V型空冷島管束及蒸汽分配管安裝標準及過程控制研究

武志學

摘要：隨著現(xiàn)代工業(yè)技術的發(fā)展，在火力發(fā)電廠中現(xiàn)代空冷系統(tǒng)正得到逐步應用。空冷島整個系統(tǒng)龐大，設備較多，吊裝困難，需要采取合理的安裝方法，進一步節(jié)約資本、縮短工期、減小難度。本文對空冷島安裝的標準及過程控制，合理組織各工序的施工任務，保證了工序間的暢通銜接，提高了安裝作業(yè)效率，同時過程控制得好，清潔度控制的好對以后整體嚴密性試驗及熱態(tài)沖洗創(chuàng)造了條件。

關鍵詞：管束;V型空冷島;過程控制;清潔度

1 工程概況

某空冷機組共36個單元冷卻單元，成矩陣布置。管束共計432片，其中順流管束384片，逆流管束48片。空冷島平臺頂部標高為18.8m，蒸汽分配管頂部標高為28.8m，平面尺寸為91.404m×79.92m。汽輪機排氣進入蒸汽母管后，由連接蒸汽母管的7根蒸汽立管進入每列頂部長度81.12m的蒸汽分配管、“V”型架兩側(cè)為36片散熱管束（其中順流管束32片、逆流管束4片），經(jīng)冷卻形成的凝結(jié)水流入管束底部凝結(jié)水集箱，最終匯集到凝結(jié)水箱中。

1.1 直接空冷凝汽器的結(jié)構(gòu)特點

工程安裝的是1臺V型布置強制通風直接空氣冷卻凝汽器。主要由以下幾部分組成：平臺鋼結(jié)構(gòu)部分，管束、風機單元，蒸汽分配管、排氣管道、凝結(jié)水回收管道及抽真空等附屬管道。風機單元共計36套，單元群成矩形方陣。各單元間用V型架固定的分隔墻板分開，每一個單元包括一組風機和6片管束，每6個單元組成一列以V型布置支撐在空冷鋼結(jié)構(gòu)28.8m平臺梁上，每列有2段4片逆流管束。低壓缸排氣出口連接HOT BOX裝置，出口為主排氣管道，主排氣管道上方連接7段垂直段以連接蒸汽分配管。

1.2 直接空冷機組的原理

在這種結(jié)構(gòu)中，管束按V型排列，空冷管束由6列組成，且有順流和逆流之分，通過管束的氣流是借助36臺軸流風機產(chǎn)生的。在順流管束中蒸汽和凝結(jié)水從蒸汽分配管向下流動至凝結(jié)水集箱，該冷卻系統(tǒng)的設計使得任何運行條件下，更多的蒸汽能夠從所有的管束中流出，在逆流管束上端設有抽真空接口，該系統(tǒng)在機組啟動初期將主凝汽器汽側(cè)空間以及附屬管道和設備中的空氣抽出以達到汽機啟動的要求;機組在正常運行中除去凝汽器空氣區(qū)非凝結(jié)氣體。機組安裝3臺水環(huán)式真空泵，機組正常運行時，2臺運行，1臺備用。

2 管束安裝方案

2.1 管束安裝前準備

采用V型空冷機組，此V型空冷機組與常規(guī)空冷機組不同點在于，V型空冷機組需要先安裝管束后再吊裝風機，常規(guī)空冷機組風機組在管束下方，需要先吊裝風機后再吊裝管束。V型空冷機組管束安裝前，制定吊裝計劃并策劃吊裝機械選型，最終確定東側(cè)4列由40T塔吊進行吊裝，東側(cè)2列由260T履帶吊進行吊裝。吊裝前鋼結(jié)構(gòu)需要安裝完成并驗收合格。

2.2 管束清潔度控制

管束的清潔度決定了熱態(tài)沖洗時間的長短，保證管束的清潔度對整套機組凝結(jié)水用量起著決定性的作用，所以控制管束內(nèi)部清潔度對于項目部來說至關重要。

