山西赵庄鑫光2×660MW低热值煤发电厂钢结构冷却塔项目专项设计在武汉顺利通过专家审查

山西赵庄鑫光2×660MW低热值煤发电厂钢结构冷却塔项目专项设计在武汉顺利通过专家审查

2016年10月20日，由中国电力工程顾问集团中南电力设计院有限公司设计、施工、建设的山西赵庄鑫光2×660MW低热值煤发电厂钢结构冷却塔项目专项设计在武汉顺利通过专家审查。本次审查国内著名空间钢结构专家、中国工程院院士马克俭，中国钢结构协会专家委员会名誉主任陈禄如，以及同济大学、湖南大学、电力设计规划总院、悉地国际设计顾问集团、业主、监理等各方专家参加了会议，专家组对我公司设计成果给予了高度肯定：设计方案路线正确、方法合理、内容详实，一致同意通过评审。这标志着世界第一钢结构冷却塔真正走向成功的新起点，也是对我公司设计水平和管理水平的充分肯定。

钢结构冷却塔相对于常规混凝土冷却塔，上部结构用钢量基本持平，但减少了大量的混凝土用量，且所有钢材可全部回收利用，具有"绿色环保、资源节约"的优点，顺应了国家产业转型、升级和供需侧改革政策，因此成为近年来国内电力行业新技术的热点。山西赵庄鑫光电厂是国内首个采用自主技术设计的600MW级机组的钢结构冷却塔，采用两机一塔方案——冷却塔高216.3米，零米直径181.3米，属于世界首创和第一规模的超大型钢结构冷却塔，其空间面板体积规模及高气密性也为世界首创。此规模钢结构冷却塔在结构体系、空间体系、面板体系、制作及安装工艺等各方面均面对世界级的技术难题。

随着国内整体经济下滑，社会用电量增长大幅低于预期，电力生产过剩已迫在眉睫，公司领导积极开拓市场经营思路，依托公司雄厚的技术储备，开拓创新，以技术优势为手段，响应国家产业升级和转型政策，针对技术性更强的单项新建及改造项目进行重点经营，同期开展EPC总承包业务。

针对赵庄钢塔项目，公司各级领导给予大力支持，先后组织前往项目实地踏勘10次，调研钢结构厂家和资料收集16次，组织专题会议20场，最终形成近34万字的一整套优异的投标技术和施工方案获得业主认可，于2015年12月获得山西赵庄鑫光2×660MW低热值煤发电厂钢结构冷却塔EPC项目中标通知书。

在竞标过程中，公司与瑞士Helbling，美国SPX，德国GEA等国际知名公司首次同台竞争，充分展示了发电工程公司技术项目团队严谨、务实、科学、求真的态度和自信，在业主单位及合作方、竞争方的心目中都树立了良好的形象，最终赢得了业主单位信任。

赵庄鑫光冷却塔为世界第一、首座超过210m的全钢冷却塔。在设计体系和标准、设计数据、结构体系、面板方式以及安装工艺所需要解决的难题也是前所未有的。如此规模的冷却塔即使是采用常规的混凝土塔，也突破了现有的设计规范及标准，而对于钢结构塔，更是一片空白。同时，国内钢结构冷却塔技术研究才刚刚起步，国外可查阅和参考的工程资料几乎没有。因此，项目组只能秉承“安全、可靠、宜施、经济”的设计原则，在现有技术积累的基础上，从零开始，开拓大型钢结构冷却塔的设计。

2016年新年伊始项目组便展开集中设计。随着工作不断深入，钢塔新技术的各种难题逐渐浮出水面，项目组早已预料到这种"摸着石头过河"的境况，针对各种困难攻坚克难，各个击破。

1）理论联系实际、现场实际调研

为了获取了一线的实际数据，为设计及施工提供基础数据支持，公司项目组多次带领专业团队深入钢结构厂家生产一线，相关工程现场进行相关数据收集和调研，为最终方案的确定提供了宝贵的数据。

