塔一般为现浇钢筋混凝土双曲线型薄壳结构, 主要由塔筒、人字柱、环基、淋水装置构架及底部水池等部分构成。塔筒由钢筋混凝土圆形人字支柱支承, 柱下为现浇钢筋混凝土环板基础;冷却塔水池及虹吸竖井为现浇钢筋混凝土结构;冷却塔淋水装置为装配式预制钢筋混凝土结构。冷却塔塔筒作为薄壁壳体结构, 在运行过程中, 主要承受不同方向的风荷载的作用, 而风荷载的作用效应很大程度上除了风荷载本身大小外, 塔筒的几何体型也是影响因素之一。人字柱作为塔筒的支撑结构, 需要承受横向的自重以及水平向传递过来的风荷载的作用, 属于偏心受压及受弯构件。环基作为承受冷却塔塔筒及人字柱传递荷载的基础, 直接将上部结构荷载传递至地基。冷却塔淋水装置构架为装配式预制钢筋混凝土结构, 由上百根支柱、主梁及次梁组成双层纵横方格网架上架设铸铁托架以支承淋水填料及配水管。
2 结构选型优化的原则、思路及技术路线
笔者认为, 应按照国内现行规范并参考国外冷却塔设计规范, 结合工程实际, 分别对冷却塔的塔筒、斜支柱及环基做多方案的计算分析, 进而进行方案优化, 在满足工程安全、可靠的基础上最大限度的节省投资。在选定优化塔型方案后, 对优化后的塔型进行初步的结构静、动力计算分析, 论证所选塔型的可靠性, 并为下一步的结构详图设计奠定基础。作为直接承受最复杂的风荷载的塔筒这种大体积薄壳结构, 屈曲稳定对结构的安全至关重要, 并且占冷却塔工程量的比重较大。因此, 需要重点对塔筒结构选型进行优化。
3 结构选型优化内容及方法
3.1 结构选型计算准则
根据《工业循环水冷却设计规范》 (GB/T 50102-2003) 及《火力发电厂水工技术规范》 (DL/T 5339-2006) 规定塔筒必须进行整体和局部屈曲性稳定验算, 且屈曲稳定安全系数KB不小于5.0。
根据以上规范, 塔筒整体屈曲稳定可按德尔-菲德勒整体稳定验算公式进行验算, 局部屈曲稳定可按屈曲应力状态法 (BSS) 验算。
(1) 德尔-菲德勒整体稳定验算公式 (Der-Fiddler Formula) :
式中:E———为壳体混凝土弹性模量,
C———为经验系数, 取为0.052;
h、r0———分别为塔筒喉部壁厚与半径;
qcr———为塔筒屈曲临界压力值;
q———为塔顶风压设计值, 不包括内吸力。
(2) 屈曲应力状态法 (Buckling stress state (BSS) approach) :
应满足KB≥5
式中:σcr1、σcr2———环向、子午向的临界压力;
σ1、σ2———分别是由“恒载+风载+内吸力”标准组
合计算的环向与子午向压力;
h、r0———分别为塔筒喉部壁厚与半径;
E、v———分别为壳体混凝土的弹性模量和泊松比;
K1、K2———是由塔筒几何参数由表1插值得到;
KB———为局部稳定性安全系数。
注:ru-塔筒壳底半径 (m) ;Zr-塔筒喉部至壳底的距离 (m) 。
冷却塔结构优化选型就是在主要基本荷载组合的条件下, 选择不同的结构几何参数, 使得冷却塔塔筒满足整体屈曲稳定安全系数及最小局部屈曲稳定安全系数大于5.0, 且塔筒混凝土工程量 (塔壳体积) 最小的方案。冷却塔结构几何参数的选择即是选择塔筒的母线型式及壁厚。
3.2 塔筒曲线及厚度优化比选
冷却塔零米直径或进风口直径、喉部直径、塔筒出口直径、进风口高度、冷却塔高度等塔型几何尺寸由热力计算确定, 冷却塔塔筒曲线及其它几何尺寸由结构计算确定。其中在确定塔筒曲线型式时, 受控制的参数是喉部的高度、塔筒壳底子午线的倾角及塔筒出口扩散角, 塔筒曲线优化选型即确定喉部的高度、塔筒壳底子午线的倾角及塔顶扩散角。
