第一篇：超临界火电机组锅炉
浙江玉环电厂首套国产百万千瓦超超临界火电机组运行成功
我成功掌握超超临界火力发电技术 为产业化创条件
新华网北京6月11日电(记者黄全权、樊曦)记者11日从此间获悉，国内首套国产百万千瓦超超临界机组，经过半年的成功运行，主要技术性能指标均达到国际先进水平。
运行指标测试结果表明，我国已经成功掌握先进的超超临界火力发电技术，并为百万千瓦超超临界机组产业化创造了条件。 [详细]
张国宝：首套国产百万千瓦超超临界机组成功运行使我电力装备制造水平登上新台阶
中国工业报讯：6月11日，国内首套国产百万千瓦超超临界火电机组成功运行暨性能指标新闻发布会在京举行。经西安热工研究院考核测试认定，由中国华能集团下属浙江玉环电厂运营的国内首套国产百万千瓦超超临界火电机组，在运行半年后，机组运行成功，主要性能指标达到世界先进水平。
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国家发改委副主任张国宝指出，首套国产百万千瓦超超临界机组的成功运行，不仅使我国电力装备制造水平上了一个新的台阶，为国内超超临界机组的建设、运行、管理积累了经验，同时，也是贯彻国家结构调整、节能减排，建设资源节约型、环境友好型社会的重要实践，在节煤、节水、节材、减少占地和环境保护方面起到了积极的示范作用。
设备运行正常各项指标均达标
据了解，机组各项技术性能指标均达到设计值。其中，机组热效率高达45.4%，达到国际先进水平;二氧化硫排放浓度每立方米 17.6毫克，优于发达国家排放控制指标。中国华能集团公司副总经理乌若思指出，该机组的成功运行，标志着中国电力工业已发展到一个新水平，对于加快电力工业产业结构调整具有积极的促进作用。
另据华能玉环电厂厂长李建民介绍，根据1号、2号机组运行半年来的各项技术参数显示，机组运行稳定可靠，RB试验、甩50%和 100%负荷试验均一次成功。此外，在该机组启动调试及试验期间，等离子点火系统运行稳定，实现了锅炉冷态无油点火，节约燃油近万吨。机组投产后，等离子点火系统在机组停滑、冷态启动中实现了零油耗。机组在高效、节能、环保等方面的指标优良，显示了设备制造、施工工艺和机组调试都达到高水平。
带动国内装备制造业发展
据了解，华能玉环电厂百万千瓦超超临界火电机组的锅炉、汽轮机和发电机三大主机，分别由哈尔滨锅炉厂有限责任公司、上海汽轮机有限公司和上海汽轮发电机有限公司制造完成。为配合项目的完成，三家企业在消化吸收国外先进技术的基础上，完成了一百多个技术攻关项目，解决了设计、制造工艺、材料和监测试验等许多设计制造的难题，设计制造水平达到国内新的高度，为百万千瓦超超临界火电机组产业化创造了条件。目前，国内制造厂家已拥有34台(套)百万千瓦超超临界机组的订单。
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哈尔滨锅炉厂董事长、总经理韩建伟说：“华能玉环电厂工程是国家重点工程，为保障工程顺利实施，哈锅不断改进创新工艺方法，使生产效率不断提高。此外，企业还采用技术引进、联合设计、国内制造的方式，创出多项全国之最，最终在锅炉效率方面实现了性能达标。百万千瓦超超临界锅炉的制造成功，标志着哈锅技术引进、消化吸收和开发的成功，也标志着企业技术装备水平和制造能力达到国际先进水平。”
上海电气电站设备集团总裁郑建华介绍，为顺利完成华能玉环项目，企业结合国家863计划与上海市科教兴市项目，设立了26个子课题进行专项攻关研究。截至目前，这26个专项研究课题已全部完成并成功应用于玉环工程。不仅如此，企业还获得了13项新技术成果、12项自主知识产权，另有29项知识产权正在积极申办中。他认为，借助项目并通过引进、消化、再创新，企业已经完全具备了百万千瓦超超临界机组的自主开发能力。
对此，中国机械工业联合会副会长蔡惟慈特别强调，正是有了像华能玉环电厂这样的用户企业支持，中国的电力装备制造业才得以迅速发展。用户的信任是对国家提出的振兴装备制造业的最有力支持。
张国宝指出，华能玉环首套国产百万千瓦超超临界火电机组的成功运行，体现了中国装备制造业的技术积累和潜在实力。他相信，在各方的努力下，中国的电力工业以电力设备制造业一定能登上一个新台阶。
关键词：超超临界火电机组
在常规火电设备方面，国内正在从30万千瓦、60万千瓦亚临界机组向超临界、超超临界的60万千瓦和100万千瓦机组过渡。所谓超临界机组是指主蒸汽压力大于水的临界压力22.12兆帕的机组，而亚临界机组通常指出口压力在15.7～19.6兆帕的机组。
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习惯上，又将超临界机组分为两个层次：一是常规超临界参数机组，其主蒸汽压力一般为24兆帕左右，主蒸汽和再热蒸汽温度为 540～560℃;二是超超临界机组，其主蒸汽压力为25～35兆帕及以上，主蒸汽和再热蒸汽温度一般580℃以上。在超临界与超超临界状态，水由液态直接成为汽态，即由湿蒸汽直接成为过热蒸汽、饱和蒸汽，热效率较高，因此超超临界机组具有煤耗低、环保性能好、技术含量高的特点，机组热效率能够达到45% 左右。节煤是超超临界技术的最大优势，它比国内现有最先进的超临界机组的热效率提高2%到3%。以热效率提高1%计算，对一台30万千瓦的火电机组来说，一年就可以节约6000吨优质煤。超超临界机组发展的方向是在保持其可用率、可靠性、运行灵活性和机组寿命等的同时，进一步提高蒸汽参数，从而获得更高的效率和环保性能。 [详细] 叶苏注:尽管是值得庆贺的事情, 但是火电还是很污染的, 再怎样说温室气体排放也很厉害,多建设风电太阳能还有潮汐发电才是更环保的途径,水电因为种种原因还是要谨慎.