2）结构体系研究

结构体系是建构筑物承载、抗力的具体展现形式，结构体系的优劣将直接影响到建构筑物的安全与经济。因此，结构体系的研究与选择是冷却塔结构设计的最重要部分。项目组一开始就将重点放在钢塔的结构体系研究工作上，依托公司内大型科技项目《600MW级间接空冷钢结构冷却塔选型研究》联合国内知名院校展开深入研究，并在合作研究过程中安排项目组成员入驻院校共同工作。经过项目组成员不断地努力学习，刻苦钻研，SAP2000、ANSYS等多个大型有限元分析软件被一一拿下；弹塑性、非线性、缺陷性、屈曲、稳定等结构分析难题被逐个击破。多少个晚上及休息日的加班，无数次的分析讨论，不计其遍的反复修改计算，终于在近200多个计算模型中，项目组比选出技术、经济综合最优的推荐塔型及结构体系方案。

3）风洞试验

对于赵庄鑫光电厂钢结构冷却塔这类超高、超大的风敏感建筑结构而言，风洞试验成果是回答结构抗风性能如何的最有力依据，也是结构安全的最直接保障。

为保证世界第一钢结构冷却塔安全建成，我们依托公司大型科技《超大型钢结构间接空冷塔风荷载试验研究》项目，对于结构体系研究中比选出的优化推荐方案开展了风荷载研究项目，联合在结构风工程及冷却塔风荷载研究领域技术最顶尖的国家重点实验室为试验单位。由于赵庄钢塔结构重量轻、构件小，且建筑构造较常规混凝土塔复杂的多，因此风洞试验也遇到了类似雷诺数效应、质量、阻尼等相似模拟的一系列难度。项目实施过程中，项目组与科研单位保持密切联系，克服各种困难，一步一步将试验稳步推进。同时为了确保试验质量，先后进行了试验大纲评审、中间成果评审及最终成果评审等多次评审，并邀请中国工程院院士、著名风工程专家陈政清院士以及浙江大学、北京交通大学、南京航空航天大学等风工程研究专家，为风洞试验把关，保证了风洞试验成果的质量。

本次风洞试验研究的成果，是国内目前针对超大型钢结构冷却塔风荷载特性最全面、最细致的一手资料，将直接用于支撑山西赵庄鑫光电厂间接空冷钢结构冷却塔的工程设计。同时对今后国内外超大型钢结构冷却塔设计具有重要指导意义，将进一步提高我公司在钢结构冷却塔技术上的领先地位。

4）施工组织设计研究

该项目是世界上首座塔高超过210m的超大型全钢结构冷却塔，其施工设计和组织难度空前，国内外均无先例。项目组充分利用设计和安装单位联合体的互补优势，从项目前期工作开始，设计和安装双方一直进行着不间断的紧密沟通，采用联合设计的方式，不断完善设计和施工方案。施工组织设计获得了国家大型施工方案专家、业主、监理的领导和相关技术人员共同认可，不仅是对项目组前期工作的肯定，也为工程朝具体实施方向迈进了坚实的一步。

三、稳扎稳打，步步为营

在8个多月的时间内，一方面向内不断挖掘自身潜力，主动钻研，并发动一切可用资源，群策群力，不断地计算分析比较，无数次的开会讨论优化；另一方面，注重产学研相结合，充分依靠公司内多项大型科技项目等研究成果，依托国内知名研究单位优越的技术资源，力求将每一项工作做到完美。

项目目前已先后完成了结构体系选型、风洞试验、施工组织设计方案，以及钢塔专项设计等步骤的评审并顺利通过验收，稳扎稳打，一步一个脚印，把各项工作落实到位，充分体现了我中南电力人勇于创新、求真务实的精神和科学严谨、精益求精的工作态度。

钢塔专项设计审查会的顺利通过是对我公司在超大型钢结构冷却塔设计技术研发及工程应用的重要肯定，并为下一步施工详图的设计及现场安装奠定了重要基础。项目的推进过程中，中南院形成了丰厚的技术积累与高效的技术团队。接下来，从设计方案到施工蓝图，再到现场实施，还有更多的挑战有待我们去应对。面对挑战，项目组成员将再接再厉，攻坚克难，确保"世界第一"的赵庄鑫光电厂钢结构冷却塔的顺利建成，也将为工业建筑领域和世界大型钢结构设计领域树立一道靓丽的风景。

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