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太阳能光热发电储热换热系统施工安装

 Trading 2024-01-09 发布于北京

一.储热换热系统施工安装包含:

p热能储存系统(TES):热熔盐储罐、冷熔盐储罐、热熔盐泵、冷熔盐泵及其附属管道设施;

p蒸汽发生系统(SGS):启动电加热器、蒸发器、过热器、再热器、连排扩容器、定排扩容器、预热器及 SGS 系统附属管路、阀门等;

p其他:以上系统的水压、气压、注水、内部清理、注盐、配合酸洗、吹管和调试运行等工作;

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青海中控德令哈50MW塔式光热电站储热换热系统

(图片来源:CSPPLAZA光热发电平台)    

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乌拉特中旗100MW槽式光热电站储热换热系统

图片南非kaxu solar one电站储热换热系统

(图片来源:CSPPLAZA光热发电平台)

二.热能储存系统(TES)

高温熔盐罐材质一般为不锈钢TP347H,低温熔盐储罐材质一般为碳钢SA51670;每台熔盐罐由罐底、罐壁、罐顶和附件组成,罐顶钢结构主要由 C 型钢组成,罐顶板由顶板和加强圈组成;    

熔盐罐组装采用正装与倒装相结合的施工方法,通过增加各种资源并行部分工序,压缩施工时间,达到项目工期需求;

倒装安装方法是借助液压提升装置,通过在罐壁圆周上设置胀圈,胀圈之间通过千斤顶产生胀力,胀圈与罐壁之间产生摩擦力,依靠提升装置提升胀圈,从而提升罐壁。

熔盐罐壁板的厚度超过普通卷板机的加工能力,因此壁板尽量在出厂前完成预制加工,供货至现场进行安装。如无法在出厂前预加工,则需要在项目所在地周边寻找外围加工厂进行外委加工;

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熔盐罐施工总体流程

熔盐泵安装前对支撑钢结构进行验收,提前对测量设备工具进行校验,现场施工按设计要求进行划线,标高测量等,安装完成后按质量管理要求进行严格验收;

熔盐泵组合架搭设:利用现场设备包装架的槽钢、工字钢在热罐和冷罐处搭设熔盐泵组合架;

利用现场吊车将泵体组合件放置组合架上进行组合、找正;

熔盐泵组合完成验收后由吊车直接吊装就位;    

泵体安装完成后进行电机安装;

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熔盐泵组合、找正

(图片来源:CSPPLAZA光热发电平台)    

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熔盐泵吊装就位

(图片来源:CSPPLAZA光热发电平台)    

三.热能储存系统(TES)制造和检测工艺:

为保证熔盐储罐施工安装质量,需要实施单位建立健全完善的制造工艺。从热能储存系统(TES)的设计、加工、安装、测试到投运,都需要配备详细的技术文件和产品质量控制程序,包括热能储存系统(TES)材料采购型号规格说明、熔盐储罐检测及施工组织设计等;

熔盐储罐焊接质量检测是重要因素控制节点,储罐焊缝按照设计文件进行无损检测,熔盐罐底部焊缝需进行超声相控阵无损检测。    

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热能储存系统(TES)制造和检测

(图片来源:CSPPLAZA光热发电平台)

四.蒸汽发生系统(SGS)

蒸汽发生系统主要设备包括蒸发器、汽包、过热器、再热器、预热器、低负荷加热器等,采用分层布置的方案。汽包、过热器、再热器位于上层,预热器、蒸发器、布置在下层;

蒸汽发生系统施工流程:施工准备→设备检查→ 基础验收→ 钢结构及设备吊装→ 钢结构及设备验收→ 封头割除及光谱检查→ 管道及支吊架安装→ 管道及支吊架验收→ 水压试验→ 化学清洗→ 设备单体调试→ 系统调试;

因设备分层布置在平台上,需要根据SGS 系统安装进度及现场设备到货日期进行现场缓装部分钢结构。    

启动泵采用卷扬机或葫芦由外向内拖放到基础上的安装方式。

汽包、蒸发器、再热器、过热器及预热器待钢架安装完毕后按照就位标高由低向高的顺序由吊车吊依次起吊就位。

设备安装验收完毕,安装管道对口间隙2-3mm。焊接之前应进行对口检查,焊接完毕进行外观检查,并按照规定送检焊口。    

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玉门鑫能光热电站蒸发器吊装

(图片来源:CSPPLAZA光热发电平台)    

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       中电哈密50MW塔式光热电站汽包吊装

(图片来源:CSPPLAZA光热发电平台)

五.水压试验:

水压试验包括:蒸汽发生系统水压试验、熔盐罐水压试验、管道水压试验等;

水压试验目的是在冷态下检验设备、管道冷拉变形、承压部件和焊缝强度及严密性是否达到设计要求,可以根据试验时的渗漏、变形和损坏情况检查出承压部件的缺陷所在部位,以便及时消除;    

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南非红石项目水压试验

(图片来源:CSPPLAZA光热发电平台)

水压试验前进行一次风压试验,压力为0.2~0.3Mpa,风压试验顺利完成后再进行水压试验。水压试验压力根据厂家提供技术文件要求进行。    

SGS系统水压试验用水采用处理合格的化学除盐水,同时向除盐水中加氨水和联氨,以调整PH值浓度在10~10.5 之间,联氨浓度大于200ppm。水压试验期间环境温度要在5℃以上,水压试验用水温度应控制在21~70℃,氯离子含量须小于0.2mg/L。

