寒冬已至 光热发电项目坚持施工务必注意哪些问题？
2017-12-19 11:20:09
摘要：截至目前，距2016年9月中国首批光热示范项目名单公布已一年有余，如今，示范项目迎来了第二个寒冬。
截至目前，距2016年9月中国首批光热示范项目名单公布已一年有余，如今，示范项目迎来了第二个寒冬。
与去年冬季均处于项目前期或筹备阶段不同的是，今年冬季，部分在建项目为了赶工期，不得不继续施工。【了解详情请阅读：寒冬即至首批光热示范项目继续推进建设】
这种精神固然可嘉，但寒冬之下，混凝土浇筑、设备加工和安装以及工人施工质量都将面临极大考验。
合理安排施工内容并制定冬施方案
按照我国《建筑工程冬期施工规程》JGJ/T104-2011规定，根据多年气象资料统计，当室外日平均气温连续5天稳定低于5℃时，即进入冬期施工。而首批光热示范项目选址主要集中于青海、甘肃、内蒙古等西北地区，冬季气温极低。当前，个别示范项目具体所在位置的白天最高温度已在零下，夜间最低温度更是达到零下20℃左右。
有业内人士表示，我国西部地区冬季严寒，一般情况下不适宜开展工程施工，尤其是不适宜进行混凝土浇筑作业。冬季在高寒地区进行施工困难重重，例如工人的安全隐患更大，成本消耗也更高，混凝土施工风险也比较大。
具体而言，在气温较低，昼夜温差较大的环境下，如果没有完善的冬季施工方案，混凝土极易受到冻害，从而导致强度降低，出现裂缝、钢筋锈蚀、降低耐久性等质量问题，进而影响整体工程质量与工期。
然而，对于首批光热示范项目而言，其投运时间与最终可获得的电价密切相关，即便存在诸多不利因素，在建的多个项目仍然要选择在采取冬季施工防护措施的前提下，保证一定的施工进度以争取项目能够尽早建成投运。
在冬季施工，首先要注意的是，各项目方需要根据各自不同的项目建设进度确定冬季施工内容，并根据实际情况针对性制定施工方案。
以目前进度最快的中广核德令哈50MW槽式光热发电项目为例，该项目的太阳岛、传储热岛和常规岛已进入分段分系统调试阶段。项目相关人员告诉记者，“室外气温在零下10℃以上，我们还可以进行室外调试工作，温度再低可能就不行了。当然，室内调试工作可正常进行。项目地的具体工作将视实际气温而定，每天的工作时长也得看天气情况而定。”
图：中广核德令哈50MW槽式光热发电项目建设现场
相比已进入调试阶段的中广核德令哈项目，其他几个在建的光热示范项目多处于土建施工和厂房建设、安装阶段。各个项目应根据各自情况，合理安排冬季施工工作内容及施工方案，如对于是否要进行混凝土浇筑作业，不同项目的选择是不同的。
多种措施保障混凝土浇筑质量
以混凝土浇筑为例，若施工质量难以保证，一旦发生地基与基础质量事故，后期将很难处理和补救。
冬季进行混凝土浇筑面临的最大问题是凝固质量难保证。从原理上来讲，混凝土拌和物浇灌后之所以能逐渐凝结和硬化，直至获得最终强度，是由于水泥水化作用的结果。而当温度降低到0℃时，存在于混凝土中的部分水开始结冰，逐渐由液相(水)变为固相(水)。这时参与水泥水化作用的水会减少了，因此，水化作用减慢，强度增长相应较慢。温度继续下降，当存在于混凝土中的水完全变成冰，也就是完全由液相变为固相时，水泥水化作用基本停止，此时强度就不再增加。
有业内人士建议，在浇筑地基时要预留出热胀冷缩的空间并做好防水处理，基深应比夏季深;同时一定要采用防冻水泥，并在局部采用密闭加热，且土建的正负零以上工程最好避免在冬季施工。因此光热电站冬期并不适宜进行例如吸热塔混凝土浇筑等地面以上的室外混凝土浇筑工作，安装车间、常规岛厂房等室内的混凝土基础施工和地面以下的储罐基础也应采取相应的措施。
图：金钒能源阿克塞50MW熔盐槽式光热发电项目建设现场
据首批示范项目之一的金钒能源阿克塞50MW熔盐槽式光热发电项目相关人员介绍，该项目冬季将维持全面施工，其中混凝土施工将采用包括热水搅拌混凝土、对混凝土进行保温和覆盖保护等冬施措施。
为保证聚光精度，定日镜等关键装备对于基础的标准要求也非常高，季节性冻土对其基础浇筑工作也将带来极大的挑战。
图：玉门鑫能50MW熔盐塔式光热项目今冬将进行定日镜安装
如何解决此问题?有业内人士表示：对于冻土层，可以采用换填法(用粗砂、砾石等非冻胀性的土体材料置换天然地基的冻胀性土，以消除或消弱天然地基的冻胀性)等方法。
熔盐罐焊接和安装施工质量不容忽视
此前全球最大的熔盐塔式光热电站——新月沙丘和全球首个熔盐塔式光热电站Gemasolar接连发生熔盐罐泄露事故而导致停运，产生的修复费用以及因停运而带来的售电收入损失十分巨大。针对熔盐罐的焊接和安装，业内人士表示要格外重视。
图：中控太阳能德令哈50MW熔盐塔式光热示范项目建设现场
考虑到国内光热电站建设的实际情况，西北部地区的季节性冻土为项目在低温环境下的基础施工带来了更为严峻的挑战，有观点称季节性冻土最大的难点就是增加了储罐方面的施工难度，“对于冻土层可能引起的变形问题在储罐基础施工的时候必须高度重视并针对性处理。特别是罐底的保温和变形余量要预留足够，否则容易造成罐底结构破坏。”
除了上述注意事项，施工人员还要及时掌握天气变化趋势并合理安排施工，以尽可能提升施工效率并保证质量。
首航节能敦煌100MW熔盐塔式光热发电示范项目相关人士表示：“进入冬季，第一，必须掌握现场的实际情况，深入研究需冬季施工的工程技术要求，对施工人员进行冬期施工技术交底。第二，及时掌握天气预报的气象变化趋势及动态，以利于安排施工，做好预防准备工作。第三、在冬季施工期间，严格按批准的冬期施工要求进行施工，确保工程质量。”
图：首航节能敦煌100MW熔盐塔式光热示范项目建设现场
总而言之，光热电站冬季施工需要完善的施工组织规划，严密的施工质量管控，包括人员质量管控，工机具质量管控。做到冬季施工风险预评，同时严格进行冬季施工安全，技术，质量交底工作，完善后勤保障工作，满足施工人员基本生活所需，提供能工作所必须的环境条件。
实际上，冬季“抢工期”在中国建筑行业较为常见，但光热发电项目不同于常规发电厂，涉及太阳岛和储热岛方面的冬季施工应特别注意，且第一批示范项目作为行业发展的“探索”项目，必须确保安全施工与高质量施工。（来源:CSPPLAZA 作者:Xylona）