第二篇：超超临界机组锅炉高温材料的选择和应用
摘 要：根据现今全球超超临界机组中百万千瓦级的动态发展情况，分析已有的机组参数。超超临界锅炉用耐高温材料与其参数是紧密联系在一起的，研究并开发应用超超临界锅炉的高效性能、方便加工和经济性新型材料，是未来发展的主要方向。
关键词：超超临界锅炉;高温材料;选择及应用
在国民经济稳定持续增长的大背景中，人们不断的增加电力需求和国家实施节能减排的政策，建设容量大、效率快、参数高及节能好的机组是我国电力的发展趋势。提高锅炉的蒸汽压力、温度以及其他参数都能有效提高发电厂的发电效率，其中温度的影响效果最明显。现今国际上超超临界机组的参数为初压力24.1-31MPa，其主蒸汽/再热蒸汽的温度是580℃-600℃/580℃-610℃，用USC作表示。而其使用金属材料的耐高压、耐高温与焊接问题是如何提高蒸汽参数这个问题中所存在的首要技术难题。
1 高温材料的选择
开发具有更好耐高温性的耐热钢是发展高效超超临界火力发电机组的关键技术，让他们适用在更高的温度范围。现今全球在管道及锅炉的用钢发展可大致分为两方向：
(1)发展铁素体耐热钢，马氏体、贝氏体及珠光体耐热钢都被统称作铁素体耐热钢;
(2)发展奥氏体耐热钢。全球先进国家所研制推广以及普通采用新的耐热钢种有三大类：a.新型细晶强韧化铁素体耐热钢;b.新型细晶奥氏体耐热钢;c.高铬镍奥氏体钢。
2 高温材料的应用
在过热器以及再热器的用钢方面，不仅需要满足蠕变的强度，还必须满足蒸汽侧抗氧化的性能以及向火侧抗腐蚀与冲刷的性能。所有的铁素体钢几乎不能用在蒸汽温度高于565℃的过热器或者再热器中，这里使用奥氏体钢在需要耐高温的部件上。这里对几种高温材料进行详细描述。
2.1 T91/P91
T91具有良好的力学性能，其结构及性能具有较好的稳定性，焊接与工艺性能优良，具备较高的持久与抗氧化性。和TP304H作对比，T91的导热系数相对较高、热膨胀系数相对更低、持久强度中的等强温度相对较好以及等应力温度相对更高，并分别到达625℃及607℃。T91和T9钢作对比，T91的持久强度是600℃，是T9钢的三倍，同时还继承了T9钢优秀的抗高温腐蚀性能。
T91使用的最高温度是650℃，最佳温度是585℃-625℃，该钢经常使用在制造不超过650℃壁温的过热器、再热器以及屏式过热器等的重要组成部分，也可以代替亚临界锅炉中过热器与再热器的TP304H以及TP347H，也能使用在压力容器与核电的高温受压部件中。P91通常使用在制造不超过600℃壁温的过热器、再热器集箱以及主蒸汽管道中，它应用在超临界机组中的优越性十分显明。
2.2 T92/P92
T92/P92是新型9%Cr马氏体热强钢，比奥氏体的热膨胀系数与导热系数更加优异。T92具有优良的强韧性、焊接与加工性能;抗蒸汽的氧化性能基本与T91相同;通过焊接试验，证明了T92的抗裂性较好，止裂在预热温度100℃;650℃的持续强度满足多种要求。和T122作对比，T92在性能方面略占优势，但价格却相对高昂。高W含量可能会因为长期运行发生蠕变脆化，将P92使用在厚壁部件的时候，会有IV型裂纹的趋向，因此，这些都需要更多的时间来进行评估。
因为T92/P92的性能优良，能代替TP304H与TP347H在电站锅炉的过热器以及再热器中的应用，能通过改善其运行的性能从而减少甚至避免异种钢接头，其实际意义非常重大。如果使用在亚临界锅炉中，可代替T91与TP347H厚壁管。P92通常使用在苛刻的蒸汽条件下，主要使用在集箱与蒸汽管道上。P92是已有的锅炉最高温度区以及超临界压力锅炉管子的使用钢，该钢势必会广泛应用在主蒸汽和再热蒸汽管道上。
2.3 Super304H
因为氮所具备的固溶强化作用，所以Super304H比18Cr-8Ni型不锈钢的强度水平高，而且其塑性和TP347H相差无几;十万小时的650℃持久强度的外推数值为128MPa。Super304H具有良好的焊接性，结构稳定性好，并且抗蒸汽的氧化性和抗高温的腐蚀性能良好。在650℃的高温中该钢许用应力高于TP304H的90%，高于TP347H的48%，高于TP347HFG的21%，并且略微高于HR3C的5%。仅从抗氧化性或者抗腐蚀性来看，Super304H和TP347HFG相近，但其综合性价比略微占有优势。
Super304H℃使用的最高温度是700℃，通常使用在超超临界机组锅炉中的过热器与再热器上。因为其性能优异，不管是从其可靠性以及经济性来看，它都属于以后超超临界机组锅炉中的过热器与再热器非常重要的首选材料。
2.4 HR3C
HR3C是结合TP310H以及TP310Cb的特征并加以改善的25Cr-20Ni型的奥氏体耐热钢，它的公称成分是0.1C-25Cr-20Ni-Nb-N。因为在HR3C中加进了许多的Cr，Ni以及相对较多的Nb以及N，它的抗张强度比常规不锈钢18Cr-8Ni高，它的许用应力与持久强度也比TP310以及常规不锈钢18Cr-8Ni高，抗高温的腐蚀性能也明显比18Cr-8Ni和19Cr-11Ni优异，而且其抗蒸汽的氧化性能也非常的优秀，炸接的接头也同样满足规范要求。
在临界压力参数的条件下，HR3C通常使用在制造循环流和大型发电锅炉温度不超700℃的过热器、再热器、屏式过热器和各种耐高压，耐高温或者抗硫、抗氯等环境腐蚀的管件。
3 结束语
超超临界机组发电是一个有前途的清洁煤发电技术，因为超超临界的蒸汽参数条件，使机组中一些关键部件性能具有更高的要求，合理的进行选材确保机组的安全性与可靠性。新钢种还处在应用的起步阶段，需要不断的进行探究和归纳其在运用中显现的问题，从而推动其稳定发展以及运行。
参考文献
[1]毛建雄.700℃超超临界机组高温材料研发的最新进展[J].电力建设，2013(18)：69-76.
[2]梁军.超超临界火电机组钢材选用分析[J].电力建设，2012(10)：74-78.
第三篇：超超临界机组焊接质量控制
超超临界机组承压部件焊接质量控制
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超超临界机组焊接质量控制
一、工程概况
望亭发电厂改建工程为2×660MW级的超超临界、中间再热、燃煤发电机组。本工程项目公司为望亭发电厂，设计单位为华东电力设计院，主体工程监理单位为安徽省电力工程监理有限责任公司。
锅炉采用上海锅炉厂有限公司产品，为超超临界参数变压运行直流炉、单炉膛、一次再热、平衡通风、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构;锅炉采用半露天封闭、П型布置。
汽轮机采用上海汽轮机有限公司引进西门子技术的国内首台产品，汽轮机为超超临界一次中间再热，四缸四排汽，单轴凝汽式，机组能满足各种运行方式，有较高的负荷适应性，能够带基本负荷并具有调峰能力，其中高压缸(运输重量为133t)、中压缸(运输重量为195t)为整体供货。
发电机采用上海汽轮发电机有限公司生产的产品。形式：水氢氢冷却汽轮发电机，静态励磁。
二、焊接特点
