富电厂挡风板施工方案.docx
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富电厂挡风板施工方案
富拉尔基热电厂"上大压小"扩建工程
冷却塔降噪装置及挡风板工程
设计说明及施工方案
北京世新伟业燃烧设备科技有限公司
2015年8月17日
第一章设计方案
1设计原则
1.1结合凉水塔的现状，及机组在运行过程中对水温的要求的特性等，充分考虑东北
地区四季温度变化的情况，对凉水塔挡风板调节水温改造方案进行有针对性的设计；
1.2所设计的凉水塔挡风板改造方案和工艺是优化的，即在技术上要先进适用；采用的调节方式方案应具有技术先进、方案成熟，设备可靠，性能价格比高；
1.3凉水塔加装挡风板在调节过程中不得影响机组原系统的安全稳定运行。
1.4所设计的挡风板在使用过程中必须安全可靠，在调节过程中要减轻工人的劳动强度。
方便、及时、耐用、维护简单的原则，同时能满足凉水塔的正常运行。
1.5根据东北地区昼夜温差大的特点能及时采集数据提供给调控中心，可分别在调控中心及现场对挡风板的开启角度进行调节。
1.6方案设计中规范引用文件，严格依据下列文件中的条款规范要求：
《一般工业用铝及铝合金板、带材》GB/T3880.1-2006
《绝热用玻璃棉及其制品》GB/T13350-2008
《冷却塔吸音降噪板》Q/320482SL0216-2009
《火力发电厂水工设计规范》DL/T5339-2006
《混凝土结构设计规范》GB50010-2010
《钢结构设计规范》GB50017-2003
《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018-2002
《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001
《混凝土结构加固设计规范》GB50367-2013
《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2013
《形状和位置公差未注公差值》GB1184-1996
《工业建筑防腐蚀设计规范》（GB50046-2008）
《建筑防腐工程质量检验评定标准》（GB50224-2010）
《建筑防腐工程施工及验收规范》（GB50212-2002）
《钢及钢产品交货一般技术要求》（GB/T17505-1998）
《工业企业噪声卫生标准》（GBJ78）
2方案论述
2.1工程概况
华电能源股份有限公司富拉尔基热电厂"上大压小"扩建工程计划安装1x350MW发电机组。
电厂本期供水系统采用以自然通风冷却塔为冷却设备的单元制供水系统。
配有1座4250m2自然通风冷却塔，本次招标共1座冷却塔。
华电能源股份有限公司富拉尔基热电厂位于富拉尔基区沿江路132号，距富拉尔基城区中心4.5km处。
厂址位于现有厂区范围内西南侧，占用厂区原制药厂、修配厂、燃料班组等附属建筑物和绿化的位置。
本工程循环水主水源为嫩江水。
嫩江为少沙河流，尼尔基水库以上为山丘区，森林密布，植被覆盖率高，水土流失程度较轻，泥沙含量小，下游进入丘陵平原区，随各支流的汇入，含沙量有所增加。
最大含沙量0.737kg/m3，最小含沙量0.0002kg/m3，多年平均含沙量0.085kg/m3。
厂区地坪设计标高：
152.900m。
地震参数：
反应谱特征周期为0.35s，地震动峰值加速度为0.05g，地震基本烈度为6度，所属的设计地震分组为第一组。
场地土：
场地土类型属中软土，场地类别为Ⅲ类，属建筑抗震一般地段。
冻深：
标准冻结深度约为2.20m，最大冻结深度为2.25m。
风压值：
50年一遇基本风压为0.5kN/m2，全年主导风向为NW，冬季主导风向为NW，夏季主导风向为S。
气象条件：
累年极端最高气温40.8℃（2000年6月25日）
累年极端最低气温-39.5℃（1951年1月8日）
累年最冷月平均气温-18.4℃
