V型空冷岛管束及蒸汽分配管安装标准及过程控制研究

武志学

摘要：随着现代工业技术的发展，在火力发电厂中现代空冷系统正得到逐步应用。空冷岛整个系统庞大，设备较多，吊装困难，需要采取合理的安装方法，进一步节约资本、缩短工期、减小难度。本文对空冷岛安装的标准及过程控制，合理组织各工序的施工任务，保证了工序间的畅通衔接，提高了安装作业效率，同时过程控制得好，清洁度控制的好对以后整体严密性试验及热态冲洗创造了条件。

关键词：管束;V型空冷岛;过程控制;清洁度

1 工程概况

某空冷机组共36个单元冷却单元，成矩阵布置。管束共计432片，其中顺流管束384片，逆流管束48片。空冷岛平台顶部标高为18.8m，蒸汽分配管顶部标高为28.8m，平面尺寸为91.404m×79.92m。汽轮机排气进入蒸汽母管后，由连接蒸汽母管的7根蒸汽立管进入每列顶部长度81.12m的蒸汽分配管、“V”型架两侧为36片散热管束（其中顺流管束32片、逆流管束4片），经冷却形成的凝结水流入管束底部凝结水集箱，最终汇集到凝结水箱中。

1.1 直接空冷凝汽器的结构特点

工程安装的是1台V型布置强制通风直接空气冷却凝汽器。主要由以下几部分组成：平台钢结构部分，管束、风机单元，蒸汽分配管、排气管道、凝结水回收管道及抽真空等附属管道。风机单元共计36套，单元群成矩形方阵。各单元间用V型架固定的分隔墙板分开，每一个单元包括一组风机和6片管束，每6个单元组成一列以V型布置支撑在空冷钢结构28.8m平台梁上，每列有2段4片逆流管束。低压缸排气出口连接HOT BOX装置，出口为主排气管道，主排气管道上方连接7段垂直段以连接蒸汽分配管。

1.2 直接空冷机组的原理

在这种结构中，管束按V型排列，空冷管束由6列组成，且有顺流和逆流之分，通过管束的气流是借助36台轴流风机产生的。在顺流管束中蒸汽和凝结水从蒸汽分配管向下流动至凝结水集箱，该冷却系统的设计使得任何运行条件下，更多的蒸汽能够从所有的管束中流出，在逆流管束上端设有抽真空接口，该系统在机组启动初期将主凝汽器汽侧空间以及附属管道和设备中的空气抽出以达到汽机启动的要求;机组在正常运行中除去凝汽器空气区非凝结气体。机组安装3台水环式真空泵，机组正常运行时，2台运行，1台备用。

2 管束安装方案

2.1 管束安装前准备

采用V型空冷机组，此V型空冷机组与常规空冷机组不同点在于，V型空冷机组需要先安装管束后再吊装风机，常规空冷机组风机组在管束下方，需要先吊装风机后再吊装管束。V型空冷机组管束安装前，制定吊装计划并策划吊装机械选型，最终确定东侧4列由40T塔吊进行吊装，东侧2列由260T履带吊进行吊装。吊装前钢结构需要安装完成并验收合格。

2.2 管束清洁度控制

管束的清洁度决定了热态冲洗时间的长短，保证管束的清洁度对整套机组凝结水用量起着决定性的作用，所以控制管束内部清洁度对于项目部来说至关重要。

管束运输至现场，需要对内部进行吹扫，保证管束内部的清洁。根据管壁的尺寸为此制作专用工具——鸭嘴式吹扫工具，对管束进行逐一吹扫，并对其进行逐一验收签字确认，做到可追溯;由于当地风沙较大，且管束不能一次性全部吊装完成，这样每一列管束吊装完成后管束的上部没有任何防护措施，容易将管束内部造成污染，针对这种情况现场在管束内部吹扫完成后对管束上部进行保护板点焊，防止管束内部清洁度在安装过程中二次污染。同时对管束外部用压缩空气进行吹扫，保证管束的美观性。

2.3 管束安装

管束吊装使用专用管束吊装工具，由GEA公司提供。管束组合架由GEA供货现场组装，在地面将管束摆在组合架上进行焊接，焊接完成后经由PT检测，合格后进行吊装。

每一列管束吊装完成后开始调整，将每一列管束调整好间隙并保证在一条直线上，调整好之后将管束的上下联箱相邻端板点焊，直至整列管束安装调整完毕后，使用高强螺栓固定在平台梁上，才可以将上下联箱互相焊接。为了避免两片相邻管束焊接时变形，采用氩弧点焊，点焊验收完成后，采用多层多道焊接方式。为了保证后续严密性试验，焊接完成后做100%PT检测。在这里值得注意的是：在安装逆流管束时，上联箱端板不得点焊，且到最后也不能焊接，其目的是为了逆流管束可以顺利膨胀。

两片相邻管束端板焊接完成后立即从管束密封板位置清理药皮、杂质，保证凝结水集箱的清洁度。此工作完成后方可将管束密封板焊接。

2.4 蒸汽分配管安装

V型空冷机组的风机组在平台上方，分配管与管束焊接时无需搭设脚手架，在风机单元平台即可焊接，也是V型空冷机组优点之一。常规空冷机组在分配管与管束焊接需要搭设整列脚手架。

蒸汽分配管由GEA提供成品，每列10段分配管。为了保证分配管的圆度，每一段的加固筋不得割除，整体焊接完成后再割除加固筋。现场采用分段吊装，每一列分为10吊。蒸汽分配管整体安装顺序与管束一样，但单列安装顺序需要注意：因为每列变径后的第一节蒸汽分配管在制作时都留有100mm的调整量，所以，我们在安装时首先保证固定点和蒸汽分配管尾部位置正确，其他管道依次向中间排，如果产生有较大的焊缝间隙，则利用这200mm调整量进行调整。除此两节管允许切割调整外，其他管道不允许随意调整。将蒸汽分配管就位以后，随后将其点焊，以确保安全。

3 质量管理

3.1 安装质量管理

所有专业人员均为兼职质量管理人对于施工质量进行严格控制，并配合项目部对现场进行不定期质量管理，通过会议纪要、当面告知等形式通知，對于存在的问题限期整改。从空冷岛管束安装开始，项目部颁布了《管束清洁度控制程序》后便进行严格的质量控制，按照规定的验收标准执行，按照班组—技术员—项目部—业主等多级验收，通过4级验收后，才能进行下一步的工序。

3.2 焊接质量控制

空冷岛焊接量很大，提前策划焊工需求量。空冷岛的焊接量主要集中在蒸汽分配管与管束的焊接，均采用氩电联焊的焊接工艺，严格检验焊接质量，保证焊缝质量。焊接前对焊道进行打磨，不能有影响焊接的缺陷存在，先焊接管道环型焊缝，再焊接纵向焊缝。焊接纵向焊缝时，两侧对称施焊，从中间向两头焊接。特别注意管束与凝结水集管的T型焊缝，应连续施焊，不允许在接口范围内起弧或引弧。

参考文献：

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[2]周兰欣，李卫华，王勇.直接空冷机组运行特点分析及对策[J].电力建设，2009，30（4）：56-40.

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