在选择塔型曲线时, 为使选择的塔型更具有普遍性和全面性, 应选择喉部以下、喉部以上2段双曲线进行拟合, 如图1所示。
根据《工业循环水冷却设计规范》规范对国内外意见工程冷却塔塔型控制尺寸的统计, 对塔筒壳体的几何尺寸给出了推荐范围, 如表2所示。
塔筒的壁厚参数, 对于最大壁厚应由进风口壳底壁厚确定, 该处塔筒与斜支柱直接相连, 按施工及构造要求:塔筒内外两侧表面至斜支柱内外侧表面的距离应不小于50mm;对于最小壁厚, 应由塔筒喉部壁厚确定, 喉部壁厚根据“德尔-菲德勒整体稳定验算公式”按整体稳定性安全系数取最小值5.0反算得到。实际计算中应经过多组喉高比的试算, 得到喉部最小壁厚, 即塔筒最小壁厚Tmin。
3.3 斜支柱结构优化比选
斜支柱为冷却塔上部风筒的支撑结构, 主要承受自重、风荷载和温度应力。斜支柱在空间是双向倾斜的, 按其几何形状有“人”型柱、“I”型柱和“X”型柱, 常用的截面形状有圆形和矩形。
对于常规的湿冷塔, 进风口高度较低, 一般采用“人”字型或“I”型支撑柱, 对于间接空冷塔, 其进风口高度较高, 为减小支撑柱的长细比以增强其稳定性, 支撑柱一般均采用“X”型;且为方便施工, 柱截面采用矩形截面。
在国外冷却塔有采用“I”字柱。“I”字柱无论是预制放样, 还是安装定位均比人字柱简单快捷;同时由于其支撑柱间空隙较大, 便于大型施工机具进入塔内施工。但在国内冷却塔很少采用“I”字柱, “I”字柱在我国的应用水平有待实践进一步检验。
3.4 塔筒基础结构优化比选
双曲线型自然通风冷却塔基础可采用单独基础、倒T型基础以及环板基础。单独基础只适用于岩石地基而采用较少, 倒T型基础在早期的小机组中电厂中有所使用, 对于300MW级及以上机组的大、中型冷却塔一般均采用环板基础。
根据《火力发电厂水工设计规范》及《工业循环水冷却塔设计规范》要求, 冷却塔的地基承载力计算时, 其荷载组合为:S=1.1·SGK+SWK/β+ψt·STK。另外, 冷却塔塔筒基础还应进行上拔力平衡验算, 商拔力验算的荷载组合为:S=SGK+1.2·SWK, 且基础底面出现的上拔力的平面范围应控制在圆心角小于或等于30°内。
4 结语
冷却塔结构选型优化是确保作为火力发电厂冷端优化的重要构筑物的安全性和经济型的宏观基础, 也是在冷却塔结构设计中的最有效措施, 在结构选型优化后, 需要采用Ansys等有限元分析程序, 对冷却塔结构进行整体计算, 并进行内力分析。值得注意的是, 冷却塔作为火电厂大型特种结构, 其安全性光从设计优化层面来考虑是远远不够的, 施工过程中采用先进的施工方法、工艺、材料以及施工质量控制都是确保冷却塔安全可靠运行的必要基础。
参考文献
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热电厂冷却塔施工 篇8
安徽淮南田集发电厂二期工程2台660 MW超超临界机组采用了德国GEA公司逆流式自然通风冷却塔控制技术。由于它采用独特的内部设计结构和与之相配套的控制方案, 能有效地解决冷却塔在冬季运行时的结冰问题, 同时也能提高机组发电效率。
但德国GEA公司设计的控制策略存在一些不足:a) 闸板阀二位制控制方式在投用后, 冷却塔出水温度就会不稳定, 出现锯齿形变化趋势, 这种设计方式会威胁机组的安全运行;b) 原控制系统存在四种运行方式, 夏季启动、夏季运行、冬季启动、冬季运行, 但原设计中未考虑不同运行方式的无扰切换, 冷却塔出口温度设定值在不同环境温度条件下需要运行人员进行手动设定, 增加了运行人员的工作量, 冷却塔的控制不能实现全程控制;c) 由于冷却塔冷却水温度的控制存在大惯性、大滞后问题[1,2]使常规控制策略难于投入, 自动且控制效果较差, 需要采用先进的控制策略[3]。
