(山东电力建设第三工程有限公司 山东青岛 邮编266100)
摘要：光塔是塔式光热电站中的核心，因其结构高、内部空间狭窄等特点，因此在实际施工过程中多专业交叉作业十分频繁，而其中熔盐管道的安装更是直接影响到后续各个专业的施工。本文以海西、努奥项目中的光塔内熔盐管道施工为载体，从光塔建模分析、模型碰撞缺陷分析、熔盐管道最大化组合、光塔交叉作业防护等数个方面介绍了在光塔特殊作业环境下如何高效施工的要点及注意事项，为后续塔式光热电站光塔内熔盐管道的施工提供有效的借鉴措施。
关键词：光塔、建模、碰撞缺陷检查、管道最大化组合、交叉作业防护
1、引言
太阳能光热发电（CSP）是一种太阳能聚光集热发电技术，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，经研究同样装机容量塔式光热与槽式光热对比发电成本要低，而塔式光热电站的光塔内施工作业涉及到多专业高空交叉作业、空间狭窄、安全风险大等因素，管道最高安装部位达243米，而且熔盐管道的安装施工周期长。管道的施工影响到上道工序安装与后续多专业的施工工序。因此为了保证熔盐管道的安装进度，减少对其他专业的影响，安全防护措施必须到位。施工过程的前期策划、合理的施工工序及完备的过程控制是保证熔盐管道高效安装的重要环节。
2、熔盐管道高效安装技术要点
2.1 3D软件模拟应用
光塔内熔盐管道的安装因设计比较紧凑密集，在施工过程出现以下设计缺陷，如：钢结构与阀门碰撞、管道与钢结构碰撞、支架与平台结构碰撞等设计缺陷，这些缺陷都会对现场安装造成返工、施工中断等问题，造成现场怠工现象，导致工期滞后。
光塔内这种特殊作业环境下的施工，出现任何的设计缺陷，投入的综合成本都比常规作业要高得多。如：光塔混凝土筒体内的管道支架与钢结构平台相碰，冲突的地方都在受力支点部位；在150m的高空作业环境下使用吊笼施工，人员作业中断的怠工；起吊后的钢结构支架需采取临时固定措施。等待设计方反馈影响的过程中，因支架无法正常安装导致后续工序无法实施。变更后的方案如涉及到结构的变化、材料的增加，这种特殊环境下都增加了施工风险，都会导致工期的延误、对相关专业的影响，直接影响的损失与间接影响的损失都会导致工期的滞后。
安装前为了杜绝施工过程中因设计造成的返工、变更、图纸升级等问题，施工前根据管道走向布置以及相关专业的图纸进行三维建模，通过Navisworks3D软件整合，可以实现实时的可视化和仿真，帮助减少浪费、提升效率，同时显著减少设计变更。在软件中检查设计碰撞，发现后及时与设计方沟通解决，规避过程中出现返工、怠工等现象。在施工前，通过三维建模后使用3D软件整合，能有效发现支吊架诸多缺陷、阀门与钢结构碰撞、管道与钢结构碰撞等问题，以便在施工前期与设计方沟通解决，有效减少因设计缺陷影响现场施工等问题。同时，整合后的3D效果也有助于在现场对施工人员进行培训。在培训过程中使施工人员更直观地了解、掌握光塔空间结构及施工过程中的注意事项。通过空间结构的了解也让施工人员更清晰地了解、掌握高空作业中的危险源，有效提高了安全防护意识，同时也有助于过程中的安全防护措施的实施。安全防护措施的管理提升，也就转变成在光塔内特殊环境下的工作效率提升。
通过上述的3D模拟做好施工前的策划准备，目的是消除施工过程中出现的返工、怠工、材料的浪费等损失；通过直观的空间效果，在培训过程中让施工人员了解空间结构，掌握安全、质量的控制要点，达到提高工作效率的目的。
