200MW槽式光熱項目集熱管及附件安裝技術(shù)研究

劉云會 張自成

摘? 要：該文通過概述努奧二期200MW機(jī)組集熱管安裝的特點和難點，實施了針對性的技術(shù)研究和應(yīng)用：優(yōu)化施工工序，預(yù)制車間實現(xiàn)最大限度的組合集熱管和旋轉(zhuǎn)接頭，創(chuàng)新采用專用機(jī)械倒運和安裝集熱管及附件，嚴(yán)格按照安裝說明及ASME技術(shù)規(guī)范控制現(xiàn)場安裝技術(shù)和質(zhì)量要點，過程中附以專門的成品保護(hù)措施。提高了安裝效率，縮短了工期，提升了質(zhì)量，最終風(fēng)壓試驗檢驗一次性合格，順利完成移交調(diào)試。

關(guān)鍵詞：集熱管? 專用機(jī)械? 風(fēng)壓試驗? 護(hù)罩? 真空? 焊接

中圖分類號：TH69 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2019）11（c）-0050-02

近年來，國內(nèi)外開始倡導(dǎo)以節(jié)能、環(huán)保為主導(dǎo)的太陽能光熱發(fā)電技術(shù)，而采用拋物槽式鏡片技術(shù)的槽式光熱電站更是以技術(shù)成熟而著稱。在槽式光熱電站中，作為吸收光能的主要部件——鏡場集熱管及其附件，承載著將光能轉(zhuǎn)化成熱能的介質(zhì)（導(dǎo)熱油）的輸送，其安裝精度和氣密性直接決定調(diào)試、運行期間能否發(fā)生泄漏和安全平穩(wěn)運行。

1? 摩洛哥200MW槽式光熱項目集熱管特點及安裝難點

1.1 集熱管特點

（1）摩洛哥槽式光熱電站鏡場，采用UVAC80型號集熱管。UVAC80基于第7代真空收集管，發(fā)展于RIOGLASS光熱系統(tǒng)。

（2）槽式反射鏡HCE集熱管作為光熱電站傳熱介質(zhì)導(dǎo)熱油的運輸路徑，外層為附著抗反射層的玻璃管，內(nèi)部為不銹鋼管，附著吸熱層。在玻璃管與不銹鋼管之間有抽真空及真空監(jiān)測裝置。同時在玻璃管與不銹鋼管連接處有膨脹節(jié)，每根HCE集熱管直徑φ80mm，長度L=4386mm。

1.2 項目難點

（1）該項目的集熱管采用全部最新技術(shù)制造，屬于真空管，易碎。

（2）工程量大，共計400多個個導(dǎo)熱油回路，6萬多根集熱管，全長約270km，焊口約6.3萬個，焊口探傷比例100%，遍布在約6km2鏡場。

（3）沒有同樣項目的成熟安裝經(jīng)驗可以借鑒參考。

（4）執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)等級高，執(zhí)行ASME標(biāo)準(zhǔn)。

（5）安裝工期短，計劃工期僅8個月。

2? 集熱管及附件安裝過程及步驟技術(shù)研究創(chuàng)新

根據(jù)現(xiàn)場的實際情況，業(yè)主安全管理要求、執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)、驗收標(biāo)準(zhǔn)和工期要求，集熱管安裝效率的關(guān)鍵在于如何優(yōu)化施工工序，減少現(xiàn)場焊接工程量，減少裝載、倒運次數(shù)，提高探傷效率減少交叉影響，減少腳手架搭設(shè)，優(yōu)化吊裝方法，加強成品保護(hù)，等方面去優(yōu)化施工工序和策劃施工機(jī)械。對此項目部在工程策劃階段就對施工工序、安裝方法、專用機(jī)械的設(shè)計、過程質(zhì)量控制、成品保護(hù)就進(jìn)行了策劃。

2.1 優(yōu)化施工工序

經(jīng)研究采用的施工工序如圖1所示。

2.2 嚴(yán)控儲運、現(xiàn)場二次倒運：卸車、運輸、安裝過程中嚴(yán)格做好成品保護(hù)

（1）集熱管儲運是采用集裝箱，每個集裝箱內(nèi)裝有2件條板條箱（crate），每件條板箱內(nèi)部裝有166件UVAC80管。

（2）卸車操作要點：叉車操作人員需要有操作資質(zhì)證;叉車進(jìn)入集裝箱的平臺必須與集裝箱平齊，避免有臺階發(fā)生振動;靠近條板箱時要小心操作，叉車臂漸漸機(jī)動靠近條板條箱;小心避免損壞集熱管。

2.3 優(yōu)化預(yù)組合

（1）根據(jù)每個LOOPHCE管的數(shù)量，最大化地對集熱管及旋轉(zhuǎn)接頭在車間組合，制作專門的預(yù)組合框架和對口模具并劃定專用區(qū)域。減少對口時間，加快組合速度，提高組合質(zhì)量。

（2）根據(jù)每個回路的數(shù)量，采用3根HCE管組合成一組，然后使用專用托架運到現(xiàn)場進(jìn)行安裝。旋轉(zhuǎn)接頭組合至僅剩余與集熱管連接焊口。此方法可減少65%的現(xiàn)場焊接量。合理安排探傷時間，可在車間集中完成65%的探傷量。

2.4 過程成品保護(hù)

集熱管組合件放置在框架上，中間設(shè)置橡膠隔離墊進(jìn)行隔離防止直接接觸金屬框架發(fā)生碰撞損壞。組合的HCE保留集熱管外側(cè)的包裝物、固定牢靠、焊口處綁扎3mm的隔熱帶，保留原包裝封堵，防止異物進(jìn)入。

2.5 集熱管安裝前鏡組、支架就位

（1）鏡組位置。安裝前，SCA鏡組及框架安裝驗收完并旋轉(zhuǎn)至“安裝位置”。

（2）HCE支架安裝。將集熱管固定在集熱管支架上，并用管夾固定牢靠（要求管夾固定在焊口位置，管夾距離集熱管兩端法蘭處不小于5mm，管夾螺栓M5按設(shè)計扭矩擰緊。

（3）集熱管方向。安裝過程中注意集熱管中半球面朝北，這樣保證吸收裝置朝著天空。

3? 結(jié)語

通過對集熱管及附件安裝技術(shù)研究和創(chuàng)新應(yīng)用，優(yōu)化車間組合，創(chuàng)新使用專用運輸安裝一體化機(jī)械、可移動一體式HCE管焊接平臺，創(chuàng)新使用成組風(fēng)壓試驗分配器;在儲運、現(xiàn)場二次倒運和安裝過程使用專用托架，嚴(yán)格做好成品保護(hù)和質(zhì)量控制，保證了現(xiàn)場整個施工過程中無任何集熱管損壞的現(xiàn)象;嚴(yán)守安裝工序要求和技術(shù)要求，集熱管一次定位固定驗收合格;減少現(xiàn)場焊接工程量，焊口100%射線探傷合格，風(fēng)壓試驗過程中集熱管無任何泄露現(xiàn)象。

尤其是采取車間組合集熱管減少現(xiàn)場焊接工程量，現(xiàn)場采用裝車、運輸、吊裝、焊接一體化專用機(jī)械安裝的方式，全鏡場6萬多根集熱管，實際僅用6個月時間就全部安裝焊接完成，比原計劃時間提前2個月。焊接合格率也達(dá)到了前所未有的高度。

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