大型凍結站快速安裝施工工法

大型凍結站快速安裝施工工法由中煤第五建設有限公司完成的工法01形成原因操作原理質量控制工法特點材料設備安全措施目錄030502040607環(huán)保措施應用實例效益分析榮譽表彰目錄0908010基本信息《大型凍結站快速安裝施工工法》是中煤第五建設有限公司完成的建筑類施工工法，完成人是陳占懷、郭永富、王永友、李志清、李春山。適用于煤礦井筒凍結工程凍結站裝機容量大于2000萬大卡/小時的大、中型凍結站?！洞笮蛢鼋Y站快速安裝施工工法》主要的工法特點是凍結站分區(qū)、分組安裝；對各圈凍結孔的鹽水系統(tǒng)分區(qū)提供冷量；凍結站預先安裝信息化電腦監(jiān)測監(jiān)控設備。2011年9月，《大型凍結站快速安裝施工工法》被中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設部評定為2009-2010年度國家二級工法。形成原因形成原因進入21世紀以來，中國礦山井筒應用凍結法鑿井技術正在快速發(fā)展，凍結深度不斷刷新紀錄，凍結孔布置方式也有以前的單圈孔凍結發(fā)展到多圈孔凍結。隨著凍結深度的不斷延伸和凍結孔數(shù)量的增多，凍結站所需要的制冷能力和裝機容量也大大增加，凍結站所需冷凍設備的數(shù)量和各種管路的長度也隨之增加。如山東郭屯煤礦主井凍結工程，凍結深度702米，采用四圈孔凍結，結鉆孔總量米，凍結站安裝HJLG25ⅢTA250型螺桿式冷凍機20臺作為低壓機，安裝HJLG20ⅢDA185型螺桿式冷凍機20臺作為高壓機，設備總裝機容量為3460千卡/小時。安徽楊村煤礦副井井筒凍結工程，凍結深度725米，采用外圈孔、中圈孔、內圈孔加防片幫孔凍結，凍結鉆孔總量米，凍結站安裝HJLG25T250型螺桿冷凍機26臺作為低壓機，安裝HJLG20ⅢDA185型螺桿冷凍機26臺作為高壓機，設備總裝機容量達4498萬千卡/小時。2009年前，井筒凍結深度大都小于400米，若采用螺桿式冷凍機制冷一般安裝不超過8臺套，現(xiàn)多達50多臺套，各種管路安裝量總長達5500多米。凍結站安裝設備和管路的增多，導致凍結站安裝任務十分繁重，若仍延用傳統(tǒng)式的安裝工藝不僅安裝材料大量增加，安裝工期長，安裝效果不佳，且不利于凍結站運轉參數(shù)的適時調節(jié)。為實現(xiàn)凍結站快速安裝，改進落后安裝工藝，節(jié)省勞動強度和安裝期間的施工安全，同時實現(xiàn)凍結系統(tǒng)運行的安全性和經(jīng)濟性已成為凍結工程一項十分重要的任務。

工法特點工法特點《大型凍結站快速安裝施工工法》的工法特點是：1.凍結站分區(qū)、分組安裝可使系統(tǒng)運行合理，設備及管路運行安全平穩(wěn)。2.根據(jù)凍結站長度，各圈凍結孔所需的冷量，積極凍結期和維護凍結期需冷量的不同進行分區(qū)、分組安裝。3.分區(qū)、分組安裝可合理分配勞動組織，各區(qū)、組間可同時進行安裝施工，加快安裝進度。4.分區(qū)、分組安裝可省去氨系統(tǒng)的總干管、分支管路的連接干管及干管間的截止閥門等。5.對各圈凍結孔的鹽水系統(tǒng)分區(qū)提供冷量，可根據(jù)井筒不同深度所需的凍結壁厚度不同，分區(qū)控制，使各類凍結孔的供冷時間及時進行調節(jié)。6.分區(qū)、分組安裝還為凍結站內分組設備運轉參數(shù)調整便利，且不影響其他設備的正常運行。提高了凍結站設備的制冷效率，降低了能源消耗和施工成本。7.分組開機在井筒凍結與掘砌施工過程中，根據(jù)井筒掘進速度和凍結壁凍結狀況，凍結站設備可隨時調整運轉臺數(shù)，以調控井筒供冷量，為井筒掘進施工創(chuàng)造良好條件。8.操作原理適用范圍施工工藝工藝原理操作原理適用范圍《大型凍結站快速安裝施工工法》適用于煤礦井筒凍結工程凍結站裝機容量大于2000萬千卡/小時的大、中型凍結站。