管束運輸至現(xiàn)場，需要對內(nèi)部進行吹掃，保證管束內(nèi)部的清潔。根據(jù)管壁的尺寸為此制作專用工具——鴨嘴式吹掃工具，對管束進行逐一吹掃，并對其進行逐一驗收簽字確認，做到可追溯;由于當?shù)仫L沙較大，且管束不能一次性全部吊裝完成，這樣每一列管束吊裝完成后管束的上部沒有任何防護措施，容易將管束內(nèi)部造成污染，針對這種情況現(xiàn)場在管束內(nèi)部吹掃完成后對管束上部進行保護板點焊，防止管束內(nèi)部清潔度在安裝過程中二次污染。同時對管束外部用壓縮空氣進行吹掃，保證管束的美觀性。

2.3 管束安裝

管束吊裝使用專用管束吊裝工具，由GEA公司提供。管束組合架由GEA供貨現(xiàn)場組裝，在地面將管束擺在組合架上進行焊接，焊接完成后經(jīng)由PT檢測，合格后進行吊裝。

每一列管束吊裝完成后開始調(diào)整，將每一列管束調(diào)整好間隙并保證在一條直線上，調(diào)整好之后將管束的上下聯(lián)箱相鄰端板點焊，直至整列管束安裝調(diào)整完畢后，使用高強螺栓固定在平臺梁上，才可以將上下聯(lián)箱互相焊接。為了避免兩片相鄰管束焊接時變形，采用氬弧點焊，點焊驗收完成后，采用多層多道焊接方式。為了保證后續(xù)嚴密性試驗，焊接完成后做100%PT檢測。在這里值得注意的是：在安裝逆流管束時，上聯(lián)箱端板不得點焊，且到最后也不能焊接，其目的是為了逆流管束可以順利膨脹。

兩片相鄰管束端板焊接完成后立即從管束密封板位置清理藥皮、雜質(zhì)，保證凝結(jié)水集箱的清潔度。此工作完成后方可將管束密封板焊接。

2.4 蒸汽分配管安裝

V型空冷機組的風機組在平臺上方，分配管與管束焊接時無需搭設腳手架，在風機單元平臺即可焊接，也是V型空冷機組優(yōu)點之一。常規(guī)空冷機組在分配管與管束焊接需要搭設整列腳手架。

蒸汽分配管由GEA提供成品，每列10段分配管。為了保證分配管的圓度，每一段的加固筋不得割除，整體焊接完成后再割除加固筋。現(xiàn)場采用分段吊裝，每一列分為10吊。蒸汽分配管整體安裝順序與管束一樣，但單列安裝順序需要注意：因為每列變徑后的第一節(jié)蒸汽分配管在制作時都留有100mm的調(diào)整量，所以，我們在安裝時首先保證固定點和蒸汽分配管尾部位置正確，其他管道依次向中間排，如果產(chǎn)生有較大的焊縫間隙，則利用這200mm調(diào)整量進行調(diào)整。除此兩節(jié)管允許切割調(diào)整外，其他管道不允許隨意調(diào)整。將蒸汽分配管就位以后，隨后將其點焊，以確保安全。

3 質(zhì)量管理

3.1 安裝質(zhì)量管理

所有專業(yè)人員均為兼職質(zhì)量管理人對于施工質(zhì)量進行嚴格控制，并配合項目部對現(xiàn)場進行不定期質(zhì)量管理，通過會議紀要、當面告知等形式通知，對于存在的問題限期整改。從空冷島管束安裝開始，項目部頒布了《管束清潔度控制程序》后便進行嚴格的質(zhì)量控制，按照規(guī)定的驗收標準執(zhí)行，按照班組—技術員—項目部—業(yè)主等多級驗收，通過4級驗收后，才能進行下一步的工序。

3.2 焊接質(zhì)量控制

空冷島焊接量很大，提前策劃焊工需求量。空冷島的焊接量主要集中在蒸汽分配管與管束的焊接，均采用氬電聯(lián)焊的焊接工藝，嚴格檢驗焊接質(zhì)量，保證焊縫質(zhì)量。焊接前對焊道進行打磨，不能有影響焊接的缺陷存在，先焊接管道環(huán)型焊縫，再焊接縱向焊縫。焊接縱向焊縫時，兩側(cè)對稱施焊，從中間向兩頭焊接。特別注意管束與凝結(jié)水集管的T型焊縫，應連續(xù)施焊，不允許在接口范圍內(nèi)起弧或引弧。

參考文獻：

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