1 GEA冷却塔系统概述
1.1 主体部分
GEA冷却塔主体部分主要由以下十部分组成:挡风墙;进风口;填料格栅;壳顶圆形走道;进水管;竖井和布水槽;冷却填料;布水系统;收水系统;化冰管。
1.2 不锈钢闸板阀
不锈钢闸板阀主要由门框、门体、楔紧装置、密封面等部件组成, 不锈钢闸板阀由启闭机带动启闭螺母传动, 在螺杆螺纹作用下使螺杆带动闸板门体上下运行, 达到截断或疏通水流作用。启闭机主要由一体化电动执行机构、机座、护罩等部件组成, 可以手动、电动两种方法对其进行操作控制。
1.3 防冻及分区系统
防冻系统主要由环形防冻管、闸板阀等组成。分区系统主要有布水系统将冷却塔内部分割成6个分区, 每个分区有各自独立的闸板阀。
1.4 仪表
每台冷却塔在每个分区的冷却填料下部都安装一对PT100温度计, 对冷却塔出水温度进行测量, 以对闸板阀进行操作, 达到冷却塔分区及防冻系统运行的目的, 保证冷却塔在各个工况下安全运行。
1.5 GEA冷却塔运行原理
在填料层下部、进风口上部的壳体内壁沿圆周方向安装FRP防冻管, 防冻管与主布水槽直接连接。在冬季气温较低时开启防冻系统, 在进风口处形成一道热水水帘, 可有效地防止冷却塔进风口结冰, 提高冷却塔在冬季运行的安全性[4,5]。
2 GEA冷却塔控制策略分析与改进
2.1 冷却塔闸板阀控制
采用模拟量0%~100%的平滑连续调节控制方式, 解决冷却塔出水温度锯齿形变化的问题, 得到德国专家认可并采纳。
2.2 冷却塔控制模式
GEA冷却塔的闸板阀控制有四种模式:冬季启动、冬季运行、夏季启动及夏季运行。在冬季启动及运行时, 是按照一定顺序分别对6个分区闸板阀及2个防冻闸板阀进行优化设计控制;而在夏季启动及运行时就非常简单, 只是6个分区闸板阀全开, 2个防冻闸板阀全关。
2.2.1 冬季启动及运行
冷却塔的闸板阀在冬季启动过程中是按顺序执行的, 6个分区的闸板阀及2个防冻管的闸板阀从全关开始, 开式循环水进入冷却塔后通过溢流口旁路流入冷水池而不经过填料及雨区, 冷却塔进水温度会逐步升高。当进水温度≥+25℃, 则开启防冻管DIP1、DIP2的闸板阀, 约有18%的水量通过防冻管传送并冷却;如果在延时30 min里进水温度≥+50℃, 则还需开启外围区闸板阀PA4;如果在延时30 min里进水温度<+50℃, 则关闭外围区闸板阀PA4;如果在延时30 min里进水温度<+25℃, 则还需关闭防冻管DIP1、DIP2的闸板阀, 冷却塔的进水将重新切换到溢流口旁路直接流入冷水池而不经过填料及雨区, 冬季启动程序重新开始。当延时30min里冷却塔的进水温度保持在≥+25℃与<+50℃之间, 则冬季启动过程结束, 进入冬季运行状态。此时, 冷却塔的6个分区闸板阀及2个防冻管闸板阀根据冷却塔的出水温度按顺序排列并进行调节。当出水温度高时, 需增大布水量, 依顺序逐步开闭闸板阀, 即 (DIP1-DIP2同时开) 、PA4、PA3、PA2、PA1, CA2、CA1、关闭 (DIP1-DIP2同时关) ;反之则依反方向顺序逐步开闭闸板阀, 直到冷却塔出水温度基本等于设定值时, 控制系统处于稳定的可控状态。
然而冷却塔的进出水温差一般最大下降约15℃左右, 如果进水温度在启动过程中达到50℃, 出水温度也能有35℃左右, 这样会造成机组发电效率下降, 煤耗增加, 不利于节能。
