浅谈混凝土拌和制冷系统安装工艺—以锦屏一级水电站为例

徐黎

(中国水利水电第七工程局有限公司,四川成都　610081)

浅谈混凝土拌和制冷系统安装工艺—以锦屏一级水电站为例

徐黎

(中国水利水电第七工程局有限公司,四川成都610081)

锦屏一级水电站混凝土浇筑量达800万m3,主要由左右岸高低线混凝土拌和系统供应,两个系统均采取“风冷粗骨料 (两次风冷)、加冰及低温水拌和”的预冷设计方案,预冷混凝土生产能力分别达480m3/h、135m3/h,出机口温度为7℃、10℃。本文主要以锦屏一级水电站混凝土拌和制冷系统安装工艺为例进行分析与总结,以资在其它水电工程中借鉴应用。

锦屏一级水电站制冷系统安装工艺应用

1　概述

锦屏一级水电站位于四川省凉山彝族自治州木里县和盐源县交界处的雅砻江大河湾干流河段上，是雅砻江下游从卡拉至河口河段水电规划梯级开发的龙头水库，距河口358km，距西昌市直线距离约75km。锦屏一级水电站枢纽建筑物主要由混凝土双曲拱坝、水垫塘和二道坝、右岸无压泄洪洞、右岸进水口、引水系统、右岸地下厂房及开关站等组成。其中混凝土双曲拱坝坝高305米，为世界第一高拱坝，其混凝土浇筑量达800万m3，主要由左岸低线和右岸高线混凝土系统供应，均采取“风冷粗骨料 (两次风冷)、加冰及低温水拌和”的预冷设计方案。

右岸高线混凝土生产系统位于大坝右岸坝肩1885m高程附近，主要供应大坝混凝土、垫座混凝土以及导流底孔封堵混凝土，承担混凝土供应总量约576万m3。右岸高线混凝土生产系统主要由二座拌和楼2×7.0m3强制式搅拌楼组成，配置骨料二次筛分和预冷设施，制冷系统容量为1100万kcal/h。混凝土预冷系统需满足预冷混凝土浇筑高峰期月平均强度约16万m3的供应，预冷混凝土设计生产能力480m3/h，混凝土出机口温度为7℃及10℃，要求系统7℃混凝土生产能力为480m3/h，混凝土拌制后，卸入9.6m3运输车运至缆机给料平台。

图1　工艺原理流程图

左岸低线混凝土系统位于右岸棉纱沟弃渣场1703m～1780m平台，主要供应水垫塘、二道坝等部位混凝土，承担混凝土供应总量约125万m3。左岸低线混凝土生产系统主要由一座拌和楼4×3m3自落式搅拌楼组成，配置骨料冲洗脱水和预冷设施，制冷系统容量为375万kcal/h。混凝土预冷系统需满足预冷混凝土浇筑高峰期月平均强度约4.5万m3的供应，预冷混凝土设计生产能力135m3/h，混凝土出机口温度为10℃。

表1　典型制冷系统主要设备配

表2　系统管路一般坡度方向

图2

2　制冷系统工艺原理简介

按照设计规划，将各个车间的螺杆式制冷压缩机组、冷凝器、低循贮液罐、高循贮液罐、氨泵、高效空气冷却器、离心式风机、配风装置以及相应的风道、冷却塔、阀门，氨、水管路等设备、管路正确安装到位，并调试运行正常提供冷源以满足拌和系统混凝土制冷需要，其工艺原理流程图如下图1:

典型制冷系统的主要设备配置见表1:

3　制冷系统安装施工工艺

3.1主要施工工艺流程

系统安装施工工艺流程主要有:基础土建施工→钢结构制作安装→制冷主机安装→制冷辅机安装→管道、阀门、仪表安装→系统试验→系统保温→系统充氨→试运行。

3.2主要安装原则

系统安装施工主要安装原则是:先下后外，由内而外，与制冷系统结构安装交叉进行，紧密配合。即先安装一层结构及设备，再安装二楼结构及设备，依次往上类推;设备安装先安装内部设备，再装外部设备，先装主设备，后装辅助设备，再装氨管路、水管路及其它附件。