2.2管道的预制配管最大化组合技术
管道安装施工效率的提升，特别是针对高空作业环境，最有效的办法就是实现管道的地面组合最大化。减少安装焊口的数量，也就减少了高空作业的劳动强度，如脚手架的搭设、安全防护、辅助材料的运输、NDT无损检测时间。而管道的最大化组合的前提是需要掌握管道吊挂方式、倒运、对口脚手架搭设与管道吊挂时使用的脚手架搭设时机、管道的支架安装、吊挂的部位、安装焊口位置对上道工序及下道工序的影响等问题，上述问题也直接影响到施工效率。
从以上描述可以看出，在一根常规的管线安装中上述问题之间的每一步都是相辅相成的，特别是在光塔上部这种特殊环境下的工作，想要提高工作效率，达到事半功倍的效果，就必须清楚地了解结构的空间。而常规的设计平面图及管线ISO图设计很难让技术人员了解、掌握结构的空间，也无法去凭记忆考虑分析结构的空间。特别是针对光塔内熔盐管道这种三维形式组合焊口，在保证“X”“Y”“Z”坐标值的同时，每根管段的角度至少有两个角度需要控制，才能保证管道的倾斜度，保证管线在排泄盐时的流动性，运行后管道内不存盐。解决以上问题的最有效的方法就是参照3D的模拟、仿真，以3D的模拟、仿真为依据进行施工。只通过ISO图的视图去配管，偶然的失误造成组合管件角度的错误，必然导致已焊接完成焊口的返工。通常一个项目的设计需要几个设计院及设备材料供货厂家相互配合去完成，而每一个设计又分为几个专业。针对这种现状，要想对安装结构空间做到一目了然，使管道安装中每个环节做到井然有序、高效实施，就需要各设计方提供各自模型来进行整合。如没有严格的规章制度去执行，仅仅依靠于现场管理技术人员去完成，势必无法实现各专业图纸形成立体空间仿真的结构效果。
2.3控制专业之间交叉作业
光塔内涉及到多专业交叉施工，而良好的施工环境，有条不紊的施工秩序，有效的隔离措施是保证管道高效施工的前提条件。光塔内的结构分为上部结构与下部结构，专业之间交叉主控原则详见以下措施：
（1）上部结构熔盐管道施工根据平台安装进度进行。
（2）电气的电缆桥架待完成主管道安装后进行施工布置，防止管道安装期间行程障碍或者被损坏。
（3）管道在吊挂、安装过程中不得影响上道工序钢结构安装、调整的进度。预存管道除外。
（4）管道安装根据管线安装的进度，分区域交接伴热、保温。
（5）上、下层涉及到交叉作业区域，上层平台格栅板上部必须铺设钢板进行隔离，焊口焊接用脚手架的平台与围栏敷设安全网加密目网作为隔离防护措施。
2.4安装时的技术要点：
熔盐管道安装必须保证设计角度，以满足管道运行后在排盐时不存盐，避免导致存盐结晶。因此管道在安装前必须检查管段的组合角度是否符合图纸设计角度要求。
管段的坐标定位采用全站仪进行定位，管道的角度根据上图管段定位图示中的高度差值，在安装过程中可采用卷尺与水平仪进行配合辅助复测。单件管段采用角度仪进行辅助检查管道的坡度，但在使用前必须进行校验精准度，防止在角度仪使用过程中由于磕碰造成误差。
3、结论
针对光塔内熔盐管道安装的特殊作业环境，项目实施过程中必须做到四细：质量要求细、安全措施细、施工方案细、技术交底细。这四点是有效规避风险，促进项目高效实施的前提。前期的策划、模拟是保证熔盐管道高效施工的基础，技术措施是安全生产的保障，过程中的落实、实施是塔内熔盐管道高效施工的根基。通过有效的利用3D技术可以进行安装作业的模拟以及预习，有效的避免施工过程出现的诸多问题，提高效率，节约成本。