将冷却塔冬季启动及运行设计成连续的全程控制, 在保证冷却塔不结冰的前提下, 将环境温度、机组负荷与冷却塔出水温度启动阀值Tossp建立函数关系, 函数关系如式 (1) 。在启动过程中出水温度是个升温的过程, 若出水温度≥Tossp, 则冬季启动过程结束转为冬季运行的自动模式, 这是一个不间断的连续全程控制过程。
式 (1) 中, Tossp为冷却塔启动出水温度阀值设定, Tair为环境温度, ℃;C为常数, MWD为机组负荷, MW;f (MWD) 为机组负荷的函数。
2.2.2 夏季启动及运行
冷却塔在夏季启动及运行的全程控制相对较简单, 6个分区闸板阀始终全开, 2个防冻管闸板阀始终全关, 在冷却塔进风口处没有形成一道热水水帘, 这样冷却塔就具有良好的通风环境条件, 冷却效率最高。
2.3 冷却塔出水温度设定值
从冷却塔在冬季运行的大量数据得知, 冷却塔出水温度的设定值是V字形非线性状的, 将原设定值改为三个区间且为自动设定。区间一, 在冷却塔填料结冰临界点所对应的临界环境温度t0以下 (本厂为-3℃) , 控制冷却塔出水温度的设定值随环境温度降低而升高。区间二, 环境温度tair在t0≤tair≤4.5℃之间, 设定值随环境温度升高而升高。在这个区间内, 冷却塔是不会结冰的。区间三, 环境温度tair>4.5℃时, 为夏季运行模式, 设定值表达式为下式 (2) :
在环境温度tair≤4.5℃的区间下, 冷却塔出水温度的设定值并非越高越好, 要考虑凝汽器真空问题。如果冷却塔出水温度过高, 凝汽器真空度就会下降, 发电煤耗会增加, 不利于节能减排。
3 大滞后预测复合优化控制
3.1 控制对象分析
机组运行需用大量开式循环水来供给凝汽器和辅助机械冷却, 而水的比热容量较大, 其间的管路又较长, 所以, 此热循环过程是个大惯性、大滞后的被控对象。通过一个闸板阀从全关到全开的扰动试验, 结果证明冷却塔的出水温度存在大约30 min的纯滞后。另外, 冷却塔的出水温度主要受地域环境温度、湿度、风力及发电机负荷等相关参数的影响。
3.2 预测复合优化控制策略
对于这样一个特大惯性、滞后的被控制对象, 采用以下特殊控制法技术加以解决。将冷却塔的6个分区闸板阀及2个防冻管闸板阀作为一个整体, 按照一定的调节顺序排列, 控制被调量淋水区域水量的大小, 控制出水温度。
4 结语
德国GEA冷却塔原控制系统设计中存在一些不足, 针对存在的问题, 通过采用相应合适的控制策略, 改善了冷却塔出水温度的控制品质, 通过合理的出水温度自动设定可以实现不同模式的无扰切换全程控制, 采用预测控制思想, 利用未来的冷却塔出水温度预测值结合非线性PID与前馈策略控制出水温度, 能够解决被控对象的大滞后问题, 为同类型冷却塔的控制系统的设计提供了重要参考。
摘要：对德国GEA公司逆流式自然通风冷却塔控制技术中存在的问题进行了研究, 提出了改进措施, 首先针对二位制运行闸板阀会造成冷却塔出水温度呈锯齿形变化, 导致发电效率下降, 煤耗增加, 经济性较差的问题, 将原二位制运行闸板阀控制方式改为连续型调节方式;其次为了实现冷却塔的全程自动控制将冷却塔出水温度设定值改为自动调整;最后为了解决冷却塔冷却水温度控制中存在的大滞后、大惯性问题, 采用带死区的前馈PID策略并结合预测控制思想, 通过上述的改进, 可以实现冷却塔节能优化全程控制, 降低发电煤耗, 提高机组运行的可靠性、经济性和安全性。
关键词：GEA冷却塔,发电厂,防冻,闸板阀,全程控制,经济性
参考文献
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[4]吴百龙.冷却塔运行特性研究[D].北京:华北电力大学 (北京) , 2004.