3.3主要安装工艺

3.3.1土建基础施工

土建基础施工放线严格按图纸进行，开挖边坡坡度应保证为安全开挖坡度，基础的夯实容重应严格按图纸要求进行，基础土建施工严格按照设计图纸进行。

3.3.2钢结构的制作安装

根据系统工艺流程、设计图纸和合同要求编制加工工艺，并由现场技术主管按照工艺要求安排钢结构制作安装，并与设备安装交叉进行，每道工序结束后，经检验合格后方能进入下道工序。钢结构制作安装工艺流程如下图2:

3.3.3制冷主机安装

(1)螺杆氨制冷压缩机必须按设计基础图核实对实物的螺栓孔位置和螺栓长度，然后再进行基础混凝土施工。

(2)氨压缩机就位前应将预留螺栓孔清洗干净，孔内不得存留灰土、木屑等赃物。

(3)氨压缩机安装时，应对基础进行找平，其纵横向安装水平偏差不超过1/1000;固定地脚后，用250#细石混凝土回填并捣实;地脚螺栓孔浇筑混凝土后混凝土强度达到规定强度的75%时，约7～10天后再拧紧螺栓，并复查机组精度是否符合要求，再用水泥砂浆填实机器底板与基础之间的空隙并抹光基础。

(4)氨压缩机接管前，应先清洗吸、排气管和阀门;管道应作必要的支承，连接时尽可能自由连接，不可强制，注意不要使机组变形，从而影响电机和螺杆式氨制压缩机的对中。

(5)氨压缩机安装后必须重新校正电机与压缩机，尽可能使电机与主机轴线同心，其同轴度应符合设备技术文件的规定。

(6)氨压缩机安装完成后以后应进行气密性试验和真空试验，氨压缩机组的气密性试验应用干燥压缩空气1.176MPa(12Kgf/cm2)定压24小时，不能泄漏，具体检查方法按《制冷设备、空气分离设备安装工程施工及验收规范》(GB50274-98)进行;放气时借助机内压力排污，将机组最下端排污阀打开排污;真空试验用真空泵将氨压缩机内的剩余压力抽至5.332Pa(40mmHg)保持24小时，其压力上升不超过0.66KPa(5mm Hg)。

(7)氨压缩机安装过程中，安装人员要切实做好安装记录，以便系统调试及投产运行时供操作人员参考。

3.3.4制冷辅助设备的安装

(1)氨制冷辅助设备主要指氨冷凝器、氨贮液器、低压循环贮液器、集油器、氨泵、空气分离器、制冷风的空气冷却器、制冷水的立式蒸发器、片冰机等压力容器;

(2)辅助设备安装前必须检查制造厂家的试压合格证。无合格证书或运输损坏而补强处理以及利用旧有设备，均必须进行牢固性和气密性试验，试压条件按《氨压力容器技术条件》(TH 24-61)规定进行，试验数据记录并存档;

(3)辅助设备在安装前应进行单体排污、干燥，以0.588MPa (6kg/cm2表压力)压缩空气反复吹污，一般不应少于三次，直到无污物排出为止;

(4)安装设备的基础必须平正，所有辅助设备基础和预埋螺栓或支架螺栓孔施工时应与土建施工配合，必须按实物调整螺栓孔，预埋螺栓位置;

(5)辅助设备安装位置、方向应与设计的安装位置和方向相符，各管口必须畅通;

(6)放油口在设备一端的卧式氨冷凝器安装时，应使设备向出口的一端呈1/1000的倾斜度;

(7)氨泵在安装前须检查在运输中是否受到损坏，若有损坏(如泵与电机的水平度失准，电机受潮，泵内进污物)须进行修复后方能进行安装使用;

(8)氨泵安装前应用煤油清洗干净，并0.588MPa(6Kg/cm2)表压压缩空气作气密性试验，检查氨泵的泵圈及轴封有无渗漏现象，以压力恒定持续15分钟无渗漏为合格;

