“三塔合一”技術(shù)在1000MW 機組的成功應(yīng)用

王龍龍

陜西榆林能源集團(tuán)楊伙盤煤電有限公司 陜西榆林 719000

近年來，我國北方地區(qū)火力發(fā)電廠建設(shè)有采用三塔合一機組，但沒有在百萬機組應(yīng)用的案例。陜西榆林能源集團(tuán)橫山煤電有限公司2×1000MW 超超臨界燃煤機組，采用間接空冷系統(tǒng)，是目前世界首家投入運行的百萬超超臨界、大容量“三塔合一”技術(shù)的間接空冷系統(tǒng)的燃煤機組。

1 “三塔合一”系統(tǒng)介紹

三塔合一的技術(shù)，就是利用冷卻塔排出的巨大的熱空氣流將脫硫后凈煙氣包裹抬升排入大氣的技術(shù)。實踐證明，煙氣通過冷卻塔的排放可降低電廠附近空氣中煙氣污染物的濃度，提高電廠周圍空氣的質(zhì)量。這是由于冷卻塔的熱空氣和脫硫后的低溫近飽和凈煙氣混合后的熱氣流能進(jìn)入大氣層流層并能達(dá)到較高的位置，特別在陰天無湍流氣象條件下更加有利。溫度較高的熱氣流可使擴(kuò)散過程保持更長的時間，因而擴(kuò)散范圍更大，落地污染物濃度較低，其排放效果比傳統(tǒng)的煙囪排放要好[1]。傳統(tǒng)的大氣擴(kuò)散分析理論認(rèn)為煙囪高度越高、煙氣溫度越高對污染物擴(kuò)散越為有利。經(jīng)過實踐證明冷卻塔的排放相對于煙囪的排放而言有一個量級上的區(qū)別，冷卻塔的熱力抬升作用是煙囪排放方式的數(shù)倍。

2 “三塔合一”施工難點

采用“三塔合一”布置方式，主要施工難點在于保證工期和質(zhì)量的前提下如何組織交叉施工。本文所述間冷塔塔高196m，出口直徑100m，喉部直徑96m，由環(huán)板基礎(chǔ)、X 柱、塔筒三部分組成。塔筒為雙曲線形現(xiàn)澆鋼筋混凝土殼體結(jié)構(gòu)，殼體最大厚度1．9m。采用46 對X 支柱作為支撐，環(huán)形基礎(chǔ)、X 支柱和塔筒均為現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，鋼筋總量9000 余噸，混凝土總量4 萬余立方。

過程施工管理注重施工技術(shù)創(chuàng)新，環(huán)形基礎(chǔ)施工中改良大模板支護(hù)方案，X 柱采用CAD 三維空間立體建模、全站儀坐標(biāo)定位，有效的保證X 支柱定位施工偏差。施工過程中創(chuàng)新、優(yōu)化了三腳架翻模工藝和半徑測量方法，使得筒身外光內(nèi)實、曲線優(yōu)美。

榆能橫電間接空冷塔塔高達(dá)到196m。已突破了現(xiàn)行《火力發(fā)電廠水工設(shè)計規(guī)范》（DL/T 5339-2006）及《工業(yè)循環(huán)水冷卻設(shè)計規(guī)范》（GB/T 50102-2014）“冷卻塔高度≤190m”的限制。確保工程安全，在施工過程中重點采取以下措施：

（1）環(huán)梁是高大冷卻塔的肋骨，也是施工的關(guān)鍵，環(huán)梁施工必須編制安全專項施工方案。

（2）塔吊、平橋附著荷載計算及連接方式，既影響施工安全也對冷塔塔結(jié)構(gòu)有一定影響。為確保質(zhì)量和安全，垂直運輸機械的附著連接方案通過冷塔設(shè)計單位核算和確認(rèn)。

