“三塔合一”技术在1000MW 机组的成功应用

王龙龙

陕西榆林能源集团杨伙盘煤电有限公司 陕西榆林 719000

近年来，我国北方地区火力发电厂建设有采用三塔合一机组，但没有在百万机组应用的案例。陕西榆林能源集团横山煤电有限公司2×1000MW 超超临界燃煤机组，采用间接空冷系统，是目前世界首家投入运行的百万超超临界、大容量“三塔合一”技术的间接空冷系统的燃煤机组。

1 “三塔合一”系统介绍

三塔合一的技术，就是利用冷却塔排出的巨大的热空气流将脱硫后净烟气包裹抬升排入大气的技术。实践证明，烟气通过冷却塔的排放可降低电厂附近空气中烟气污染物的浓度，提高电厂周围空气的质量。这是由于冷却塔的热空气和脱硫后的低温近饱和净烟气混合后的热气流能进入大气层流层并能达到较高的位置，特别在阴天无湍流气象条件下更加有利。温度较高的热气流可使扩散过程保持更长的时间，因而扩散范围更大，落地污染物浓度较低，其排放效果比传统的烟囱排放要好[1]。传统的大气扩散分析理论认为烟囱高度越高、烟气温度越高对污染物扩散越为有利。经过实践证明冷却塔的排放相对于烟囱的排放而言有一个量级上的区别，冷却塔的热力抬升作用是烟囱排放方式的数倍。

2 “三塔合一”施工难点

采用“三塔合一”布置方式，主要施工难点在于保证工期和质量的前提下如何组织交叉施工。本文所述间冷塔塔高196m，出口直径100m，喉部直径96m，由环板基础、X 柱、塔筒三部分组成。塔筒为双曲线形现浇钢筋混凝土壳体结构，壳体最大厚度1．9m。采用46 对X 支柱作为支撑，环形基础、X 支柱和塔筒均为现浇钢筋混凝土结构，钢筋总量9000 余吨，混凝土总量4 万余立方。

过程施工管理注重施工技术创新，环形基础施工中改良大模板支护方案，X 柱采用CAD 三维空间立体建模、全站仪坐标定位，有效的保证X 支柱定位施工偏差。施工过程中创新、优化了三脚架翻模工艺和半径测量方法，使得筒身外光内实、曲线优美。

榆能横电间接空冷塔塔高达到196m。已突破了现行《火力发电厂水工设计规范》（DL/T 5339-2006）及《工业循环水冷却设计规范》（GB/T 50102-2014）“冷却塔高度≤190m”的限制。确保工程安全，在施工过程中重点采取以下措施：

（1）环梁是高大冷却塔的肋骨，也是施工的关键，环梁施工必须编制安全专项施工方案。

（2）塔吊、平桥附着荷载计算及连接方式，既影响施工安全也对冷塔塔结构有一定影响。为确保质量和安全，垂直运输机械的附着连接方案通过冷塔设计单位核算和确认。

（3）筒壁半径的控制，影响冷却塔塔型和结构使用安全。筒壁的半径控制、测量在塔吊、平桥干涉区，制定专项控制措施方案。

（4）三角架系统是施工人员最关键的操作平台，三脚架荷载计算考虑水平运输的荷载（不小于380kg/m2）及砼的侧压力。

（5）北方地区，一般情况都不可避免的有冬季施工。为保证质量和安全，冬季施工环境温度低于10 度时，对中下部筒壁主体结构砼强度进行监控，达到设计强度方可进行翻模施工，以免因砼强度不足而影响间冷塔的稳定性；拆模时其上节强度按不小于6Mpa，冬季施工按不小于10Mpa 控制[2]。

（6）筒壁模板拆除执行筒壁模板拆除令，并制定专项表格，各方签字办理拆除手续，拆模前应对上节砼强度及模板系统的完整性、可靠性进行检查，符合规范GB50573-2010 及方案要求，各杆件靠严拧紧，并做好检查记录；

（7）制定完整的砼试块强度确认表应明确砼具体浇筑结束时间，试压时间精确至小时；间冷塔的中心和半径等的测量控制，专人负责检查并记录，总工签字复核后方可进行下道工序；为保证间冷塔塔筒半径控制的准确性，吸收塔中心两根梁缓安装，避免影响间冷塔中心点的控制及测量；

（8）在保证施工质量和安全的同时，必须最大限度保证施工进度。间冷塔和脱硫吸收塔交叉施工，经过多次论证，确定间冷塔施工至60m后，吸收塔施工至44m，脱硫吸收塔停止所有塔内施工。间冷塔施工到顶后，将施工场地移交脱硫单位开始施工，直至吸收塔施工到顶。

3 “三塔合一”优势分析

三塔合一技术是将脱硫塔建设在间冷塔中央，用196 米间冷塔承担污染物排放烟囱。榆能横电采用间接冷却技术年度可节约用水487．3 万吨，有效地降低了电厂耗水指标，节约了北方煤电基地宝贵的水资源。同时将大量占地的燃煤烟气脱硫系统等布置于排烟塔内，实现节约用地创造了条件，节约用地约0．8 公顷。

由于无需对从湿法脱硫装置FGD 中排出的温度较低、水蒸汽饱和的脱硫净烟气进行再加热；由此节约了烟气再热装置GGH 的投资及其运行所需的附加能源消耗，不会造成由于此部分能源消耗而附加的环境污染。

4 结语

“三塔合一”技术在陕西榆林能源集团横山煤电有限公司1000MW 发电机组成功实施和应用，积极推进了我国火力发电厂间接空冷系统的多元发展战略，“三塔合一”技术因其具有的节水、节能、环保的综合效益，彰显了“科技创新、节能环保”绿色理念。经过实际运行，其节水、节能、环保、低投资、占地小、运行经济性优良等优势得到验证，该类型机组适合在北方等缺水地区应用，并大面积推广[3]。