(9)氨泵的转向与流向应注意不能倒转或接错，氨泵的进出液应严格保持水平，误差每米不能大于0.5mm;

(10)空气冷却器、立式蒸发器等设备安装前，应检查工厂试验合格证书并以0.588MPa(6Kg/cm2)表压压缩空气进行单体吹污;

(11)空气冷却器安装必须平直，基础纵横向水平大1/1000;与空气冷却器配套的通风机械(离心风机、轴流风机)安装，执行压缩机、风机、泵安装工程施工及验收规范(GB50275-98)规定;

(12)辅助设备安装定位后，必须与设计详图进行复核，核对氨制冷管道接口方向位置，若实物尺寸与设计图不一致，必须及时提出，以便会同有关各方现场研商解决。

3.3.5管道、阀门、仪表安装

(1)氨管应采用无缝钢管，其质量应符合现行国家标准《流体输送用无缝钢管》GB8163的要求，不能使用铜管或其它有色金属管、内壁不得镀锌。

(2)管道在安装前必须彻底清锈和除污。管子外壁可用钢丝刷逐根擦锈，管子内壁可用钢丝刷拉锈;拉锈后，除尽管内锈渣、砂粒、泥土等杂物，再用油布等抹油;管子外壁擦净后，应刷防锈漆，封堵管口两端，以防再进污物。

(3)凡设备、阀门上带有法兰者一律用法兰连接，D25mm以上管子与阀门、设备连接，或因安装和检修需要的部位也用法兰连接。法兰盘应采用A 3号镇静碳素钢制成，并带有凹凸面，接触面应平整无痕，在凹凸面内放l—3mm厚的中压石棉橡胶板垫圈作密封材料。垫圈不得有厚薄不匀或缺口，两面涂石墨黄油调料或黄油。必要时，可用铝板代替石棉橡胶圈以保证密封效果。

(4)D25mm以下的管子与设备、阀门连接时，可用丝扣连接，但需用壁厚较大的管子，以防因套丝而降低管子强度，也可加焊一段厚壁管，套丝后再与阀门或设备连接。

(5) 氨系统管道一般用气焊接连接，管壁厚度达 3mm时可用电焊。焊接工作应在0℃以上温度下进行，如温度低于0℃，焊接前应先清除管道上的水汽和冰霜，必要时须预先加热管子。焊条成份应与管材相适应。焊接时，管子之间应留有一定缝隙，以使铁水渗入，加强焊接强度。

(6)管路的坡度由制冷工艺设计图纸中标出，氨系统管路应尽量避免突然向上、向下的连续弯曲，以减少管路的阻力，避免形成气囊或液囊;图纸中没有标明的，在施工时，可参考表2:

(7)管道的穿墙:有震动的管道穿过砖墙时，应在穿墙处加设套管，或留20－30mm的空隙，穿墙两端应加固牢靠，以防震坏砖墙。无振动管道穿墙时，允许用水泥砂浆埋固。管道穿过隔热层时，应按有关隔热层做法处理;

(8)管道的支架:管道沿墙布置时，可用固定在墙上的支架承托。管道和支架间用U型螺栓和垫木固定，非隔热管道可不用垫木，而将管道直接固定在支架上。非沿墙布置的管道可用固定在楼板或梁上的吊架承托，吊架的吊点应在土建施工时按图纸预埋。管道和吊架间一般用U型螺栓和垫木固定;管道支架或吊架的布置距离，由设计图纸决定。施工时，若图纸中没有标明时，可参考有关规范规定执行;

(9)管道的伸缩弯头:管路安装时，应按一定直线距离留有伸缩弯头。低压管道直线段超过100m，高压管道的直线段超过50m时，应设伸缩弯头一个;

(10)管道的垂直度:管道安装时，垂直管道之间应保持垂直，误差不应大于0.2%;