热电厂冷却塔施工 篇9
关键词：排烟冷却塔,防腐涂层,质量控制
1 概述
某电厂安装2×300MW供热机组, 烟气脱硫采用德国比晓夫技术石灰石-石膏湿式烟气脱硫工艺。该工程采用“烟塔合一”技术, 即利用冷却塔排放脱硫后净烟气, 取消烟囱。脱硫系统无GGH, 且不设增压风机, 不设烟气旁路。脱硫后的净烟气直接通过冷却塔排入大气, 正常运行条件下脱硫后烟气温度50℃左右。每台机组配一座淋水面积4500m2的逆流式自然通风冷却塔, 排烟冷却塔高120m。
利用冷却塔排放烟气工艺流程为:经过脱硫、脱硝后的净烟气由1#吸收塔顶部出口, 经竖直引出的玻璃钢烟道通过90°弯头变成水平流向, 直接引向1#冷却塔中心排放, 烟道坡向吸收塔。在正常工况下, 烟气排入1#冷却塔中心排放;考虑到供热机组的特点, 设计考虑了两台机组共用一塔的条件, 即在冬季1#冷却塔停运, 1#机组的烟气排入2#冷却塔中心排放。在烟道的两个支路上分别设置挡板门, 用于烟气切换。
该工程冷却塔经过8年运行, 冷却塔内壁各部位防腐涂层出现不同程度的脱落、开裂、空鼓等缺陷。为防止腐蚀性烟气进一步侵蚀防腐涂层, 确保冷却塔后续运行的安全性和可靠性, 须对冷却塔的防腐涂层进行维修。
为达到此目标, 在防腐维修施工过程中, 除了良好的材料性能和严密的施工方案外, 还必须采取有效方法严格控制各个技术环节的施工质量。本文即针对某电厂排烟冷却塔防腐维修工程, 在材料性能和施工方案已经确定的基础上, 采用工程质量控制ABC法, 以确保更好地完成防腐维修任务, 达到预期的质量要求和目标。同时探讨冷却塔防腐维修施工质量控制过程中存在的问题。
2 防腐材料性能
本次防腐维修工程采用德国某企业的防腐材料, 根据德国公司的排烟冷却塔防腐维修体系, 确定维修区的维修体系如表1所示。
材料性能介绍:
①塔筒内表面抹平层Zentrifix F82 XX是双组份聚合物改性细砂浆, 它与聚合物乳液Nafufill BB2配合使用, 具有附着力强, 粘结牢固、降低碳化的特点。它可修补塔壁内表面的凹坑、孔洞、并封闭毛细孔, 使粗糙的表面变得平整、光滑, 使涂料的吸收更均匀, 附着更牢固, 成膜更均匀、更密实。
②塔筒内表面中间漆MC-DUR VS NR3是双组份环氧树脂漆。干燥固化后, 分子内部形成交联结构, 性质稳定, 可耐酸、碱腐蚀。漆膜致密, 可屏蔽水、腐蚀介质的渗透。对基层粘结牢固, 长期处于湿、热、酸、碱条件下, 不会发生脱落、起泡、开裂现象, 使用寿命持久, 保护性能安全、可靠。
③塔筒内表面面漆MC-DUR VS-PUR是双组份聚氨酯面漆。干燥固化后, 漆膜性质稳定, 强度好, 不仅可耐酸、碱腐蚀, 尤其耐受大气环境中紫外线的长期辐射。屏蔽性能好, 粘结牢固, 长期处于湿、热、酸、碱条件下, 不会发生脱落、起泡、开裂现象, 可为建筑物提供永久保护。
④MC-DUR 1277 WV是双组份环氧树脂漆。固化后漆膜粘结牢固, 耐水性能好。尤其适用于烟囱和冷却塔, 可增加混凝土表面抗机械、抗化学损伤性。
⑤其它辅助材料。
Zentrifix KMH是矿物基、单组份涂料。既有钢筋的防腐保护功能, 又有增强基层粘结力的界面功能, 主要用于混凝土修补工程中。
Nafufill KM 250是单组份、纤维增强聚合物混凝土修补粗砂浆, 具有高抗碳化性。用于冷却塔塔壁模板螺栓孔的封堵填平、大的模板接缝的修补处理, 强度高、粘结牢固、坚硬耐久。
3 防腐施工方案
3.1 防腐施工工序
基层喷砂处理→检查→基层缺陷修补→检查→抹平层腻子施工→检查→第一道涂料施工→检查→第二道涂料施工→检查→第三道涂料施工→检查验收
3.2 基层喷砂处理
①采用喷砂方法清除混凝土表面旧涂层、表面疏松附着不牢物、污渍及其它有分离影响的物质, 暴露混凝土表面结构。
②打磨错台成斜面或圆弧。打磨对拉螺栓钢筋头使其低于筒壁。
3.3 基层混凝土缺陷修补
①渗漏的螺栓孔及渗漏的模板缝用防渗漏材料从内侧封堵。
②破损的模板缝, 延两侧凿开, 深度不小于25mm, 然后用MC修补材料Nafufill KMH和Zentrifix KM250填实填平, 不留空隙。