锅炉受热面施工采用地面组合及高空安装相结合的方法，因本工程属于老厂改建工程，组合场地狭小，高空安装工作量大，由此增加了焊接工作的难度，给焊工提出了更高的要求。本工程锅炉设备为上海锅炉厂首次设计600MW等级的超超临界锅炉，大量采用了T/P9
1、T/P9
2、Super30
4、HR3C等合金钢，焊接的难度较大。本工程为超超临界，锅炉受热面焊口数约五万多只，且工程工期短，焊接工作难度相对较大。本工程超厚壁管道比较多，焊接及焊接热处理时间较长，施工难度相对较大。
三、焊接过程中的质量控制
目前，就电力建设行业来说，一个工程中所涉及到的承压部件焊接工作特别多，从锅炉受热面、锅炉本体连接管及炉顶钢架到汽机四大管道及中、低压管(包括汽机本体油管道)等等都需要进行焊接。这就涉及到一个焊接质量问题，其好坏对一个工程是否合格或优良起着决定性的作用。下面就在工程中如何把好焊接质量关谈一些看法。
在工程建设中如何使焊接质量得到有效的控制。主要方法为：
1、人员培训。 超超临界机组承压部件焊接质量控制
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要求理论和实际相结合，培养出技艺出众、作风良好的优秀焊工。
2、材料控制，防止不合格的材料用于工程建设中或材料错用等情况的发生。
3、制定合理的施工方案和工艺制度，确保和提高焊接工程质量。
4、建立有效的质量保证体系，从上至下形成质量管理网络，明确分工和职责。
1)首先要从人员培训出发，没有一批优良合格的焊工，就不用谈焊接质量。培训分为实际操作和理论学习两部分。在实际操作过程中，要求焊工养成良好的习惯，如认真检查对口质量，培养正确的操作手法，认真清理层间飞溅和熔渣，认真进行表面质量的自检等。这样就为以后在现场施工时打下一个良好的基础。
实际操作水平高是焊接质量保证的一个关键，但焊接理论知识的学习同样不可忽视。根据以往的工程经验发现，培训时往往注重实际操作的练习和考核，焊接理论知识的学习和考核则一点也不重视，这就造成了在现场施工中，一些焊工对焊接的基本条件不了解，不能够正确识别焊接材料的种类及基本用途，有的焊工甚至连《焊接自检记录》的表格都不会填。所以，人员的培训是保证焊接质量的前提。在培训考核过程中，要求培训单位严格把关，培养出技艺出众并能够熟悉掌握理论知识的优秀焊工。
2)焊接材料的控制。焊接材料的好坏及是否正确使用直接影响焊接质量。不合格的材料可直接导致焊接缺陷的产生，如气孔、夹渣等。如果用错焊接材料就有可能产生严重的后果，特别是承压管道的焊口，材料一旦用错，不仅是焊口泄露问题，还可能引起重大的安全事故，对人身及国家财产带来巨大的损失。可以从以下几方面来做好工作，使焊接质量得到保证。
a)入库与存储
焊接材料入库前，工地材料员和焊条库管理员应对每批焊材进行质量验证，看是否符合计划要求和技术条件要求，不符合要求的一律不许入库。正确填写《焊接材料进货记录》和《焊接材料入库检查记录》。
检查焊接材料的型号、规格、数量是否与计划一致，质保书是否与实物一致。检查外包装及干燥程度：焊条、焊丝外包装应完好无损，无受潮现象。将数根焊条放在手掌上相互滚动，如发出清脆的声响，即表示焊条较干燥，如听见的是低沉的沙沙声，或表面起粉，或焊芯、焊丝已生锈，则表明已受潮。
检查焊条药皮强度：将焊条举高1米，让其水平跌落在光滑的水泥地面或 超超临界机组承压部件焊接质量控制
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铁板上，应无裂口或脱块现象。检查焊条焊丝表面质量：用肉眼观察，焊条应无砂眼、鼓包、偏心、药皮脱落、药皮裂口等，焊条焊芯、焊丝应无锈迹。
氩气入库时，应检查有无合格证明，并抽查气瓶压力是否充足。氩气纯度不得低于99.95%。
焊条库应干燥、通风良好。库房内应配置远红外灯泡和除湿机、温湿度表。库房温度应大于5℃，且相对空气湿度小于60%。焊条库管理员应经常检查温湿度状况，并且每天两次(上、下午各一次)记录温湿度。焊接材料应按型号、规格、批号分类存放，并挂标识牌。焊条堆放应与地面、墙壁保持不少于300mm的距离，且堆放高度不宜超过1米。
b)焊条的烘燥。
焊工班(组)长应根据工作任务，将次日所需焊条数量通知焊条库，以利焊条库及时烘燥。
焊条烘燥应按其质保书上的规范要求进行，一般碱性焊条350℃恒温1小时、酸性焊条150 ℃恒温1小时。烘燥时应按焊条型号、规格分开，并做好标识，严禁混淆。不同牌号的焊条尽量在不同的烘箱中分别烘燥。焊条烘燥时，升降温速度应缓慢，严禁将冷焊条突然放入已升至高温状态的烘箱中，或将烘至高温状态的焊条突然取出，造成药皮开裂脱落。
焊条在烘箱内应放置均匀，每层不宜太厚(一般不超过100mm为宜)，使焊条得到均匀而全面的烘燥。烘燥后的焊条应放在100-150℃的低温箱中待用。烘燥后领出使用而未用完的焊条，须做好标识，重新进行烘燥，但重复烘燥次数不得超过两次。对严重受潮、二次烘燥未用完、存放超过三年以上的焊条和表面锈迹严重的焊丝等应报废，并填写《焊接材料报废记录》。
焊条烘燥应做好烘燥记录。 c)材料的发放与使用
焊工领用焊接材料，须凭施工班组长签发的《焊工日任务单》。该单应填写正确、齐全、清晰，否则，焊条库应拒绝发放。
特殊用途的焊接材料(如合金钢焊条、焊丝、不锈钢焊条焊丝等)应由技术员或专工签字，方可发放。
焊条库管理员应认真核对领用单上的材料型号规格，以防错发。焊工领用时 超超临界机组承压部件焊接质量控制
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也要核对，防止错领。
焊工应带焊条筒领用焊条，焊条用于受监部件焊接时，应带保温筒领用。否则，焊条库应拒绝发放。
二次烘燥的焊条，焊条库应优先发放完，焊工应优先使用完。发放时应在《焊工日任务单》上注明。
焊工在施焊时，应从焊条筒内随用随取，不得将成把焊条拿出放在工件或地面上。焊条(焊丝)头不得随意乱扔，尤其是高空作业时。
当日未用完的焊材应当日送回焊条库，焊条库做好回收记录。焊条(焊丝)及焊条头回收率不得低于领用数的98%，且焊条头长度不得大于50mm，焊丝头长度不得大于150mm。
焊工领用氩气，在使用前应试验其纯度，如发现不纯，应退还气站。若该批次有多瓶氩气不纯，应及时向工地领导反映。气瓶使用时不得用尽，应留有0.1-0.2MPa的余气。
分承包方领用焊条、气瓶时亦应按此办法执行。
从以上三方面来对焊接材料进行控制，杜绝应材料问题而造成焊接质量的失控。
3)提高和改进焊接、热处理施工工艺
焊接质量与施工工艺有着密不可分的关系，合理的、先进的工艺不但可以提高焊口的合格率，而且可以减轻焊工的劳动强度，提高工作效率。为了提高焊接施工工艺水平，使焊接全过程处于受控状态，确保工程焊接质量，特制定了施工工艺细则，要求施工人员严格遵守。细则内容如下：
a)各级人员职责
焊接技术人员应掌握工程概况，结合实际编制作业指导书，根据现场情况制定合理的焊接工艺，并向施工人员进行技术交底，深入实际进行技术指导和监督，参与重要管道和部件的质量验收工作，记录、检查和整理焊接资料。
焊接质检人员负责焊接工程的检查、监督和验收评定工作，参与技术措施的编制，注重质量监督资料的积累和总结。