六.化学清洗:

化学清洗的主要目的是保证热力设备内表面清洁度,除去锈蚀物、油污、泥沙等杂质,使机组启动时获得良好的汽水品质,确保机组顺利启动和安全运行,延长机组的使用寿命;

SGS 系统清洗范围主要为:水系统、蒸发器、省煤器、汽包及其之间的各连接管道;

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SGS 系统化学清洗具体措施在清冼前根据现场情况及厂家的要求制定。清洗过程包括:水冲洗、酸(碱)洗、水冲洗、漂洗、钝化几个步骤;    

清洗结束后,对所清洗的范围进行割管检查,被清洗的金属表面应清洁,无残留氧化物和焊渣,表面应有钢灰色或黑色的钝化膜,腐蚀速率及腐蚀量符合化学清洗导则要求;

清洗废液排放到中和池中混合,并调整废液的酸碱度和有害物质浓度,达到当地废水排放标准后排放;

七.化盐注盐

7.1 预热

经融化后的熔盐温度高达290℃-565℃,为防止熔盐结晶,熔盐注入熔盐罐之前,需对熔盐罐进行预热;采用燃气炉(热风炉)为熔盐储罐进行罐体预热,预热条件需要结合化盐工艺;

为不使过高的热气进入盐罐,通过设备调节燃烧器并注入一定量的新鲜空气来控制,预热系统控制的温度范围为200-600℃,在预热刚开始时必须控制以较低的温度注入,以免罐体温度变化过快产生过大的应力;

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预热系统(图片来源:CSPPLAZA光热发电平台)

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化盐成套设备(图片来源:CSPPLAZA光热发电平台)

当熔盐罐内温度达到注盐要求后,为防止罐内温度下降,不宜立即拆除预热设备,待注盐液位达到1.5m 时,方可停止加热并拆除;

预热气体温度一般为罐内最低温度加上一个恒定的温差,当罐内温度升高时预热气体温度也会随之升高。同时为保证在预热期间罐内各梯度温差不超限还需在化盐装置DCS与预热装置之间设置一系列保护;

7.2 熔盐粉碎

熔盐在储藏期间会因环境湿度、温度等变化造成结块(硝酸钠较为严重,结大块且硬度较高;硝酸钠仅轻微结块,较为容易破碎)。

冷盐罐预热完成后,开始进行熔盐融化,融化前需对熔盐进行预处理(捣碎),保证颗粒度满足(95%<2mm 且5%>2mm,最大不超过10mm);

根据60%的硝酸钠和40%的硝酸钠,将按照3:2的比例(3袋硝酸钠,2袋硝酸钾,每袋1.2t)同时在两台预处理机上进行上料和粉碎;    

入炉两条皮带分别配备皮带秤,粉碎合格的盐由PLC 根据熔炉的液位控制钾、钠的上料速度,以达到最好的混合比。由输送皮带输送进    入熔岩炉,在炉内进行混合;

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熔盐粉碎

(图片来源:太阳能光热产业技术创新战略联盟)

7.3 熔盐融化    

熔盐颗粒度满足要求后,经传送带送至熔融炉,进入熔炉之前对设备及管道进行预热(电伴热),完成后,开始向熔融炉内注盐,为保证熔盐完全均匀受热,需分级注入熔盐并融化;

首先在炉中加入固体盐以覆盖炉内第一层(共6层,每层2支)加热器对应的加热器管,点燃燃烧器以较低的加热温度融化底部的熔盐,在炉子底部形成熔盐床;

将固体盐加入第二级加热容器,其对应于第二级热交换器管,点燃第二级燃烧器,固体盐将在第二级换热器融化,重复上述操作,直至十二支(6 层)燃烧器全部点燃,将盐加热至380℃;

在加热前启动搅拌器,确保熔盐完全均匀受热并融化;

以上过程完成后,停置24h,待熔盐炉充分均匀受热;

以上步骤完成后,开始连续融盐,充分融化后的熔盐通过溢流管进入熔盐缓冲罐,直至液位达到疏盐泵启动液位,开启疏盐泵向熔盐罐内倒盐;

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兰州大成敦煌50MW熔盐线菲光热电站化盐团队

(图片来源:CSPPLAZA光热发电平台)    

7.4 熔盐排污

熔盐炉排污:熔盐在融化期间,混入炉内的杂质如砂子、安装遗留物、泥土等杂质在熔盐成为液体时将因重力沉入炉底,在搅拌器的搅动下经炉底排污阀排出;融盐炉在第一次开始熔盐时应开启炉底排污阀约5%以检查熔盐融化情况,并将污物排出,后续将根据实际情况进行不大于1 周的时间进行排污一次;

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Herlogas化盐系统

(图片来源:CSPPLAZA光热发电平台)

缓冲罐排污:缓冲罐投入前应开启电伴热加热,当熔融盐自熔炉溢流至罐内时候,应开启炉底排污阀约5%以检查熔融盐注入情况,并将污物排出,后续将根据实际情况进行不大于2 周的时间进行排污检查;    

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