③已暴露的锈蚀钢筋, 凿除钢筋周围粉化、开裂、松动的混凝土, 钢筋喷砂除锈达到ISO 12944-4标准的SA 21/2, 然后涂刷Nafufill KMH, 再用Zentrifix KM250将混凝土修补填实填平, 不留空隙。
3.4 抹平层腻子施工
①经基层处理合格的混凝土表面用Zentrifix F 82腻子抹平。
Zentrifix F 82 XX是与Nafufill BB2配合使用的双组份聚合物改性细砂浆。Nafufill BB2 (聚合物) 与水按1:1.5混合均匀后, Zentrifix F 82 XX粉料再与溶液按100:20-22混合均匀。要仔细缓慢地用机械方法搅拌混合均匀, 避免桶底边缘出现结块, 手工搅拌是不允许的。搅拌混合2分钟后再使用。估计材料的用量, 已固化的材料不能再使用。
②施工前基层混凝土必须预润湿, 高吸收的表面要多次润湿, 但表面不能带浮水, 不能形成水的饱和。Zentrifix F 82 XX可用抹刀或刮板施工, 厚度要均匀, 基层要完全覆盖, 边、角要圆弧过渡, 塔筒内壁要形成平缓、均匀、适合涂料的平整表面。
3.5 涂料施工
①腻子层干燥5天后涂刷MC-DUR VS NR3环氧树脂漆。
MC-DUR VS NR3是主漆和固化剂按配比直接供货。固化剂要完全倒入主漆中, 要仔细地、缓慢地用机械方法混合均匀, 避免桶底边缘出现结块。无需添加稀释剂。估计油漆的用量, 已混合的油漆要在2小时内用完, 已固化的油漆不能再使用。
②MC-DUR VS NR3需涂刷两遍, 两遍间隔一般24小时 (以环境温度20℃计算) 。使用辊涂方法施工, 涂刷要均匀, 厚度要达到规定要求。注意搭接宽度, 漆膜表面应密实、无流挂、无裂纹、无气泡、无漏涂。应在8℃以上、30℃以下、空气相对湿度85%以下的环境中施工, 基层温度必须高于露点3℃。
③塔筒内壁两遍MC-DUR VS NR3完成后需涂刷一遍MC-DUR VS-PUR聚氨酯面漆。
MC-DUR VS-PUR是主漆和固化剂按配比直接供货。固化剂要完全倒入主漆中, 要仔细、缓慢的用机械方法混合均匀。避免桶底边缘出现结块。估计油漆的用量, 已混合的油漆要在2小时内用完。已固化的油漆不能再使用。MC-DUR VS-PUR使用辊涂方法施工, 不需添加稀释剂。涂刷要均匀, 厚度要达到要求。注意搭接宽度, 表面应密实、无流挂、无裂纹、无气泡、无漏涂。应在10℃以上、30℃以下、空气相对湿度85%以下的环境中施工, 基层温度必须高于露点3℃。
4 施工质量要求及检测方法
4.1 基层处理质量要求及检验方法
4.2 腻子施工质量要求及检验方法
4.3 涂料施工质量要求及检验方法
4.4 质量检验及验收
①防腐施工质量检验包括过程检验和完工验收, 按筒壁、竖井、水槽分部 (子分部) 工程进行。
②检验批划分:过程检验塔壁每道栏为1个检验批, 共24个检验批;竖井1个检验批, 水槽1个检验批。
1) 过程检验包括基层处理检查、腻子施工检查、涂料施工检查, 质量应符合表1、2、3表格中的要求。不合格进行返工处理, 合格后进行下道工序施工。
2) 涂层干燥7天, 并自检合格后进行完工验收。完工验收检验批划分:塔壁8个检验批, 竖井1个检验批, 水槽1个检验批。
5 防腐维修工程质量缺陷影响因素分析
原防腐体系将冷却塔分为内壁上部、内壁下部、外壁以及其它部位 (竖井下部、水槽、架构等) 4大防腐分区, 不同防腐分区, 采用不同材料和厚度的底漆、中间漆及面漆, 以达到不同的防腐效果。
防腐涂层的性能指标包含附着力、耐磨性、抗冲击、抗渗透、抗碳化、抗腐蚀性、耐冻融性及涂层厚度等。
本文结合某防腐维修工程中现场施工检查记录和质量检测结果, 总结该防腐维修工程中质量缺陷产生的因素, 主要有以下5点:
①施工工人技术水平:现场施工质量最重要的影响因素即为施工工人的技术水平。技术过硬、作风严谨、认真负责的施工工人的是现场施工质量的根本保障。
②喷砂清理已有涂层:针对已有的排烟冷却塔防腐涂层清理, 应采用喷砂进行处理, 并结合手工打磨将混凝土构件表面原防腐涂层、原砂浆腻子以及碳化的混凝土清理干净, 并且确保混凝土表面有一定的粗造度, 并且均匀、不掉粉。在有缺陷的对穿螺栓孔部位进行重点喷砂处理, 使其缺陷完全曝露出来。