焊工班组长应掌握焊工技术状况和工程情况，合理分工、过程监控，参与焊接工程的验评工作。 超超临界机组承压部件焊接质量控制
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焊工应有良好的工艺作风，严格按照给定的焊接工艺和技术措施进行施焊，完成合格的焊接接头。
热处理工应遵守作业指导书和交底规定，做到操作无误、记录准确。 安装工应严格按规范或图纸规定对口装配，符合要求后方可焊接。 b)施工前的准备
施工作业指导书经审核批准，并按要求进行交底。
施焊焊工必须经相应项目的技术考核，并持有效的合格证件。热处理工每档必须至少有一人经过专业培训考核取得资格证书。
承担锅炉受热面管子焊接的焊工在施焊前，应进行与实际条件相适应的模拟练习，并经折断面检查连续合格后方可正式焊接。
焊工在施焊前应检查对口装配质量，不符合要求的，应要求安装工重新调整至符合规范或图纸要求。
焊工、热处理工应备齐必要的工器具，焊前应试验氩气流量及纯度，检查确认焊条、焊丝，若有怀疑应及时报告技术人员或质检人员处理。
凡受监部件焊接，焊工必须用保温桶领装焊条，焊丝使用前必须用砂纸打磨出金属光泽。
检查确认焊机或热处理设备处于良好工作状况，焊接场所的挡风、防雨设施应完善。
c)施工工艺要求 焊接方法的选择
受监焊口焊接方法主要有手工电弧焊、手工钨极氩弧焊和氩弧焊打底电焊盖面三种。手工钨极氩弧焊一般适用于φ<60mm、壁厚δ≤5mm的锅炉受热面管子焊接;中低压管道、燃油管道、汽轮机和发电机的冷却润滑系统焊口等必须采用氩弧焊打底;其它受监焊口采用氩弧焊打底电焊盖面的方法;钢结构、锅炉密封、六道等其它项目的焊接采用手工电弧焊。
热处理方法的选择
严格按照规程规范要求进行预热和焊口热处理的。
点固焊时，应与正式施焊要求相同，点固焊后应检查各个焊点质量，如有缺陷立即消除，重新点焊。严禁在被焊工件表面引燃电弧、试验电流或随意焊接临 超超临界机组承压部件焊接质量控制
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时支撑物，高合金钢材料表面不得焊接对口用卡具。
中、高合金钢(含铬量≥3%或合金总含量>5%)管子和管道焊口，为防止根层氧化或过烧，焊接时内壁应充氩保护，小口径管也可以不充氩，但必须采用药芯焊丝打底。
采用钨极氩弧焊打底的根层焊缝检查后，应及时进行次层焊缝的焊接，以防止产生裂纹。
多层多道焊缝焊接时，应逐层清理干净，检查合格后方可焊接次层，直至完成。
除焊接工艺规定的焊口外，所有焊口应连续完成，不得中途停止施焊，更不得将未焊完的焊口过夜(包括点焊口)。因不可预料的原因被迫停止时，应及时采取防护措施(如后热、缓冷、保温等)，重新焊接前应严格检查，确认焊口无裂纹等异常情况后，方可继续焊接，需预热的焊口应重新预热。
为减少焊接变形和接头缺陷，直径大于194mm的管子和锅炉密集排管的对接口宜采取二人对称焊，公称直径大于或等于1000mm的管道或容器的对接焊口，应采取双面焊接，并采取清根措施，以保证封底焊质量。
厚壁大径管当壁厚大于35mm、采用多层多道焊时，氩弧焊打底层厚度不小于3mm，其它焊道的单层厚度不大于所用焊条直径加2mm，单道摆动宽度不大于所用焊条直径的5倍。
施焊，应特别注意接头和收弧的质量，收弧时应将熔池填满，多层多道焊的接头应错开。
密封件与受热面管子焊接时，严禁在管壁上引弧，并注意防止产生咬边。 焊接结束后应做好清理检查工作，注意表面工艺质量，做到焊缝表面整齐、过渡圆滑、成型美观。
需要预热或焊后热处理的焊缝，应及时进行预热或热处理。对容易产生延迟裂纹的钢材，焊后应立即进行热处理，否则应做后热处理(加热300-350℃，恒温2小时)。
热处理规范参数(加热方法、加热温度、升降温速率、恒温时间、加热宽度、保温宽度等)应按交底或规程要求严格执行，热处理过程中必须有人监控仪器、仪表，发现问题及时纠正或汇报技术人员。 超超临界机组承压部件焊接质量控制
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热处理所用仪器、仪表、热电偶应根据计量要求进行标定或校验。 大口径管道进行热处理时，测温点应对称布置在焊缝中心的两侧，且不得少于两点。水平管道的测点应上下对称布置。
安装管道冷拉口所使用的加载工具，需待整个对口焊接和热处理完毕后方可卸载。
d)质量检查
焊接技术人员和质检人员应经常深入施工现场，检查作业指导书及技术措施的执行情况，对违反工艺规范要求的，应立即制止并纠正。
焊接完成后，焊工应仔细检查表面质量，如有超标缺陷，应及时消除。 当热处理记录曲线与所要求的规范参数不符时，应对热处理焊口进行硬度测试，如硬度不符合要求，需重新进行热处理。
焊工应在分项工程焊接接头完成后及时填写自检单，班(组)长应对焊缝100%检查，合格后方可在自检单上签字，并交工地质检员复检。
工地质检人员应根据自检记录对其进行复检，受监焊口必须进行100%检查，其它焊缝应做不少于50%的抽检，检查合格后通知公司质检人员或监理代表会同验评。
受监焊口完成，经表面检查合格后，由技术人员委托金属试验室进行无损探伤。
焊接接头有超标缺陷时，可采取挖补方式返修，但同一位置的挖补次数不得超过三次，中高合金钢不得超过两次。需进行热处理的接头，返修后应重新热处理。返修必须在接到返修通知单当日完成。
e)奖惩办法
焊工和热处理工必须严格按照给定的工艺施工，对违反工艺制度、屡教不改或造成严重不良后果者，将给予罚款甚至下岗处理。
焊工应加强自检，若工地复检时，查出超过5%的焊接接头不合格，应追究焊工和班(组)长责任;若公司级或监理验收时超过2%不合格，则应追究工地质检人员和技术人员的责任。
热处理曲线应100%合格，否则追究热处理工责任。
受监焊口一次合格率小于90%的焊工，应暂停该项目的焊接工作，重新练习 超超临界机组承压部件焊接质量控制
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合格后方可再上岗。一次合格率小于80%时，该焊工将不允许在本工程再担任受监部件的焊接工作，并采取相应的经济处罚措施。
所有汽水油气管道焊口，在水压、酸洗或试运转时不允许泄漏，如有泄漏，对施焊焊工、班组长、技术人员和质检人员作罚款处理。
对模范遵守工艺制度，并取得优良质量的焊工和热处理工给予一定奖励。 以上几点从班组各级人员的职责、焊接热处理施工工艺及质量检验等工作来控制焊接质量，使班组每个人都各尽其责，各尽其能。 4)建立质量保证体系
在现场施工中，一个好的质量管理网络可以使焊接质量得到明显的提高和有效的控制，层层把关，使规程、规范、措施和各项管理制度一一得以落实。质量保证体系主要有以下几点：
工地建立了质量管理网络，明确各级质量职责。工地主任为质量第一责任人，焊工是焊接质量的直接负责人，工地专职质检员主要负责焊接过程监督检查及验评工作。
加强焊工的技术培训与理论学习，提高质量意识，增强责任感。 制定相应的管理制度及技术措施，并认真落实执行。
从影响焊接质量的五个基本要素(人、机、料、法、环)着手，全方位、全过程严格把关，层层控制。
