淺談摩洛哥努奧150MW塔式光熱電站熔鹽泵安裝要點(diǎn)

鄭志磊 謝秀峰

摘? 要：太陽(yáng)能光熱發(fā)電（Concentrated Solar Power，CSP）是一種太陽(yáng)能聚光熱發(fā)電技術(shù)，依靠各種聚光鏡面將太陽(yáng)的直接輻射（DNI）聚集，加熱中間導(dǎo)熱介質(zhì)，然后再通過(guò)導(dǎo)熱介質(zhì)加熱水產(chǎn)生高溫蒸汽，推動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電。目前主要的CSP技術(shù)路線有槽式、塔式、碟式和菲涅爾式等多種，但是在全球范圍內(nèi)推行最廣的是槽式和塔式，摩洛哥努奧二期200MW槽式和三期150MW塔式光熱電站，是截止目前全球單機(jī)容量最大的槽、塔光熱電站，其中熔鹽泵作為動(dòng)力島和核心設(shè)備之一，因此其安裝質(zhì)量上是技術(shù)人員的重點(diǎn)關(guān)注對(duì)象，其安裝質(zhì)量直接影響到整個(gè)動(dòng)力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，下面就對(duì)三期光熱電站熔鹽泵安裝進(jìn)行分別進(jìn)行介紹。熔鹽泵是光熱電站中的重要?jiǎng)恿υO(shè)備，其安裝的質(zhì)量好壞會(huì)直接影響到動(dòng)力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，該文借摩洛哥努奧三期塔式光熱項(xiàng)目，介紹了熔鹽泵的主要安裝步驟和控制要點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：塔式? 光熱電站? 熔鹽罐? 熔鹽泵

中圖分類(lèi)號(hào)：TM61 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2019）11（c）-0044-02

1? 項(xiàng)目簡(jiǎn)介

摩洛哥努奧光熱項(xiàng)目，位于摩洛哥瓦爾扎扎特市，三期為150MW塔式光熱電站，換熱介質(zhì)采用硝酸鉀與硝酸鈉的混合物——熔鹽。設(shè)置1臺(tái)熱鹽罐與1臺(tái)冷鹽罐，直徑均為41.3m，高度為14m，容積約20000m3，罐底部布置8臺(tái)電加熱器，在冷熔鹽罐的頂部布置冷鹽泵4臺(tái)（3用1備）、循環(huán)調(diào)溫泵2臺(tái)（1用1備），在熱熔罐頂部布置熱鹽泵3臺(tái)（2用1備），熔鹽泵均安裝在基礎(chǔ)支架之上，支架作為熔鹽泵安裝的基礎(chǔ)機(jī)構(gòu)，分為冷泵支架和熱泵支架，支架下部設(shè)計(jì)為混凝土結(jié)構(gòu)，上部為鋼架構(gòu)，材質(zhì)為S355JR，整體結(jié)構(gòu)為類(lèi)似不規(guī)則倒三角形結(jié)構(gòu)。

冷鹽泵與熱鹽泵的設(shè)計(jì)參數(shù)如表1所示。

2? 安裝技術(shù)要點(diǎn)

2.1 熔鹽泵的組合

熔鹽泵的供貨廠家為Folwserve，熱熔鹽泵為3級(jí)立式泵，冷鹽泵為5級(jí)立式泵，調(diào)溫泵為4級(jí)立式泵，分段到貨，需要現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行組裝，熔鹽泵分為7節(jié)到貨（不含電機(jī)）均為現(xiàn)場(chǎng)組合為整體后進(jìn)行吊裝，在組合過(guò)程中每一步完成工作需要QC和廠家進(jìn)行見(jiàn)證和驗(yàn)收，因此組合的質(zhì)量要求比較高。組合工作在鹽罐就近搭設(shè)的組合平臺(tái)上完成，便于吊裝

2.2 墊板與臺(tái)板安裝

墊板與臺(tái)板安裝前必須進(jìn)行對(duì)安裝支架的標(biāo)高和位置進(jìn)行測(cè)量驗(yàn)收，然后在支架的鋼梁上進(jìn)行劃線，劃出墊板的安裝位置，調(diào)整墊板的標(biāo)高，使最終安裝就位后的熔鹽泵最下端的吸入口距離罐底板表面距離不小于159mm，墊板與鋼梁之間采用焊接固定;然后安裝帶保溫層的金屬膨脹節(jié)，膨脹節(jié)的底部四周與罐頂螺栓緊固，上部與泵殼連接，膨脹節(jié)的作用是防止熔鹽罐的熱脹冷縮產(chǎn)生的位移增加到泵上，同時(shí)起到密封作用;最后在墊板上劃出臺(tái)板的位置，將預(yù)先清理干凈的臺(tái)板安裝到墊板上，采用不銹鋼墊板進(jìn)行微調(diào)標(biāo)高后使用螺栓與墊板固定。

該步驟的操作要點(diǎn)：支架鋼梁標(biāo)高驗(yàn)收，墊板配置，劃線準(zhǔn)確，墊板的焊接固定，臺(tái)板清理干凈，膨脹節(jié)的防護(hù)，螺栓緊固滿足力矩要求，螺栓錯(cuò)孔需要機(jī)加工禁止火焊開(kāi)孔。