③修补混凝土基层:防腐涂刷施工前, 采用砂轮机对混凝土不平整的表面进行处理, 将接缝打磨平整。混凝土表面的灰尘应使用高压水清理, 必须注意后期混凝土的湿度。混凝土基层表面应平整。清理过程中, 如原有模板接缝处错台的大于3mm, 应采用机械打磨并清除干净。如两模板之间有较高 (<3mm) 错台且不易打平的部位, 应打磨成斜面或圆弧, 使落差平滑过渡, 形成一个适合涂层的平缓表面。所有的凹坑、沟缝和孔洞必须用修补料修补填实、填平, 确保整个混凝土基底表面平整。处理后的混凝土基层表面应坚固、密实、平整, 所有接缝应顺畅平滑。
④涂抹腻子基层:将双组份聚合物改性细砂浆按照要求混合均匀。要使用转速缓慢的搅拌器仔细混合均匀, 避免桶底边缘出现结块, 手工搅拌是不允许的。混合2分钟后再使用, 估计材料的用量, 已固化的材料不能再使用。施工前基层混凝土必须预润湿, 但表面不能带浮水, 不能形成水的饱和。可用抹刀或刮板施工, 厚度要均匀, 基层要完全覆盖, 边、角要圆弧过渡, 塔筒内壁要形成平缓、均匀、适合涂料的平整表面。
⑤涂刷中间漆、面漆:中间漆及面漆是主漆和固化剂按配比直接供货。固化剂要完全倒入主漆中, 要仔细地、缓慢地用机械方法混合均匀。避免桶底边缘出现结块。一般无需加入稀释剂。估计涂料的用量, 已混合的涂料要在8小时内用完, 已固化的涂料不能再使用。中间漆一般要涂刷两遍, 两层间隔一般24小时 (以环境温度20℃计算) 。面漆一般涂刷一遍。涂刷要均匀, 厚度要达到规定要求。注意搭接宽度, 漆膜表面应密实、无流挂、无裂纹、无气泡、无漏涂。
该冷却塔防腐维修施工过程中总共抽检635处, 返工84处。现通过外观质量和附着力及涂层厚度检测结果, 确定该防腐维修工程中84处部位产生质量缺陷的主要影响因素, 并采用ABC分类法对不同影响因素的影响频数进行计算和从大到小累计, 统计结果见表5。
注:A类———主要因素;B类———次要因素;C类———一般因素.
通过表5数据可以得出这样的结论:施工工人技术水平和喷砂清理已有涂层两大影响因素为A类影响因素, 需要采取重点管理的措施;修补混凝土基层为B类影响因素, 需要采取加强管理的措施;涂抹腻子基层和涂刷中间漆、面漆两大影响因素为C类影响因素, 需要采取适当加强管理的措施。
6 结论和建议
技术过硬、作风严谨、认真负责的施工工人是现场施工质量的根本保障。喷砂清理已有涂层和修补混凝土基层是确保新防腐涂层体系粘结力和耐久性的先决条件。
冷却塔防腐维修工程质量的影响因素众多, 施工单位须采用ABC分类法、PDCA循环管理等管理方法和诸如本文提及的各种技术措施来保证新防腐体系的整体施工质量。
参考文献
[1]GB50224-2010, 建筑防腐蚀工程施工质量验收标准[S].
[2]GB50046-2008, 工业建筑防腐蚀设计规范[S].
热电厂冷却塔施工 篇10
1 项目概况
某火力发电厂1#300 MW机组1997年投产, 设计配套4 000 m2自然通风逆流式冷却塔。冷却塔经过多年运行, 淋水填料破损堵塞, 散热面积减少, 通风阻力增大;同时喷溅装置雾化效果恶化, 淋水均匀性变差, 直接影响淋水填料散热效果;塔芯部件变形破损、堵塞, 使冷却塔配风、配水极不均匀, 导致冷却塔出水温度升高, 影响机组经济运行。
西安西热节能技术有限公司以节能分享型合同能源管理模式对冷却塔进行了节能改造。
2 节能量评估
合同能源管理 (EPC) 实施前, 西安热工研究院对1#冷却塔节能改造项目可行性进行了研究, 2012年5月17日经现场测试表明机组在负荷率80%情况下, 冷却塔冷却幅高达12~15℃, 循环水出塔温度偏高4~7℃, 该冷却塔节能潜力较大。节能评估核算条件:
(1) 该电厂地处我国东北极寒地区, 冬季环境温度低, 故此期间不进行收益评价。改造后节能收益主要体现在每年5月中旬至9月中旬环境温度较高的4个月份内, 期间机组出力系数高。故收益利用小时按2 880 h (4个月) 核算。
(2) 改造前冷却塔冷却幅高达12~15℃, 1#机组长期运行统计的冷却塔冷却幅高在12℃以上, 评估核算冷却幅高取下限, 按12℃核算。