严格执行检查验收制度，自检不能流于形式，复检要善于发现问题、解决问题，要一级对一级负责。
积极开展技术革新与QC攻关活动，以提高工程焊接质量，设立专项质量基金，制定质量奖惩办法，奖罚分明，调动职工积极性。
以上主要从四个方面阐述了如何对焊接质量进行控制。这些都是在电力建设工程中要严格实施和执行的，也是控制焊接质量最基本的方法。在本工程中，都得到了很好的实施，并取得了比较好的成绩。焊口无损检测的一次合格率都在98%以上，焊缝表面质量优良率在99%以上。
在工程建设中，还有很多焊接问题需要解决。我们要从管理和最基本的工作方法着手，结合实际，一步一步，严格控制，才能使焊接质量不断提高。
第四篇：2×600MW超临界机组焊接工程质量管理探析
来源：
作者：单鸿 洪波
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随着中国电力市场的蓬勃发展，为了节约能源和减少环境污染，发电项目朝着高参数、大容量的方向发展已成为大势所趋;而对高参数、大容量的火力发电机组来说，焊接质量的好坏，直接关系到机组的安全、稳定运行。
湖南湘潭发电有限责任公司二期扩建工程为两台60万千瓦超临界机组。工程伊始，该公司就对焊接质量提出了很高的要求。为此，工程技术管理人员从设备制造到安装的各个环节，采取有针对性的质量管理和控制措施，确保了工程焊接质量。
一、工程概况
基本情况。湖南湘潭发电有限责任公司二期两台60万千瓦机组扩建工程由中国大唐集团公司和湖南地方电力资产经营有限公司共同出资建设。
3、4号机组分别由天津电力建设公司和湖南省火电安装公司承担安装工作。
本工程于2003年12月26日奠基，2004年4月15日浇灌第一罐混凝土;3号机组于2006年2月12日首次并网，3月31日通过168小时试运，移交生产;4号机组于2006年10月11日首次并网，11月13日通过168小时试运，移交生产。
主要设备情况。锅炉由东方锅炉(集团)股份有限公司与东方日立锅炉有限公司联合设计制造，型号为DG1900/25.4-Ⅱ1。该锅炉为Π型布置，单炉膛、前后墙对冲燃烧、一次中间再热、全悬吊结构变压直流炉。炉膛上部布置有屏式过热器，水平烟道依次布置高温过热器、高温再热器，尾部竖井四周为包墙过热器，分为前烟道和后烟道，其内分别布置有低温再热器和低温过热器、省煤器。最大连续蒸发量为1913t/h，过热器出口压力25.4MPa，过热器出口温度571℃;再热器出口压力4.71MPa，再热器出口温度569℃。
汽轮机采用上海汽轮机厂生产的单轴、三缸四排汽、超临界、一次中间再热、双背压、凝汽式汽轮机。
发电机为上海汽轮发电机有限责任公司生产的水氢氢汽轮发电机。
四大管道采用进口材料，其中主蒸汽管道和再热热段采用了P91。
二、主要焊接特点分析
与亚临界600MW机组相比，超临界机组焊接施工主要有以下5个特点：
一是焊口数量多，焊接工作量大。600MW超临界机组，焊口数量较同类型亚临界机组多15%以上;光锅炉本体部分的受监焊口就达 36000多道。
二是同部件相比材质普遍高一个等级。如水冷壁、包墙均为合金焊，加上由于超临界机组参数高而导致管材壁厚增加(仅壁厚大于70mm需分二次焊接的焊口数量就有138个)，极大地提高了焊接和热处理工作的难度，使得焊接质量难以保障。
三是焊接位置困难，焊接质量难以控制。如省煤器、低温过热器、低温再热器蛇形管排布置在后炉膛内，管排间距小，位置困难，工作量大，困难位置焊口多达12610道;下部水冷壁为螺旋结构，施工工艺复杂，不利于焊接工作的进行。
四是焊接钢种复杂，现场管理难度大。本工程所用材质众多，主要有：SA-106C、SA-210C、15CrMoG、SA-335P
12、SA213-T
2、SA-213P
12、12Cr1MoV、SA-213T
23、SA-335P9
1、SA-213T9
1、SA-213TP347H 、A672B70CL
32、15NiCuMoNb5等十几种钢材的对接及异种钢焊接，现场管理难度大，稍有不慎，就会用错材料，导致巨大的损失。
五是特殊钢种的焊接，焊接工艺复杂。SA-213T23是国内较新的钢种;SA213-T9
1、 SA-335P91属马氏体耐热钢，合金含量高，具有强烈的脆硬敏感性和焊缝根部焊接的易氧化性，这些钢材的焊接工艺复杂，在施焊中如果未能遵循正确的焊接工艺，很容易产生冷裂纹，严重影响焊接质量和机组的安全运行。
三、焊接质量管理与控制措施
作为集团公司首批单机600MW超临界火力发电机组，该公司非常重视焊接质量的管理和控制工作。工程伊始，工程部就未雨绸缪、积极应对，制定了质量目标，并从技术和管理上加大力度，采取了科学、缜密的措施，加强焊接质量的控制，确保取得满意的成绩。
制定高标准的焊接工程质量目标。具体内容包括：机组高压管道焊口无损检验一次合格率≥98%;锅炉整体水压一次成功，无渗漏;汽机中低压管道分部件水压一次成功，无渗漏;消灭漏焊，做到烟、风、煤、粉、汽、水、油管道焊口不渗漏;杜绝错发错用焊接材料的现象;受监管道焊口记录、焊口记录图齐全完整，无漏项;所有焊口外观成型美观。
加大焊接专业管理力量的投入。开工伊始，项目部就加强了焊接专业管理工作。从生产部门抽调了1名焊接专业的高级工程师和1名焊接技师，从事二期扩建工程的焊接管理工作;并要求监理公司在已有1名焊接监理工程师的情况下，又增加了1名焊接监理工程师;施工单位也配备了4名焊接专工或技术员，并配备了两名焊接质检员，从人员配置上满足了焊接工程管理的需要。
强化设备出厂前的质量控制和管理。由于电力市场的异常火爆，造成原材料生产企业和电力设备制造企业任务极度饱和。优质原材料的缺乏、工人连续加班加点、大量质量保证体系不完善的协作单位的参与，给产品的质量管理工作带来了前所未有的难度。面对严峻的现实，我们积极采取措施，加强了源头管理。
——委托专业单位进行设备的监造工作，实现全过程质量控制。驻厂监造人员负责对材料的进厂验收、下料、焊接、无损检测、出厂验收等环节进行全过程的见证和把关，核查相关的材质证明书、检验报告、焊接工艺卡等技术文件。发现问题及时向制造单位和项目公司反馈，积极督促制造单位进行整改和修复。
——高度重视设备出厂前的验收工作,确保设备“零缺陷”出厂。项目公司向三大主机制造单位和重要的辅机制造单位派出了多名经验丰富的驻厂人员，负责进度的协调和质量把关。重要设备或部件出厂前，项目公司组织厂内专业技术人员、并邀请实研所的专家前往制造单位进行出厂前的验收，提早发现问题，及时通知厂家进行妥善处理。
加强安装现场质量控制和管理。现场施工条件艰苦、装备简单，导致现场施工质量难以保证。为此，该公司有针对性地采取了许多科学、有效的措施，确保了工程质量。
——加强对高压焊工上岗前的培训和考核。开工前，该公司要求施工单位上报所有焊工的资质证书，由项目公司会同监理进行认真审查，审查合格后要求焊工进行一周左右上岗前的模拟练习，然后进行实际考核，只有考核合格者才能进入现场从事与合格项目相对应的焊接工作，达到了从源头上控制焊接质量的目的。