(11)管道堵头应采用相当管壁厚度2.5－3倍的A 3钢板制成，墙头应放入管内后焊接，管壁应向内倾斜20—30°，倾斜长度应等于堵头厚度;

(12)系统所有阀门，如:截止阀、调节阀、止逆阀、安全阀、浮球阀、电磁阀等均须用氨专用产品;阀门安装前，除制造厂铅封的安全阀外，必须将各种阀门逐个拆卸清洗，除去油污铁锈，阀门拆洗应认真检查阀芯和阀座接触面是否良好、阀座和法兰的密封线有无伤痕，若伤痕贯通密封线时，应修整或更换;阀门清洗后，应将阀门开闭4－5次，然后关闭阀门，从阀门下部进口灌入煤油，经两小时不渗漏为合格;将阀门一端堵好，另一端接入1.8MPa的压缩空气，将阀门浸入水中，检查阀体有无砂眼。每个阀门都要做单体试验，不能省略; 球阀、电磁阀及浮球式液面指示装置等，在安装前需做单体试验，检查其灵敏度及密封性，安装浮球阀时，必须在浮球阀前瑞安装过滤器。所有阀门必须安装平直，阀门手柄严禁朝下，安装阀门时，必须注意氨的流动方向，切勿装错;

(13)安全阀在安装前应检查铅封情况及出厂合格证，不得随意拆开。同时须分清调定的压力数值、适用部位、切忌装错。安全阀原定压力与设计不符时，可按规定拆去该阀铅封，重新调整、经检查合格后再行铅封，并做好记录。安装安全阀时，应在其前端装截止阀，以便检修。安全阀前的截止阀平时应呈开后状态。

(14)氨制冷系统所用测量仪表均应符合氨专用要求。测量压力的仪表在安装前应用标准压力表校正。测量温度仪表应用标准温度计校正; 高压容器及高压管道应装(-0.l～2.5)MPa压力表。中、低压力容器及其管道应装(－0.1～1.6)MPa压力表; 安装酒精或水银温度计时，应加装金属保护套筒。安装在管道上的温度计，应使温度计的感温球处于管道中心线上，套筒的感温端迎着流体运动的方向;所有仪表应装在照明良好、便于观察、不受震动和不防碍操作修理的地方，安装在室外的仪表，应增加保护装置，防止日晒雨淋。

3.3.6系统试验

(1)系统排污。排污时将空气压入系统中，待到一定压力后，将每台设备最低处的阀门或系统最低处的排污阀迅速打开，使系统中污物随着压缩空气的气流排出。排污工作必须反复多次，一般情况不低于三次，直到距排污口150mm处放置的白纸上无污物痕迹时为止。操作人员应逐次将排污效果记在专门的本上，排污压力为0.6～0.8MPa。

排污工作结束后，应将系统内除安全阀以外所有阀门的阀芯拆下清洗后再装上。清洗时，如发现阀芯调整座密封线有冲击伤痕、应予以修复或更换。

(2)系统试压。从压缩机排气阀起至机房总调节站的膨胀阀前的所有设备和管路属高压部分，试验压力用表压1.8MPa。从膨胀阀起至压缩机吸气阀止的所有设备和管路属低压部分，试验压力用表压1.2MPa。氨泵、低压浮球阀、低压浮球式液面指示器，试压时应与系统隔开。玻璃管液面指示器，在系统试压时，须将玻璃管两端的角阀关闭，待系统压力稳定后再逐步打开。

系统试压和检漏一般都用压缩空气。

当空气压力升到试验压力后，即将该系统关闭。在开始6小时内气体因冷却造成的压力降不大于0.03MPa，以后18小时内压力不再下降为合格。

(3)系统检漏。系统检漏与系统试压同时进行。在系统压力达到试验压力后，应在所有法兰、丝如接头、焊缝、以及有怀疑的地方抹上肥皂水、如有冒泡，说明有渗漏，应作出记号以便修补。系统试漏时查得的所有泄漏处修补以后，应重新升压检漏。