工藝原理《大型凍結站快速安裝施工工法》的工藝原理敘述如下：1.根據(jù)各圈凍結孔所需的冷量、不同時期凍結所需要的冷量，將冷凍機組與所需冷量根據(jù)“匹配”原則進行分區(qū)、分組。通過分區(qū)和分組，將大型凍結站安裝分解成幾個相對獨立子系統(tǒng)，適應井筒凍結工程不同時期的需要。在分區(qū)的基礎上將冷凍機按臺套再分為若干個組進行安裝，可靈活增加或減少開機臺數(shù)，如防偏幫孔在井筒掘進至某一地層時，根據(jù)井幫溫度，防偏幫孔可關閉，冷凍機可減機，當井筒掘過輔助凍結孔深度后可關閉，減少開機數(shù)量，到后期凍結壁全部滿足施工要求時，積極凍結改為維護凍結可減機或拆除多余設備。2.采用“一線總線數(shù)字化通信”方式，把各采集單元通過單根總線掛接的方式，把其信號傳入計算機，利用功能強大溫控軟件，通過圖像、數(shù)據(jù)等實時反映各采集單元的運行狀況。安裝信息化監(jiān)測、監(jiān)控系統(tǒng)，主要是為實現(xiàn)制冷凍結設備運行狀態(tài)監(jiān)測，包括壓縮機運行工況、壓力、溫度、液位檢測等；溫度巡檢部分主要包括對測溫孔、凍結鹽水回路溫度進行實時檢測與記錄，報警處理子系統(tǒng)包括整套系統(tǒng)的所有的設備的運行狀況發(fā)生異常時，以聲光報警方式進行報警，環(huán)境監(jiān)控子系統(tǒng)主要是對車間的環(huán)境進行監(jiān)控，包括視頻、氨氣濃度等檢測。安裝該系統(tǒng)的目的，是保證制冷凍結三大循環(huán)系統(tǒng)運行正常，實現(xiàn)自動化檢測監(jiān)控，保證凍結工程的安全順利施工。

施工工藝《大型凍結站快速安裝施工工法》的工藝流程參見圖1。圖1凍結站安裝施工工藝流程圖《大型凍結站快速安裝施工工法》的操作要點如下：1.凍結站設備基礎首先夯實并找平，同一設備基礎高差允許偏差范圍±5毫米?；炷粱A表面平整度用2米靠尺檢查，不得大于5毫米；基礎施工和設備就位平行交叉施工的作業(yè)。2.管路，分區(qū)、分組安裝，嚴格按照凍結站安裝圖施工。3.壓縮機管路安裝應具有一定坡度，吸氣管路其坡度坡向蒸發(fā)器，坡度應大于0.02。排氣管路其坡度坡向油分器或冷凝器，坡度應大于0.01，排氣管路應從主管頂部或斜角接出。4.熱虹吸式貯氨器出液口與螺桿壓縮機油冷進液口高差不得小于1.6米，冷凝器出液管與出液干管高差不得小于1.6米。5.管路焊接嚴格按照《現(xiàn)場設備、工業(yè)管道焊接工程施工及驗收規(guī)范》GB-98進行焊接，管道封口要用專用管路封頭。材料設備材料設備《大型凍結站快速安裝施工工法》所需的主要施工設備見表1。參考資料：