——严格审查焊接工艺评定报告和作业指导书。该公司会同监理认真审查了施工单位上报的与本工程相关的焊接工艺评定报告和焊接作业指导书共计40余份，发现问题后要求施工单位及时修正。同时，该公司还强调了施工工艺纪律，要求施工单位做到“没有开工报告不开工，没有技术方案不动工，作业指导书没有交底不施工”，并经常检查施工人员是否进行了技术交底、是否正确执行了作业指导书。事实证明，以上做法从根本上改变了过去技术方案和作业指导书流于形式的局面，为保证施工质量提供了技术保障。
——狠抓焊接施工过程控制。焊前，该公司会同监理认真审核合格焊工合格证及焊接作业指导书，进行模拟考试，设W点见证对口工序质量;施焊时，首先设H点对首只焊口进行质量检查验收，然后施工单位进行三级质检，监理部、工程部不定期进行现场巡检及工艺、质量检查;焊接后，督促检验单位严格按合同及规范的要求进行无损探伤。对重要的焊接部位(P91)实施了24小时的“旁站”监督。在工程建设期间，两次及时发现焊工不按焊接工艺规范施工，当场要求予以返工处理，并给予了重罚，起到了威慑作用。
——加强无损检验，提高焊接缺陷检出率。除了严格执行《火力发电厂焊接技术规程》(DL/T869-2004)等有关规程规定，该公司在合同中还明确规定，对受热面管子安装焊口进行100%射线检验，以期通过提高检验比例和采用先进的检验手段，来确保焊接质量。同时，针对超临界机组受热面管子内径小、容易堵塞的特点，加强了对焊缝背面余高的控制。评定底片时，焊缝背面余高有可能超过1.5毫米的焊口，一律返工重焊。
——充分利用各种技术资源。每周一次的焊接质量联合大检查，工程部会同监理、施工单位(两个施工单位交叉检查)并邀请生产部门、湖南中试所等单位的焊接技术人员，一道对机组的安装质量进行现场检查和资料如射线底片、光谱报告等抽查，取得了较好的效果。每两月一次的专家咨询单位来现场检查，该公司都邀请了焊接方面的专家来现场检查指导工作，给予了很大的帮助。
实践证明，湘潭发电公司在二期项目建设过程中通过采取以上种种措施，为确保工程焊接质量起到了很好的作用：
3号机组共完成受监焊口49854只，焊口无损检验一次合格率98.99%;
4号机组共完成受监焊口48160只，焊口无损检验一次合格率99.39%;
3、4号锅炉水压试验一次成功。
3、4号机组焊接单位工程验收优良率100%。
3、4号机组试运行和试生产期间未发生因焊口质量原因导致的“四管爆漏”事故。
第五篇：国产1000MW级超超临界机组间接空冷设计优化
蒋华
(中电神头发电有限公司，山西省朔州市 036011)
Domestic 1000MW ultra-supercritical units indirect air cooling design
optimization
Jianghua
(CPI SHENTOU POWER CO., LTD. Shuozhou City, Shanxi Province 036011)
ABSTRACT： In this paper, an indirect air-cooled super (especially) the CPI SHENTOU 2 × 1000MW ultra-supercritical unit project (reference works) Large Cold Tower (205 meters high tower) of the structure, as well as inter-cooling process optimization design system solutions are briefly elaborated, summed up the experience, put forward relevant proposals to design a similar project to provide reference.
接空冷塔引起了业内各方的高度关注。超(特)大型冷却塔尽管在设计分析计算上不存在困难，但在一些系数的选取上由于受到国内规范的限制和目前国内规范制定时的试验数据均出自以往较小的冷却塔试验结果。鉴于以上情况，中电神头2×1000MW级间接空冷工程委托国内相关科研院所及设计单位进行了多方面的研究分析：数模计算，大量风洞试验，有限元分析和非线性分析等。在超(特)大型间接空冷塔结构以及工艺系统设计方面进行了优化。(目前，参考工程尚处于设计阶段，最终参数以设计院施工蓝图为准)
KEY WORD: 1000MW level; ultra-supercritical; indirect air cooling; design; optimization
摘要：本文就中电神头2×1000MW级超超临界机组工程(参考工程)间接空冷超(特)大型间冷塔(塔高205米)的结构，以及间冷工艺系统方案的优化设计进行了简要阐述，总结了相关经验，提出了相关建议，给相似工程的设计提供参考和借鉴。 关键词：1000MW级;超超临界;间接空冷;设计;优化
0.前言
目前，因超(特)大型冷却塔的设计多项内容突破了《工业循环冷却水设计规范》(GB/T 50102)、《火力发电厂水工设计规范》(DL/T 5339)和《构筑物抗震设计规范》(GB 50191)，世界也尚未有1000MW级超超临界机组间接空冷实际建成投运的实际经验可循(世界上最高冷却塔为德国的Niederaussem 电厂1000MW机组湿冷塔，其塔高为200m,零米直径为152m)，所以，国内电力建设单位能否建设超(特)大型间
1.1000MW级超(特)大型间接空冷塔结构优化
1.1超(特)大型间接空冷塔结构设计 1.1.1风荷载分布及风振系数的适用性 目前，国内有关冷却塔结构设计的规程规范有三本《工业循环冷却水设计规范》(GB/T 50102-2003)、《火力发电厂水工设计规范》(DL/T 5339-2006)和《构筑物抗震设计规范》(GB 50191-93)。在上述前两本规范中均对风振系数的取值限制塔高在165m以内。由于各国规范体系的不同其风荷载的取值方法有所不同，我国的风荷载标准是取10米高处10分钟的平均最大风速作设计荷载。而一些国家取3秒钟的平均风速例如英国、澳大利亚等;俄罗斯和东欧一些国家取2分钟的平均风速，更多的一些国家以所谓的瞬时风速为标准，美国比较特殊是以英里/小时为标准，也就是以单位里程内的平均风速为标准。由于规范体系的不同，各国的风荷载的计算也就不同。例如德国《冷却塔结构设计》(VGB-R610Ue)标准中就没有风振系数，也没有对塔高的限制。塔体外形尺寸的确定和风荷载的分布都是非常重要的。特别是需要考虑随着塔的高度增加，塔的特征频率将降低，会进到风频谱的更高能量部分。风荷载的作用可以分解为静态、动态和谐振分量。所有这些分量在实际应用时可以考虑为准静态的。通过对中电神头1000MW级机组205米高超(特)大型间接空冷塔线性与非线性有限元分析对比，得到如下三点结论：
1)当风载荷为9倍标准风压时，冷却塔开始进入弹塑性状态，当13倍标准风压时，冷却塔大部分区域进入弹塑性状态，且随着冷却塔风载荷的增加，存在明显的内力重新分配现象，并使冷却塔趋于均匀化。
整体有限元模型
