发电机组直接冷却系统引海水设施方案的比选_考传利.pdf

1引言发电机组冷却系统是影响发电性能的关键因素，传统机组多采用水冷却。在沿海发电项目中，随着淡水资源过度开采，对淡水资源开采控制的政策收紧，取水费用不断增加，使发电运行成本显著提高。沿海发电机组多采用海水直接冷却系统，以提高发电机组的运行效率，增加经济效益。但相比淡水冷却，海水冷却存在腐蚀性大，施工难度大等诸多技术问题需解决，引水设施建设就是其中之一。引水管材的选择，施工方案的优劣直接影响项目建设成本和周期。本文以海螺集团印度尼西亚某项目为例，从海水引水设施的管材和施工方案的造价成本两方面展开探讨。2引水设施管材比选引水设施的管材主要有钢管+特加强级防腐+阴极保护、预应力钢筋混凝土管（PCCP管）、衬胶钢管、预应力钢筒混凝土管（RCCP管）、玻璃钢夹砂管、现浇钢筋混凝土暗涵等。2.1管道制作衬胶钢管可在工厂内加工衬胶，也可现场完成衬胶，但必须由衬胶厂家完成，而且对温度、湿度等施工条件等有着较严格的要求，施工质量难以保证；钢管可在现场进行制作，由现场的施工单位完成，产品质量更容易得到控制；PCCP管、RCCP管及玻璃钢夹砂管一般在工厂制作，质量能够保证；钢筋混凝土暗涵可在现场现浇。发电机组直接冷却系统引海水设施方案的比选Comparison and Selection of Diversion Facilities forDirect Cooling System of Generator Set考传利，罗超，李娜，刘钢，赵米晗，张皓（安徽海螺川崎工程有限公司，安徽 芜湖 241000）KAO Chuan-li,LUO Chao,LI Na,LIU Gang,ZHAO Mi-han,ZHANG Hao(Anhui Conch Kawasaki Engineering Co.Ltd.,Wuhu 241000,China)【摘要】从发电机组直接冷却系统引海水设施的管材、施工方案两个方面，对海上及岸上引水方案进行综合比较，确定最经济合理的引水方案，为项目决策打下基础。从引水设施的管材、海上施工方案、岸上施工方案等角度进行分析对比，最终确定“岸上大开挖+支护、海上围堰+大开挖”为最优方案。【Abstract】In this paper,from two aspects of pipe material and construction scheme of diversion facilities of direct cooling system of gen-erator set.A comprehensive comparison is made between offshore and onshore diversion schemes to determine the most economical andreasonable diversion scheme,which lays a foundation for project decision-making.The paper analyzes and compares the pipe,offshore con-struction scheme and onshore construction scheme of water diversion facilities,and finally determines that large excavation on shore+support,offshore cofferdam+large excavation is the optimal scheme.【关键词】发电机组；冷却系统；引海水方案【Keywords】generating set;cooling system;seawater;water diversion project【中图分类号】TV732【文献标志码】A【文章编号】1007-9467（2023）06-0223-03【DOI】10.13616/ki.gcjsysj.2023.06.069【作者简介】考传利（1976），男，安徽淮北人，工程师，从事节能、环保发电技术研究。Construction Technology工程施工技术223Construction&DesignForProject工程建设与设计2.2管道运输工厂衬胶管和PCCP管在工厂内制造好后，体积大，质量重，运输困难，且运输过程容易变形或破损；而钢管只存在板材运输，相对容易解决运输问题；玻璃钢夹砂管的质量较轻，运输难度相比PCCP管、衬胶管来说较低。2.3管道安装工厂衬胶管每段之间可采用法兰连接或焊接连接。由于循环水管为埋地敷设，法兰连接方式一般不适用，且如此大口径法兰在长途运输过程中易发生变形，法兰变形后将难以连接。若每段衬胶管之间采用焊接连接，则每段衬胶管之间连接段的胶衬质量难以保证1。PCCP管、RCCP管由于体积大，质量重，安装难度较大，一般由专业队伍安装为好；钢管可直接采用焊接连接，安装相对比较方便；玻璃钢夹砂管一般采用承插连接，质量较轻，安装较为方便；钢筋混凝土暗涵采用分段平接加止水橡胶。2.4管道运行质量不好的衬胶管容易脱胶，脱胶后会堵塞凝汽器，影响电厂正常运行2；而钢管、PCCP管、RCCP管、玻璃钢夹砂管及钢筋混凝土暗涵方案不会存在该问题。2.5管道防腐PCCP管、RCCP管、玻璃钢夹砂管及钢筋混凝土暗涵较好，其余方案稍差。2.6经济性每种管材每米的单价有较大差异，其中不同的管材，受出厂价与运费影响较大，如PCCP管、玻璃钢夹砂管、衬胶钢管等的运输费用不菲。