(4)系统真空。当系统试压合格后，应将系统抽成真空。真空度要求达到650－740nun水银柱。保持12小时不回升为合格。

(5)系统充氮试漏。系统抽空以后，可充少量氨检漏。氨检漏也应分段、分系统进行，试漏压力以0.2MPa为宜。充氨后用蘸水的酚酞试纸，在每个焊缝、法兰和接头处检试。如试纸呈红色，说明有渗漏，必须将氨放净，与大气连通后才能补焊、严禁带氨补焊。

3.3.7系统保温

安装好的氨系统管道和设备经排污和试压合格后，在灌注制冷以前包扎隔热层。管道和设备的隔热工程主要由隔热层、防潮层和保护层构成，隔热材料的厚度和隔热结构的做法由设计图纸决定。

制冷系统低温设备及管道一般采用橡塑保温，并采用专用胶水施工，接缝处采用胶带密封，室外还应包裹一层锡箔纸。

3.3.8系统充氨

系统试验和保温工作全部完工后，经相关人员批准，才准向系统灌注氨液，灌氨时必须严格遵守有关灌氨安全操作规程，氨液罐注量由设计决定。

3.3.9试运行

施工完毕后应对氨制冷系统，有组织有计划地进行试运行，从单机试运转到系统负荷调试，逐步达到设计技术指标。

氨系统在负荷运转前应进行空运转，灌氨后氨压缩机逐台进行负荷试运转，每台最后一次连续运转时间不得小于24小时，每台累计运行时间不得小于48小时。系统负荷试运行依次冷凝器的运行，制冷压缩机的运行，氨泵供液系统运行，制冷终端设备(空气冷却器、立式蒸发器)运行。当系统负荷运转正常后，报请验收单位验收，验收按《制冷设备安装工程施工及验收规范》(GBJ66－84)进行。

4　质量管理

安装工作必须坚持质量第一，应根据《工业管道施工及验收规范》(GB 50236-98)、《氨制冷系统安装工程施工及验收规范》(SBJ12-2000、J38-2000)、《工业设备及管道绝热工程施工质量验收规范》(GB50185-89)等相关专业规范及设计文件中规定严格要求现场施工和质量验收。技术人员及施工人员均应熟悉图纸，安装前，由技术人员对安装工作做技术交底，了解安装要求，确保照图安装。按结构与设备、电气、管道等分组进行，安装中随时进行检测，适时进行阶段验收，每上升一层完成一次控制性工序，并有设备监理工程师认可，方能进行下一个工序的安装。安装调试完成后，应有一份完整的结构安装报告和设备调试试验报告，严格按试验、验收大纲执行交验。

5　安全管理

为了确保制冷系统安全、顺利地完成安装施工任务，严格依照制冷设备安全技术规范进行，在安装过程中，应当服从施工现场的安全管理生产管理，遵守施工现场的安全生产要求和设备设备的施工工艺，各工艺由专人负责，由专业技术人员监督实施并对充氨作业安全生产负责，充氨时要设置警戒区，专人监护。

6　结语

本文通过以锦屏一级水电站为例，对左右岸高低线混凝土拌和制冷系统安装工艺进行了详细的阐述，着重对大型拌和系统工艺复杂、设备先进的温控混凝土生产制冷系统建安工程进行了分析与总结，以资在其它水电工程中可以借鉴应用。

[1]雅砻江锦屏一级水电站左、右岸大坝工程施工标招标文件.中国水电顾问集团成都勘测设计研究院 2006年12月.

[2]雅砻江锦屏一级水电站左、右岸大坝工程施工标投标文件.中国水利水电第七工程局有限公司.中国葛洲坝水利水电工程集团有限公司,2007年4月.

[3]水利水电工程施工组织设计手册第四册辅助企业.水利电力出版社,1991年.

[4]《氨制冷系统安装工程施工及验收规范》.SBJ1 2-2000.国内贸易工程设计研究院,2000年.

徐黎(1982—),男,重庆忠县人,工程师,学士,从事水电工程施工技术及管理工作。