标准风压下的弹塑性模型 0度
10倍风压下的弹塑性模型 0度
10倍风压下的弹塑性模型 180度
1E+0078E+0066E+0064E+0062E+0060-2E+006-4E+006-6E+006-8E+006012345弹塑性线弹性678
13倍风压下的弹塑性模型 0度
90度处支柱上端轴力随时间变化 (横坐标：时间，纵坐标：轴力)
1E+0078E+0066E+0064E+0062E+0060-2E+006-4E+006-6E+006-8E+006012345678弹塑性线弹性
13倍风压下的弹塑性模型 180度 2)在8度地震作用下，冷却塔的大部分区域为线弹性，在支柱与壳体连接处的单元存在着应力集中现象，而进入弹塑性状态。对于8度地震区，用线弹性动力分析结果进行设计是可行的。
2.5E+0062E+0061.5E+0061E+006500,0000-500,000-1E+006-1.5E+006-2E+00601234567890度处支柱上端轴力随时间变化 (横坐标：时间，纵坐标：轴力)
40,00030,00020,00010,0000-10,000-20,000-30,000-40,000012345678弹塑性线弹性
线弹性90度处支柱上端径向弯矩随时间变化 (横坐标：时间，纵坐标：径向弯矩) 3)仅考虑风载作用下冷却塔施工期稳定性分析，该冷却塔的施工期临界风载(或临界风速)远大于设计风速，有足够的安全储弹塑性
备，且一般情况下随塔高增加，临界载荷降低。
1.1.2抗震特性与稳定性及非线性问题 1.1.2.1在冷却塔的设计分析计算工作中，不论塔体的大小，其计算的力学模型均
3 0度处支柱上端轴力随时间变化
(横坐标：时间，纵坐标：轴力) 是相同的。只是塔的高度和直径超过了现行规范的适用范围，当塔的直径和高度的增加使得在以往小塔认为不重要的问题，对超(特)大型塔就变得尖锐起来了。例如：地震力对于小塔不重要，而对超(特)大型塔就相对重要了;由于塔的直径很大，地基的不均匀性更为突出;同样，塔直径加大后在外界荷载和各种外部作用下及砼的内在因素影响下，沿着塔筒圆周在子午向上的裂缝更容易产生，这种裂缝对塔体的动力特性和屈曲稳定性的影响很大;施工缺陷的影响、地震反应的时程分析、地基的不均匀性下沉及风振作用下的稳定性问题等等都是冷却塔变大后面对的新问题。
1.1.2.2冷却塔结构尺寸的加大，非线性问题也将突显。因冷却塔的壁厚很薄，无论从静力还是从动力分析的角度来看，对超(特)大型冷却塔非线性问题是不能忽略的。传统设计中采用线性问题近似求解，在塔小时，相对误差不会很大，对于超(特)大型塔这种误差会变得不可忽视。从结构分析计算理论和设计规范上来看，各国规范标准中结构分析计算的理论是一样的，即在力学分析上没有太大的差别，只是材料的性能、构造要求、系数的选择、荷载的选用和计算工况等不一致。尤其风荷载的选用差距较大，这是各国规范体系不同造成的。但国内规范目前只提出了采用线性分析的方法，而国外规范提出了非线性分析的要求。例如德国《冷却塔结构设计》(VGB-R610Ue)规范中的3.3.3 节的标题是“非线性计算方法”，明确了有关材料的选用和计算原则性的要求。冷却塔薄壳结构存在的最大问题是其屈曲稳定问题比较突出，而屈曲稳定分析
计算又分为线性分析和非线性分析即分叉问题和极值问题。分叉问题采用求解特征值的方法属于线性问题，就目前的分析和计算手段来说没有什么问题，并且其求解的结果也十分稳定。但极值问题的分析和求解难度相对较大，主要涉及到非线性问题，非线性问题主要是求解有时不能收敛和材料关系的模型选取的合理性及对计算机性能的要求较高。但极值问题求解的结果更接近实际情况。目前，随着计算机技术、计算力学和有限元数值分析技术的发展，在国际上推出了许多商业通用有限元分析软件。例如比较知名的有ANSYS、NASTRAN、ABAQUS、ADINA、SAP2000、ALGOR等，这些软件都可用来对冷却塔结构进行分析计算，并且都具有非线性分析功能。使得对特大型冷却塔采用非线性分析技术对其进行分析计算成为可能，这使得工程设计更为经济安全。随着分析计算理论的完善和手段的提高，可使设计的冷却塔面积与高度大大增加，设计效率也可大大提高。
1.2超(特)大型冷却塔结构型式 根据间接空冷系统自然通风冷却塔结构的不同，应用于实际工程的空冷塔的主要型式有：钢筋混凝土结构自然通风冷却塔和钢架镶板结构自然通风冷却塔两种型式。目前，国内外火电厂间接空冷系统采用的冷却塔以钢筋混凝土结构的自然通风冷却塔为主;国外有少数火电厂间接空冷系统采用钢架镶板结构自然通风冷却塔，国内目前尚无实际工程采用。钢架镶板结构自然通风冷却塔主体结构全部采用钢结构，可以进行工厂机械化制造、加工，现场焊接、组装，节省人力，但整体消耗金属、钢材数量较大、造价较高。与之相比，目前国内劳动力成本相对低廉，钢筋混凝土价格较低，钢筋混凝土结构的空冷塔投资省、造价低，其与常规火电湿冷机组水冷塔基本类似，设计技术及施工经验相对较为成熟丰富，且应用广泛、造价较低。因此，目前在国内钢筋混凝土结构的空冷塔更为适用，参考工程空冷塔结构推荐钢筋混凝土。
1.3超(特)大型冷却塔塔型优化 针对参考工程超(特)大型间冷塔，结合工程实际，从冷却塔的设计、基建、投资、安全等诸多方面考虑，按常规塔型(所谓常规塔型，在此主要是指壳底子午倾角、塔顶扩散倾角、喉部面积与壳底面积等的比例关系遵循通常相关规范要求)和非常规塔型(相比较常规塔型，对以上倾角、比例关系等数据进行了优化、创新)分别进行了深入研究，以钢筋混凝土常规塔型为基础、开发了钢筋混凝土小倾角塔型(非常规塔)。
1.3.1 常规钢筋混凝土冷却塔塔型 经静力、动力、稳定性计算，确定间冷塔的结构尺寸如下：
冷却塔高：200.01m; 冷却塔零米直径：178.18m; 冷却塔出口直径：102.45m; 进风口高度： 28.5m; 冷却塔喉部直径：98.32m 冷却塔喉部高度：170.0m X支柱对数：52对 X支柱尺寸：1.6×1.0m 最小壁厚：0.31m 最大壁厚：1.7m
通过1000MW级机组间冷塔的线性、非线性有限元分析表明，当9倍标准风压时，冷却塔开始进入弹塑性状态，当13倍标准风压时，冷却塔大部分区域进行弹塑性状态。该冷却塔的极限风压为13倍标准风压，且随着冷却塔风载荷的增加，存在明显的内力重新分配现象，并使冷却塔内力趋于均匀化。
地震动力分析采用时程分析法。分析表明支柱与壳体的连接处有应力集中，且在90度位置应力最大。在任何时刻，在8度地震作用下，冷却塔的大部分区域为线弹性，只是在支柱与塔筒的连接处局部，由于存在较强的应力集中而进入了弹塑性状态。
1.3.2 钢筋混凝土小倾角冷却塔塔型(非常规塔)
对参考工程而言，减小冷却塔零米直径，可以极大改善冷却塔地基条件。工程位于晋北山区，场地沟壑纵横，在挖山填沟开垦出的场地上建设。4号冷却塔范围内有两条冲沟，冷却塔布置在回填土上，最大回填土高度13.4m米，给地基处理带来难度。为了避开冲沟，需要将冷却塔底部直径尽可能减小。对常规塔型，规范要求冷却塔支柱倾