2.3 熔鹽泵安裝

由于熔鹽泵的長(zhǎng)度均在17m左右，因此在吊裝時(shí)采用兩臺(tái)吊車(chē)進(jìn)行抬吊的方法進(jìn)行豎直，50t汽車(chē)吊為輔助吊車(chē)，150t履帶吊為主要吊裝和就位吊車(chē)，在豎起的過(guò)程中要緩慢并拉好纜繩防止碰撞，在穿入膨脹節(jié)的過(guò)程中要注意不要碰到膨脹節(jié)。在熔鹽泵就位后調(diào)整角度，符合圖紙要求，最后安裝電機(jī)。該步驟的操作要點(diǎn)：抬吊作業(yè)防止磕碰，熔鹽泵穿孔防止與膨脹節(jié)接觸，調(diào)整標(biāo)高確保距離罐底板159mm的要求，垂直度滿足要求。

2.4 出口法蘭對(duì)中找正

熔鹽泵出口反法蘭的安裝精度比通常泵的安裝要嚴(yán)格的多，通常泵出口反法蘭的安裝測(cè)量方法是，用鋼板尺使用目測(cè)的方法，來(lái)觀察法蘭的張口情況，但是此泵廠家要求使用百分表進(jìn)行測(cè)量泵出口法蘭安裝偏差，法蘭張口不允許超過(guò)200μm，管道安裝焊接過(guò)程中因熱應(yīng)力產(chǎn)生的位移極容易超過(guò)此數(shù)值，因此現(xiàn)場(chǎng)多次發(fā)現(xiàn)管道焊口完畢后，拆除泵出口法蘭與管道法蘭的連接螺栓測(cè)量發(fā)現(xiàn)錯(cuò)口超標(biāo)，只能割開(kāi)焊口重新進(jìn)行焊接。

該步驟的操作要點(diǎn)：泵出口法蘭不能承受管道應(yīng)力，兩法蘭張口偏差不能大于200μm，冷鹽管道是碳鋼材質(zhì)，熱鹽管道是不銹鋼材質(zhì)在安裝過(guò)程中因調(diào)整不符合要求，均出現(xiàn)割口重新焊接現(xiàn)象，因此，在組對(duì)完焊接前和后都要進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)量。

3? 現(xiàn)場(chǎng)遇到的問(wèn)題

熔鹽泵的振動(dòng)報(bào)警值為6.4mm/s，但是在調(diào)試過(guò)程中發(fā)現(xiàn)熔鹽泵的振動(dòng)普遍較高，超過(guò)允許范圍，最高達(dá)到10mm/s多，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)以下問(wèn)題。

（1）支架部分高強(qiáng)螺栓松動(dòng)，特別是泵周?chē)鷤€(gè)別螺栓存在松動(dòng)現(xiàn)象。造成螺栓松動(dòng)的原因有兩個(gè)方面：一是安裝原因，在支架的安裝過(guò)程中，高強(qiáng)螺栓本身就沒(méi)有被終緊到位，或者部分螺栓由于安裝的位置不便于終緊，施工人員漏緊;二是由于泵在運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程中自身的振動(dòng)，加劇了螺栓的松動(dòng)。

（2）熔鹽泵墊板與鋼梁之間存在空隙，造成泵體在鋼梁上受力不均勻。

處理措施：檢查并重新終緊松動(dòng)的螺栓，并且熔鹽泵四周的高強(qiáng)螺栓增加了鎖緊螺母，墊板底部存在的縫隙采用鋼板塞實(shí)進(jìn)行焊接，靠近泵的區(qū)域剛梁增加加強(qiáng)筋，來(lái)增加鋼支架的穩(wěn)定性。

以上問(wèn)題處理完成后泵的振動(dòng)未能完全解決，通過(guò)分析最終決定在泵和電機(jī)的連接法蘭處，增加兩根斜撐固定在鋼架上，縱向、橫向各一根，目前泵運(yùn)行振動(dòng)值能夠達(dá)到要求。

分析根本原因：（1）泵上部電機(jī)距離泵下部底座間距過(guò)大，并且泵整個(gè)底座強(qiáng)度較小，不能對(duì)電機(jī)起到很好的穩(wěn)定作用，從而在運(yùn)行中造成電機(jī)振動(dòng)。

（2）泵體插入罐內(nèi)較長(zhǎng)，并且下部無(wú)任何支撐裝置，泵在啟動(dòng)時(shí)也將引起震動(dòng)，從而傳到上部，也是引起電機(jī)振動(dòng)的一個(gè)原因。

4? 結(jié)語(yǔ)

在2016國(guó)家首批的20個(gè)光熱示范項(xiàng)目中（在建10個(gè)），其中有18家采用熔鹽儲(chǔ)熱，國(guó)內(nèi)有幾家熔鹽泵的生產(chǎn)廠家，正積極研發(fā)熔鹽泵，但大容量高參數(shù)的熔鹽泵采購(gòu)還主要依賴(lài)進(jìn)口，因此國(guó)內(nèi)對(duì)于大容量高參數(shù)的熔鹽泵的安裝和調(diào)試尚屬于空白，希望通過(guò)本文能提供一點(diǎn)借鑒。

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