表1为印度尼西亚项目各种管（沟）的具体每米单价。经翻阅资料，对常用管材（DN3600）进行了比较，见表2。依据表2分析，在不考虑其他因素，仅从经济性的角度考虑，钢筋混凝土暗涵是最便宜的引水方案，而在管道系统中，项目方案一方案二方案三方案四方案五方案六碳钢管+防腐涂料+阴极保护预应力钢筋混凝土管（PCCP）碳钢管内衬胶+阴极保护预应力钢筒混凝土管（BONNA RCCP）玻璃钢夹砂管钢筋混凝土暗涵规格DN1600 mmDN1600 mmDN1600 mmDN1600 mmDN1600 mm单格尺寸 1.5 m1.8 m成本单价/（元/m）5 0004 0009 00013 0005 0003 000运输费用/元总约 400 万总约 400 万总约 300 万总单价/（元/m）5 0006 00011 00013 0006 5003 000表 1印度尼西亚项目各种管（沟）的具体每米单价注：该项目设计取水量约4.67m3/s，按此水量确定的管径为DN1600 mm；运输费用主要是指国内管道生产厂家将产品运输至国内港口后（本文按上海港计算），从国内港口运输至项目驻地（印度尼西亚）所产生的费用。项目方案一方案二方案三方案四碳钢管+防腐涂料+阴极保护预应力钢筋混凝土管（PCCP）碳钢管内衬胶+阴极保护 预应力钢筒混凝土管（BONNA RCCP）管径/mm每节长度质量/（t/m）阻力生产、运输条件工期连接方式单位造价（到场价）/（元/m）D364020视钢板情况1.79舍维列夫公式现场制作较快，满足要求焊接连接28 268DN3600（壁厚约为 270）一般 5 m8达西公式中国国内工厂生产，海运至现场较快，满足要求承插式铠装限位接头33 500D3640205视钢板情况1.79海曾威廉公式现场或工厂制作较快，满足要求焊接连接35 100（中国工厂衬胶）37 500（现场衬胶）40 428（印度尼西亚衬胶）DN3500（壁厚 290）一般 2.41 m8.8达西公式国外工厂生产，运输至现场稍慢，满足要求自锚（弯头附近）或非自锚（直管段）焊接连接34 000表 2DN3600 管材方案技术及经济对比（节选）224项目方案一方案二方案三方案四方案五方案六碳钢管+防腐涂料+阴极保护预应力钢筋混凝土管（PCCP）碳钢管内衬胶+阴极保护预应力钢筒混凝土管玻璃钢夹砂管钢筋混凝土暗涵规格DN1600DN1600DN1600DN1600DN1600单格尺寸 1.5 m1.8 m顶管（对应方案六）8 0009 000 元/m5 000 元/m8 0009 000 元/m5 000 元/m6 000 元/m岸上大开挖+支护，海上围堰+大开挖岸上管线开挖深度约9 m（对应方案一、二）灌注桩：1 400 元/m3SMW 工法（850 mm 的三轴+700 mm300 mm 型钢）：850 mm 的三轴水泥搅拌桩费用为 280 元/m3型钢随市场价变动。钢板桩：2 128 元/t推荐使用灌注桩，成本约 373 万元（国内价格）围堰：总共约 30 万元岸上管线开挖深度约3 m（对应方案三、五）灌注桩：1 400 元/m3SMW 工法（850 mm 的三轴水泥搅拌桩+700300 型钢）：850 mm 的三轴水泥搅拌桩费用为 280 元/m3型钢随市场价变动。钢板桩：2 128 元/t推荐使用灌注桩，成本约 140 万元（国内价格）围堰：总共约 30 万元【收稿日期】2022-11-17碳钢管+防腐涂料+阴极保护相比其他管材方案来说更有价格优势。3施工方案比选3.1顶管方案顶管法施工就是在工作坑内借助于顶进设备产生的顶力，克服管道与周围土壤的摩擦力，将管道按设计的坡度顶入土中，并将土方运走。第一节管子完成顶入土层之后，再下第二节管子继续顶进。其原理是借助于主顶油缸及管道间、中继间等推力，把工具管或掘进机从工作坑内穿过土层一直推进到接收坑内吊起。管道紧随工具管或掘进机后，埋设在两坑之间。适用于管道，包括上述所列的钢管、PCCP管等。3.2开挖方案大开挖方式同时适用于管道和暗涵，需结合征地红线和地质报告，大开挖方式往往需要采用基坑支护，考虑到施工成本，决定使用灌注桩支护，费用较低。基坑支护的施工方式现阶段参考的是国内价格，且由于基坑支护可以利用现场施工的人员与机械，估计与国内价格差别不大；而顶管施工需要从国内运输设备并且有专业的施工人员，因此施工价格与国内差别较大。施工单位提供的参考价格为设备采购及运输到印度尼西亚，费用为200万元/套，由于施工完运回国的可能性较小，这个费用为一次性费用，建议考虑顶管施工费用时加入此部分费用。从一系列比选前提条件下，若采用岸上大开挖+支护、海上围堰+大开挖的组合方案，总投资约在400万元，相比采用顶管施工中最便宜的5000元/m的单价计算得到约1000万元的总投资费用（见表3），前者的经济性优势不言而喻。4结论经引水管材和施工方案经济性比选，选择钢筋混凝土暗涵为引水管材，采用岸上大开挖+支护、海上围堰+大开挖的组合方案，总造价是最低，应为优选方案。此种方法的比选，能有效应对多种方案组合问题。从多角度思考问题，解决问题，有效降低了项目建设成本和时间，为工程带来最大化利益。【参考文献】1许少炳,梁耀升.循环水过滤系统反冲洗管衬胶管理J.全面腐蚀控制,2014,28(10):13-16.2陈锋，刘恒，王军.核电厂凝汽器换热管裂纹故障分析与处理J.汽轮机技术，2021,63(5):373-376.表 3几种管材施工费用对比Construction Technology工程施工技术225