質量控制質量控制《大型凍結站快速安裝施工工法》的質量控制要求如下：1.嚴格按施工組織設計、施工圖紙、規(guī)范和規(guī)程施工，確保凍結站安裝質量。2.凍結站安裝前應對所有的設備、閥門進行檢修，各種管路清理干凈，所用的機具準備齊全，做好設備就位、找平、找正工作。3.凍結站站房和設備基礎都要用經(jīng)緯儀和水準儀認真放線、找平、找正，同類設備的中軸線必須在同一條直線上，設備基礎的標高必須一致。4.澆筑混凝土必須振搗密實，高寒地區(qū)施工要有專項施工措施。5.氨管路的焊接工必須經(jīng)過專門培訓并取得特殊工種的電焊工證，技術水平高的焊工焊接，不得有麻面、砂眼、未焊等質量缺陷。6.管路安裝要做到整齊劃一，美觀。7.三大循環(huán)系統(tǒng)安裝完畢后，嚴格按施工規(guī)范要求進行壓力試驗和抽真空試漏。試壓合格后對冷凍機低壓管路和鹽水系統(tǒng)管路、鹽水箱、中冷器等低溫管道、設備、閥門等進行隔熱保溫包扎，確保其保溫性能。安全措施安全措施采用《大型凍結站快速安裝施工工法》施工時，除應執(zhí)行國家、地方的各項安全施工的規(guī)定外，尚應遵守注意下列事項：1.編制凍結站安裝安全技術措施和操作規(guī)程，進行崗前培訓，增強工人安全防護意識，建立健全各項規(guī)章制度，并嚴格執(zhí)行。2.登高作業(yè)時必須佩帶安全帶，穿防滑鞋，以防高空墜落；地面作業(yè)必須戴安全帽。禁止上下同時作業(yè)。3.設備和管路起吊安裝時，必須有專人指揮，聽從信號，各負其責。4.信息化監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)安裝，要求安裝到位，準確無誤，為凍結運轉時起到監(jiān)測、監(jiān)控的目的。5.建立安全生產(chǎn)保證體系，嚴格按照企業(yè)安全質量標準化安裝施工，做到管理有力、保障運行。6.建立安全檢查制度，實行安全生產(chǎn)獎罰制，及時消除事故隱患。堅持做到班組日檢、項目部旬檢、企業(yè)月檢的安全檢查。班組每日班前會上要進行安全交底。7.加大安全投入，安全警示牌醒目，設備完好，滿足安裝施工需要。8.環(huán)保措施環(huán)保措施《大型凍結站快速安裝施工工法》的環(huán)保措施如下：1.大型凍結站快速安裝施工工法是將原來的一個氨系統(tǒng)劃分為多個氨系統(tǒng)，這樣不但可以提高凍結站安裝氣密性降低運轉過程中的氨泄漏，而且還有助于冷凍設備的調節(jié)和提高冷凍設備的制冷效率。2.鹽水系統(tǒng)的分區(qū)安裝，可以根據(jù)井筒掘砌期間對凍結壁的不同要求適時對凍結井筒提供冷量，提高了制冷效率，節(jié)省了大量冷量。3.對氨系統(tǒng)的局部改進，加快了凍結站初期運轉時降溫速度，提高了凍結完工時液氨的回收率，降低了氨氣對大氣的污染。

效益分析效益分析《大型凍結站快速安裝施工工法》的效益分析是：該技術通過在安徽口孜東煤礦風立井凍結站安裝過程中應用，效果明顯。經(jīng)計算比較，采用傳統(tǒng)的安裝工藝和方法，需用各種規(guī)格的管材8500米，實際用管材5500米，節(jié)約管材3000米，管材規(guī)格平均按ф127×5毫米計算，每米15.04千克，共節(jié)約管材45.12噸，按每噸6150元計，節(jié)約費用27.75萬元。利用該安裝技術提前工期30天。人工費按80元/天計算，安裝需要45人，因此可節(jié)約人工費10.8萬元。采用分區(qū)、分組安裝，根據(jù)井筒不同時期需冷量的不同調整運轉參數(shù)和開機臺數(shù)，節(jié)省用電187.9萬千瓦時，每千瓦時電費為0.5元，節(jié)省電費93.95萬元。以上三項共節(jié)省費用132.5萬元。對社會來講，促進了生產(chǎn)力的提高，此技術安裝速度快，氣密性好，縮短了工期，減少了運轉時氨的泄露，減少了對環(huán)境的污染。對建設單位來說，縮短了建設周期，提前投產(chǎn)，提前受益，提前見效。

注：施工費用以2009-2010年施工材料價格計算應用實例應用實例《大型凍結站快速安裝施工工法》的應用實例如下：安徽楊村煤礦風井井筒凍結工程，凍結深度725米，凍結站長度162米，安裝了48臺新型螺桿式冷凍機組及其他附屬設備。自2010年1月開始安裝，到2010年12月結束，實際施工2個月，較設計3個月提前了1個月完成了施工任務，縮短了工期，實現(xiàn)了一次性打壓試漏成功。河南程村煤礦主、副井凍結工程，凍結深度均為485米，共設一個凍結站，凍結站安裝22套冷