浅谈摩洛哥努奥150MW塔式光热电站熔盐泵安装要点

郑志磊 谢秀峰

摘  要：太阳能光热发电（Concentrated Solar Power，CSP）是一种太阳能聚光热发电技术，依靠各种聚光镜面将太阳的直接辐射（DNI）聚集，加热中间导热介质，然后再通过导热介质加热水产生高温蒸汽，推动汽轮机发电。目前主要的CSP技术路线有槽式、塔式、碟式和菲涅尔式等多种，但是在全球范围内推行最广的是槽式和塔式，摩洛哥努奥二期200MW槽式和三期150MW塔式光热电站，是截止目前全球单机容量最大的槽、塔光热电站，其中熔盐泵作为动力岛和核心设备之一，因此其安装质量上是技术人员的重点关注对象，其安装质量直接影响到整个动力系统运行的稳定性，下面就对三期光热电站熔盐泵安装进行分别进行介绍。熔盐泵是光热电站中的重要动力设备，其安装的质量好坏会直接影响到动力系统运行的稳定性，该文借摩洛哥努奥三期塔式光热项目，介绍了熔盐泵的主要安装步骤和控制要点。

关键词：塔式  光热电站  熔盐罐  熔盐泵

中图分类号：TM61    文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2019）11（c）-0044-02

1  项目简介

摩洛哥努奥光热项目，位于摩洛哥瓦尔扎扎特市，三期为150MW塔式光热电站，换热介质采用硝酸钾与硝酸钠的混合物——熔盐。设置1台热盐罐与1台冷盐罐，直径均为41.3m，高度为14m，容积约20000m3，罐底部布置8台电加热器，在冷熔盐罐的顶部布置冷盐泵4台（3用1备）、循环调温泵2台（1用1备），在热熔罐顶部布置热盐泵3台（2用1备），熔盐泵均安装在基础支架之上，支架作为熔盐泵安装的基础机构，分为冷泵支架和热泵支架，支架下部设计为混凝土结构，上部为钢架构，材质为S355JR，整体结构为类似不规则倒三角形结构。

冷盐泵与热盐泵的设计参数如表1所示。

2  安装技术要点

2.1 熔盐泵的组合

熔盐泵的供货厂家为Folwserve，热熔盐泵为3级立式泵，冷盐泵为5级立式泵，调温泵为4级立式泵，分段到货，需要现场进行组装，熔盐泵分为7节到货（不含电机）均为现场组合为整体后进行吊装，在组合过程中每一步完成工作需要QC和厂家进行见证和验收，因此组合的质量要求比较高。组合工作在盐罐就近搭设的组合平台上完成，便于吊装

2.2 垫板与台板安装

垫板与台板安装前必须进行对安装支架的标高和位置进行测量验收，然后在支架的钢梁上进行划线，划出垫板的安装位置，调整垫板的标高，使最终安装就位后的熔盐泵最下端的吸入口距离罐底板表面距离不小于159mm，垫板与钢梁之间采用焊接固定;然后安装带保温层的金属膨胀节，膨胀节的底部四周与罐顶螺栓紧固，上部与泵壳连接，膨胀节的作用是防止熔盐罐的热胀冷缩产生的位移增加到泵上，同时起到密封作用;最后在垫板上划出台板的位置，将预先清理干净的台板安装到垫板上，采用不锈钢垫板进行微调标高后使用螺栓与垫板固定。

该步骤的操作要点：支架钢梁标高验收，垫板配置，划线准确，垫板的焊接固定，台板清理干净，膨脹节的防护，螺栓紧固满足力矩要求，螺栓错孔需要机加工禁止火焊开孔。

2.3 熔盐泵安装

由于熔盐泵的长度均在17m左右，因此在吊装时采用两台吊车进行抬吊的方法进行竖直，50t汽车吊为辅助吊车，150t履带吊为主要吊装和就位吊车，在竖起的过程中要缓慢并拉好缆绳防止碰撞，在穿入膨胀节的过程中要注意不要碰到膨胀节。在熔盐泵就位后调整角度，符合图纸要求，最后安装电机。该步骤的操作要点：抬吊作业防止磕碰，熔盐泵穿孔防止与膨胀节接触，调整标高确保距离罐底板159mm的要求，垂直度满足要求。

2.4 出口法兰对中找正

熔盐泵出口反法兰的安装精度比通常泵的安装要严格的多，通常泵出口反法兰的安装测量方法是，用钢板尺使用目测的方法，来观察法兰的张口情况，但是此泵厂家要求使用百分表进行测量泵出口法兰安装偏差，法兰张口不允许超过200μm，管道安装焊接过程中因热应力产生的位移极容易超过此数值，因此现场多次发现管道焊口完毕后，拆除泵出口法兰与管道法兰的连接螺栓测量发现错口超标，只能割开焊口重新进行焊接。

该步骤的操作要点：泵出口法兰不能承受管道应力，两法兰张口偏差不能大于200μm，冷盐管道是碳钢材质，热盐管道是不锈钢材质在安装过程中因调整不符合要求，均出现割口重新焊接现象，因此，在组对完焊接前和后都要进行数据测量。

3  现场遇到的问题

熔盐泵的振动报警值为6.4mm/s，但是在调试过程中发现熔盐泵的振动普遍较高，超过允许范围，最高达到10mm/s多，经现场检查发现以下问题。

（1）支架部分高强螺栓松动，特别是泵周围个别螺栓存在松动现象。造成螺栓松动的原因有两个方面：一是安装原因，在支架的安装过程中，高强螺栓本身就没有被终紧到位，或者部分螺栓由于安装的位置不便于终紧，施工人员漏紧;二是由于泵在运转的过程中自身的振动，加剧了螺栓的松动。

（2）熔盐泵垫板与钢梁之间存在空隙，造成泵体在钢梁上受力不均匀。

处理措施：检查并重新终紧松动的螺栓，并且熔盐泵四周的高强螺栓增加了锁紧螺母，垫板底部存在的缝隙采用钢板塞实进行焊接，靠近泵的区域刚梁增加加强筋，来增加钢支架的稳定性。

以上问题处理完成后泵的振动未能完全解决，通过分析最终决定在泵和电机的连接法兰处，增加两根斜撑固定在钢架上，纵向、横向各一根，目前泵运行振动值能够达到要求。

分析根本原因：（1）泵上部电机距离泵下部底座间距过大，并且泵整个底座强度较小，不能对电机起到很好的稳定作用，从而在运行中造成电机振动。

（2）泵体插入罐内较长，并且下部无任何支撑装置，泵在启动时也将引起震动，从而传到上部，也是引起电机振动的一个原因。

4  结语

在2016国家首批的20个光热示范项目中（在建10个），其中有18家采用熔盐储热，国内有几家熔盐泵的生产厂家，正积极研发熔盐泵，但大容量高参数的熔盐泵采购还主要依赖进口，因此国内对于大容量高参数的熔盐泵的安装和调试尚属于空白，希望通过本文能提供一点借鉴。

参考文献

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[2] 舟丹.太阳能光热发电[J].建筑玻璃与工业玻璃，2012（11）：42-46.

[3] 杜尔顺，张宁，康重庆，等.太阳能光热发电并网运行及优化规划研究综述与展望[J].中国电机工程学报，2016，36（21）：5765-5775.