(3) 按国内制造厂提供的排汽压力对热耗率修正曲线可知, 300 MW机组排汽压力每变化1 k Pa, 对热耗率的修正量在0.7%~1%之间, 因此对机组供电煤耗影响为2.3~3.3 g/ (k W·h) 。评估核算取下限, 即汽轮机排汽压力每降低1 k Pa, 将使机组供电煤耗下降2.3g/ (k W·h) 。
(4) 按凝汽器特性曲线可知, 循环水出塔温度降低1℃, 机组排汽压力下降0.4 k Pa。
若对冷却塔实施节能改造, 保守估计1#机组冷却幅高低于8.5℃, 出塔水温下降4℃以上, 年节约标煤至少2 177.3 t, 具体数据见表1。
3 改造方案及效果
针对1#机组冷却塔运行现状, 提出节能改造方案, 具体内容:
(1) 除水器改用BO160/45型高效节水型除水器;
(2) 喷淋装置改用TP-II型喷淋装置[3];
(3) 改用双斜波高效填料, 冷却数Ω=1.92λ0.64, 高度1 m[4];
(4) 填料托架改用H70型填料托架;
2012年8月对1#冷却塔进行了节能改造, 项目建设期为2个月。
2013年6月西安热工研究院对1#冷却塔改造效果进行了测试。测试在冷却塔设计条件下 (热负荷80%以上) 进行, 冷却塔冷却幅高为8.0℃, 较改造前幅高降低4℃, 出塔水温下降4℃, 凝汽器真空可提高约1.6 k Pa, 机组供电煤耗下降3.7 g/ (k W·h) , 年节约标煤至少2 488.3 t, 冷却塔改造后节能效果达到了预期目标。
4 节能投资及回收
1#机组冷却塔节能改造项目由西安西热节能技术有限公司100%投资。本EPC项目节能效益按标煤价格665元/t进行核算, 年节能效益165.5万元。在双方约定的节能效益分享期内, 节能服务公司分享75%的节能效益, 电厂分享25%, 节能效益分享期为3年。
5 节能投资风险
EPC模式作为一种新型的市场化节能投资机制, 在我国的运作环境有待进一步完善。2010年国家连续发布了多个关于EPC的意见通知, 电力行业EPC投资在2011年达到了高峰, 投资额同比增长55%, 2012年迅速滑落至11%, EPC发展模式遇到瓶颈[5]。节能服务公司在以合同能源管理模式进行运作应防范以下几点:
(1) 近年来火力发电企业都进行了大量的节能改造工作, 机组节能空间都比较小, EPC项目实施前, 应准确评估项目实施后节能量, 对节能技术风险须深入评估, 避免项目实施后没有足够的节能收益[6]。
(2) 煤价波动对项目的节能投资效益冲击较大, 煤价下跌直接延长投资回收期而增加投资财务成本, 在节能效益分享期内, 最好约定固定标煤价格, 避免煤价波动带来的投资风险。
(3) 节能效益分享期尽量短, 以减少投资财务成本和缩短投资回收期, 以便减少与客户在节能量等方面可能出现的纠纷。
(4) 当前的企业信誉环境也是EPC项目执行的风险之一, 节能服务公司在项目初期对企业的信誉和财务状况进行调查, 避免因财务原因或其它借口拒付节能分享效益款[7]。
(5) 国家对节能服务公司实施的EPC项目财政补贴和税收优惠政策不够具体细致, 尽管 (2010) 110号文件中规定对节能服务公司在税收等方面进行优惠, 但由于缺乏具体实施细则, 在项目执行过程中普遍很难落实。
参考文献
[1]史俊奇, 等.一种新型节能模式:合同能源管理[J].矿山机械, 2008 (2) :42-44.
[2]Shi Xiaowen.Energy Performance Contracting Business opportunities would be infinite if the"two obstacles"were cracked[J].ELECTRICITY 2008 (2) :33-35.
[3]胡三季, 等.自然通风冷却塔的节能改造[J].热力发电.2004 (12) :44-47.
[4]胡三季, 等.不同高度淋水填料的热力及阻力性能试验[J].工业用水及废水, 2005 (2) :76-78.
[5]常东锋, 等.合同能源管理在发电行业中节能降耗中的应用现状及建议[C].西安:中国电机工程学会火力发电分会:发电企业节能减排技术论坛论文集, 2013:130-134.
[6]王婷, 等.合同能源管理项目的风险评估[J].电力需求侧管理, 2007 (5) :24-26.