5 角在16～20°，所以减小冷却塔零米直径，塔高随之增加，工程量不降反增。放开支柱倾角16～20°的约束，采用较小的倾角，发现不改变塔出口直径及喉部曲率的前提下，可以大幅度减小冷却塔零米直径，从而减小塔本体钢筋混凝土工程量。
经静力、动力、稳定性计算，确定小倾角冷却塔的结构尺寸如下：
冷却塔高：205m;
冷却塔零米直径：138.50m; 冷却塔出口直径：105m; 进风口高度：32.5m; 冷却塔喉部直径：101.00m 冷却塔喉部高度：155.606m X支柱对数：40对 X支柱尺寸：2.0×1.1m 最小壁厚：0.33m 最大壁厚：2.1m
1.3.3参考工程风洞试验、抗震研究及结构研究等成果如下：
1)非常规塔塔型抗风抗震性能满足规范要求。
2)基于其它工程刚性测压模型试验结果，采用风振响应一致耦合分析方法，得出B类场地单塔条件下该塔型冷却塔结构风振响应敏感部位出现在喉部迎风前缘;喉部断面典型节点风振系数的平均值为1.87;对于仅考虑单塔情况的初步设计，风振系数可按水工规范对于B类场地取1.9。
3)地震性能分析结果表明，小震作用下，该塔型冷却塔保持弹性，大震作用下，满足不倒塌的性能目标，并且有较大的安全余度;同时为确保延性仅发生在支柱中，建议对桩基采用能力保护设计，并注意强化柱端塑性铰区域的箍筋构造细节设计。
4)冷却塔在超越大震作用下产生由于局部破坏引起的倒塌，可能发生局部破坏的相对薄弱部位有X柱底端、X柱上端和塔筒喉部。引起冷却塔倒塌的水平双向峰值加速度在0.7g到1.1g之间，均高于冷却塔所对应的罕遇烈度(大震)的加速度峰值。
5)采用定常和非定常模型对单塔条件下塔筒内、外表面气动力荷载进行分析，给出了塔筒内、外表面以及空冷散热器封闭顶板风压分布系数、气动力系数的时间平均值和均方差值等气动力荷载参数，为塔筒结构
小倾角冷却塔数模分析包括：塔筒表面气动力荷载CFD计算模拟、静力荷载组合条件结构安全性检验和设计分析、动力荷载作用下结构安全性评定、冷却塔倒塌数值模拟分析等研究。
设计时风荷载的选取提供参考。
2.1000MW级超(特)大型间接空冷工艺系统配置优化
参考工程1000MW级超(特)大型SCAL间接空冷工艺系统划分为若干个子系统。系统工艺流程：主要由表面式凝汽器、空冷散热器、循环水泵、循环水补充水系统、散热器冲洗水系统以及空冷塔组成。凝汽器通常采用不锈钢管，循环冷却水为密闭的除盐水循环系统。
2.1 系统主要设计参数
设计气温：
13.5℃
传热系数48 W/m2·k
基管管径×壁厚(mm)：Φ25×1 翅片特征尺寸(mm)： 666×200 翅片厚度(mm)： 0.25 翅片间距(mm)： 3.8 2.4循环水系统
2.4.1 循环水泵给水方式优化
按照循环水泵出口水流方向的不同，循环水泵有两种给水方式：第一种给水方式：循环水泵出水管首先进入空冷散热器，而后再进入表面凝汽器;第二种给水方式：循环水泵出水管首先进入表面凝汽器，而后再进入空冷散热器。从理论上讲，两种给水方式均可行。通过对上述两种不同给水方式循环水系统的分析、计算，系统流量和阻力基本不发生变化，仅循环水泵耗功发生微小变化。以下是两种循环水泵布置的主要特点：第一种循环水泵布置方式：功耗稍小。系统中各管路、设备承受的静压力较小。 设计背压：
11kPa 夏季设计气温：
30℃ 夏季设计背压：
28kPa 空冷散热器形式：
铝制六排管 散热器总散热面积：
约2161806m2 空冷塔座数：
1座 2.2表面式凝汽器
凝汽器采用表面式，单背压、双流程，冷却管材质为不锈钢。系统密闭运行，水质稳定，无污染，不结垢。优化后凝汽器设计数据如下：
循环水流量：88000m3/h 冷却面积：约60000m2 凝汽器本体的设计压力：0.5-0.6MPa 2.3 空冷散热器
空冷散热器采用FORGO第六代铝制6排管。该散热器的基管为圆管，尺寸为φ25.4mm，翅片为大翅片，基管和翅片通过胀接方式连接，材质均为纯铝，表面经特殊工艺防腐处理，运行中不需特殊防护。空冷散热器管束采用双流程设计。
主要设计参数如下：
冷却三角尺寸(mm)：～2800×2740×28750 冷却三角迎面风速(m/s)：～1.96 总迎风面积传23887 m2
第二种循环水泵布置方式：与第一种循环水泵布置方式相比，功耗稍大，且通过表面式凝汽器的压力较大。
/ ～126m
喉部高度/喉部直径：
～160m / 101m 出口高度/出口直径：
205m /～105m
3.结论
参考工程205米间接空冷塔作为世界第一大塔，完成了超(特)大型间接空冷塔的动力特性和稳定性研究成果的同时，委托国
对两种布置方式的计算结果，并结合以往大量工程实际经验，考虑到设备管路长期的水压及水锤影响，参考工程循环水泵布置按采用第一种方式作设计——循环水泵布置在热水管路上，向冷却塔空冷散热器方向出水。
2.4.2循环水泵优化：每台机组设置一座循环水泵房，循环水泵布置于塔区循环水泵房内。每台机组设4×25%国产的立式离心循环水泵并联运行。每台机组循环水量88000t/h，循环水主管道直径为DN3400，每台循环水泵的流量Q≈6.11m3/s，H≈25m，电动机铭牌功率N≈2000kW。考虑每台机组设一台间接空冷系统循环水泵变频装置，以降低循环水泵的能耗。 2.5 空气输送系统(空冷塔)
内相关科研院所及设计单位进行的风洞试验及抗震振动台试验结果将进一步确保超(特)大型冷却塔结构的安全。优化后的1000MW级超(特)大型间接空冷塔结构及工艺系统是可行的，随着参考工程建设的推进，必将为推动我国空冷技术的快速发展起到积极的示范作用。
参 考 文 献
[1].《工业循环冷却水设计规范》(GB/T 50102-2003)、 [2].《火力发电厂水工设计规范》(DL/T 5339-2006) [3].《构筑物抗震设计规范》(GB 50191-93) [4].《冷却塔结构设计》德国(VGB-R610Ue)
[5]. 丁尔谋.发电厂空冷技术[M] 北京：水利电力出版社，1992
[6].柴靖宇. 1000MW超超临界机组空冷系统选型设计探讨 电力建设;2009,06;0062-04
[7]. 李润森,张昌斌 1000MW等级空冷机组可行性研究[J] 自然通风冷却塔的空气输送系统由空冷塔、百叶窗及其电动执行机构等组成。利
电力勘测设计，2008,2;43-50
[8].Study of a proposed 200m high natural draught cooling 用双曲线型自然通风冷却塔内外空气密度差形成的抽力满足散热器冷却所需要的空气量。一台机组配置一座冷却塔，空冷塔优化后主要尺寸为：
空冷散热器外围直径：
～150m 空冷塔零米直径：
138.5m 空冷塔总高：
205m 进风口高度/进风口处直径：～32.5m
tower at Power plant ，Frimmersdort/Germany D.Busch， R.Harte， H.J.Niemann
作者简介：
蒋华 (1975-- )，男，大学本科，工程师，长期从事火力发电厂生产技术管理，中电神头发电公司生产技术部副经理。
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