累年最大积雪深度24cm（1973年11月10日、11日）
历年最炎热时期频率为10%的昼夜平均气象参数：
湿球温度：
22.1℃
干球温度：
27.6℃
大气压力：
993.1hPa
相对湿度：
57%
循环水水温：
最高45℃。
循环水类别：
嫩江水。
冷却塔主要技术参数
序号
项目名称
单位
数据
1
填料支承梁顶面
标高
m
7.500
内径
m
77.809
2
填料顶（最高处）
标高
m
~9.070
内径
m
~77.051
3
配水管中心
标高
m
10.500
内径
m
76.287
4
配水管、除水器支吊梁顶面
标高
m
11.250
内径
m
75.875
5
冷却塔水池
内径
m
80.230
6
冷却塔环基（宽5m）
中心半径
m
42.615
7
冷却塔进风口高度
m
6.500
注：
0.00m相当于152.900m。
2.2冷却塔运行普遍存在的问题
在我国东北地区电厂发电厂冷却塔运行普遍存在以下问题：
*循环水温冬季过低，夏季过高，影响真空及机组效率；
*冬季水塔结冰严重；
*水塔维护量大、维护费用高；
*由于冬季水塔周围地面结冰对拆装卷帘幕人身安全危险性极大。
2.3存在问题原因分析
2.3.1循环水温直接影响凝汽器真空系统的运行水平影响汽轮机组的经济、安全运行。
长期以来，冷却塔主要是靠人工拆装水塔卷帘幕来调节循环水温，由于东北地区温差比较大，尤其白天和夜间温差相差15°C以上，夜间拆、装卷帘幕是非常不安全的，由于水温调整不及时使循环水温经常处于偏高或偏低的情况下运行，这对真空及机组的经济性造成很大影响。
2.3.2水塔结冰（进风口上横梁结冰幕），在循环水在下落过程中,部分水会沿塔壁下流,当流到进风口上梁时,水在表面张力的作用下,向外沿浸润,从沿边落下,并在此处及冷空气发生热传递,致使化冰管进风口热焓过低,水温持续下降,进而形成冰榴。
随着下流水的不断增加,冰榴连结成片并向下拖移形成巨大冰幕封住塔进风口
3、总体设计方案
本方案定性分析了循环水温对凝汽器真空的影响以及凝汽器真空对机组经济性的影响，揭示了冷却水进水温度对机组效率影响的规律。
同时通过定量计算水温变化对凝汽器真空的影响，为机力冷却塔进行优化运行提供了定量分析手段和理论依据，在能源日益紧缺的今天，对提高汽轮机组的经济性具有现实意义。
3.1方案设计
通过对工程招标文件的理解，结合冷却塔的使用情况及普遍出现的问题，设计采用水平轴向旋转挡风板（百叶窗式），此方式的设备布置形式不用另行加设降噪装置，可实现冷却塔降噪的要求和进风阻力小的要求，针对招标文件提供的工程概况设计此方案，方案的优势如下：
3.1.1沿着轴向布置旋转降噪板片及挡风板充分优化冷却塔进风形式，并提高了冷却塔的调温冷却效果；
3.1.2由于冷却塔进风方式一是自然风力、二是冷却塔压差的自拔力，通过实验表明冷却塔自拔吸附力对进风的影响区主要集中在冷却塔底沿附近，靠近地面侧下部无法影响到，对雨区冷却效果不理想，如果轴向旋转挡风板安装后，旋转角度0-90°可以在任意角度中停，把进风面分割成若干层，形成环形层通道，挡风板面具有导风作用，进风均匀能够提高雨区冷却效果，尤其在挡风板是里高外低的角度时，完全符合进风由下至上的流线，不会衰减及减少进风量；
3.1.3挡风板是以水平轴为中心旋转，当挡风板开启最大值时均呈水平状态，此时风阻最小，并且四周都为统一状态，无论风从哪个方向刮来阻力均等，因此不用随风向的改变再调整挡风板的角度；
3.1.4因为噪声的声波传送为直线传送，而风对声波的传送起到至关重要的作用，如果轴向旋转降噪板安装后，靠家属区方向夹角180°的弧线安装及挡风板同等规格金属框架铝制面板（厚度80mm）的降噪消音板，消音板冲孔率25-30%,内置32kg/m3离心玻璃棉，冬季全部关闭，夏季开启30%左右，在消音板开启30%内高外低的角度时（约30°左右），消音板面形成声波折射面，声波经此时一部分被消音板吸融，另一部分被折向地面，地面也具有吸音降噪效果，至此声波已衰减很多，更为重要的是因塔身压差的自拔力因素，风是由外向里流动，对声波有反携带作用，又有一部分声波被带回塔内，这样完全可以满足降噪要求，如图；