（3）筒壁半徑的控制，影響冷卻塔塔型和結(jié)構(gòu)使用安全。筒壁的半徑控制、測量在塔吊、平橋干涉區(qū)，制定專項控制措施方案。

（4）三角架系統(tǒng)是施工人員最關(guān)鍵的操作平臺，三腳架荷載計算考慮水平運輸?shù)暮奢d（不小于380kg/m2）及砼的側(cè)壓力。

（5）北方地區(qū)，一般情況都不可避免的有冬季施工。為保證質(zhì)量和安全，冬季施工環(huán)境溫度低于10 度時，對中下部筒壁主體結(jié)構(gòu)砼強度進(jìn)行監(jiān)控，達(dá)到設(shè)計強度方可進(jìn)行翻模施工，以免因砼強度不足而影響間冷塔的穩(wěn)定性；拆模時其上節(jié)強度按不小于6Mpa，冬季施工按不小于10Mpa 控制[2]。

（6）筒壁模板拆除執(zhí)行筒壁模板拆除令，并制定專項表格，各方簽字辦理拆除手續(xù)，拆模前應(yīng)對上節(jié)砼強度及模板系統(tǒng)的完整性、可靠性進(jìn)行檢查，符合規(guī)范GB50573-2010 及方案要求，各桿件靠嚴(yán)擰緊，并做好檢查記錄；

（7）制定完整的砼試塊強度確認(rèn)表應(yīng)明確砼具體澆筑結(jié)束時間，試壓時間精確至小時；間冷塔的中心和半徑等的測量控制，專人負(fù)責(zé)檢查并記錄，總工簽字復(fù)核后方可進(jìn)行下道工序；為保證間冷塔塔筒半徑控制的準(zhǔn)確性，吸收塔中心兩根梁緩安裝，避免影響間冷塔中心點的控制及測量；

（8）在保證施工質(zhì)量和安全的同時，必須最大限度保證施工進(jìn)度。間冷塔和脫硫吸收塔交叉施工，經(jīng)過多次論證，確定間冷塔施工至60m后，吸收塔施工至44m，脫硫吸收塔停止所有塔內(nèi)施工。間冷塔施工到頂后，將施工場地移交脫硫單位開始施工，直至吸收塔施工到頂。

3 “三塔合一”優(yōu)勢分析

三塔合一技術(shù)是將脫硫塔建設(shè)在間冷塔中央，用196 米間冷塔承擔(dān)污染物排放煙囪。榆能橫電采用間接冷卻技術(shù)年度可節(jié)約用水487．3 萬噸，有效地降低了電廠耗水指標(biāo)，節(jié)約了北方煤電基地寶貴的水資源。同時將大量占地的燃煤煙氣脫硫系統(tǒng)等布置于排煙塔內(nèi)，實現(xiàn)節(jié)約用地創(chuàng)造了條件，節(jié)約用地約0．8 公頃。

由于無需對從濕法脫硫裝置FGD 中排出的溫度較低、水蒸汽飽和的脫硫凈煙氣進(jìn)行再加熱；由此節(jié)約了煙氣再熱裝置GGH 的投資及其運行所需的附加能源消耗，不會造成由于此部分能源消耗而附加的環(huán)境污染。

4 結(jié)語

“三塔合一”技術(shù)在陜西榆林能源集團(tuán)橫山煤電有限公司1000MW 發(fā)電機組成功實施和應(yīng)用，積極推進(jìn)了我國火力發(fā)電廠間接空冷系統(tǒng)的多元發(fā)展戰(zhàn)略，“三塔合一”技術(shù)因其具有的節(jié)水、節(jié)能、環(huán)保的綜合效益，彰顯了“科技創(chuàng)新、節(jié)能環(huán)保”綠色理念。經(jīng)過實際運行，其節(jié)水、節(jié)能、環(huán)保、低投資、占地小、運行經(jīng)濟(jì)性優(yōu)良等優(yōu)勢得到驗證，該類型機組適合在北方等缺水地區(qū)應(yīng)用，并大面積推廣[3]。