水平轴旋转（百叶窗式）挡风板折射噪声原理图
通过上述论证得出结论，利用凉水塔半径夹角180°的弧线安装降噪消音板，不仅可以满足降噪要求，还保证冷却塔的良好通风和水温调节，同等条件下保证了机组安全稳定运行，投标方也降低了投资，说明此方案具有事半功倍的效果。
3.2设备结构及布置形式
3.2.1设备结构
设备主要结构有板片、立柱、横梁、上盖、传动装置、控制部分等组成。
1）降噪板片采用金属框架、铝制面板，规格为2000mm×500mm×60mm；挡风板采用PVC复合中空板，内加钢衬，规格为2000×500×40mm；
2）立柱采用120×60×5mm镀锌方钢；
3）横梁采用120×60×4mm镀锌方钢；
4）上盖采用12#槽钢、40×40mm镀锌方钢管、2.5mm钢板；
5）传动装置采用卧式减速电机、摆线针轮减速机+蜗轮蜗杆减速机、曲臂、连杆、传动轴等；
6）控制部分有控制柜、限位开关、电缆等；
3.2.2布置形式
1）距冷却塔塔底水池内边缘3396mm处为起点环塔一周作为挡风板框架立柱中心坐标线，在弧线每隔8370mm为中心点垂直立一根120×60×5mm的方钢立柱，以两个立柱中间均分两点上设立柱，形成皿字形状，立柱中间加上中下三根120×60×4mm的方钢横梁，横梁间距3500mm，，立柱基础采用Φ133×1000mm镀锌钢管物理方式顶入土层作为地锚，钢管上端焊接300×300×12mm的水平钢板作为立柱地脚板，地脚板周围做400×400×200mm混凝土墩，混凝土墩露出地面100mm；
2）在冷却塔塔底沿外侧上反1m处用200×200mm钢板预埋做围塔一周水平圈梁的支撑；
3）上盖用12#槽钢连接圈梁及立柱作为上盖纵梁，纵梁上铺设5圈40x40镀锌方管做横梁，上盖板采用2.5mm钢板，；
4）在框架内水平轴向安装旋转挡风板，每空安装7块挡风板，一列共14块；
5）每四列旋转挡风板为一组，每组由一台IP65防护等级卧式减速电机携带或手动操作，旋转角度为0-90°；
6）冷却塔附近安装一面就地控制柜，门板开关控制旋转电机，控制柜上方做防雨棚，控制柜所需三相四线制电源电压380V总功率1.5kw；
3.3启闭原理
3.1全关时为0°，全开时为90°，设限位开关；
3.2控制柜面板上设两个三位开关（即：
正.停.反），一个开关控制降噪消音板，一个控制挡风板，每台电机设有空开，空开全部在开启状态，可面板开关操作全部降噪消音板及挡风板，无需开启过多时，则关闭对应电机的空开；
3.3降噪消音板及挡风板可在0-90°之间任意停止，满足调节水温的要求；
3.4每套传动装置都配有手动操作装置，可以任意手动启闭每一组的挡风板；
4工程主要设计参数
1）挡风板工程平面直径：
87022mm
2）挡风板立柱中心线及水池内壁距离：
3396mm
3）立柱间距：
2068mm，立柱数量：
132件
4）挡风板尺寸：
2000x500x60，挡风板数量：
1848套
5）控制区域分组数量：
8个区域
6）挡风板工程下底水平标高：
-0.050，上顶棚边缘水平标高：
7.040
7）挡风板全封闭状态垂直角度：
0°，全开启垂直向内旋转角度:
90°
附件：
设计图
冷却塔降噪装置及挡风板工程总图
第二章施工组织设计
1编制依据
招标文件
国家电力公司电源建设部《火力发电工程施工组织设计导则》；
《电力建设施工及验收技术规范》建筑工程篇、水工结构篇、锅炉机组篇、管道篇、热工仪表及控制装置篇、电器装置安装工程等；
《火电施工质量检验及评定标准》建筑篇；
《火电工程调整试运质量检验及评点标准》；
《电力工业技术管理法规（试行）》；
《火力发电厂基本建设工程启动及竣工验
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