破碎

为实现对高压电缆线行区域施工地的外力破坏隐患进行实时监测，避免顶管机、打桩机、破碎机等施工损伤地 下电缆本体，造成线路跳闸。本文利用与高压电缆同沟敷设的分布式光纤及其振动传感原理，设计并应用了高压电缆防 外破监测预警系统，后台可根据标定的光缆路径GIS地图，实现远程实时预警和定位现场施工点，并智能分析现场施工隐 患类型，经判断后可将预警短信发送至运维人员。现场应用表明：基于分布式光纤振动传感的高压电缆防外破监测预警 系统的通信架构简单、预警体系完善，且能实现各类施工信号识别，减轻了运维人员的特维工作压力，提高了高压电缆 的防外破工作效率，有利于预防并制止外力破坏事件。

为推进“双碳”政策的实施，消纳波动性较强的新能源并网发电，当前对火电机组的深度调峰要求越来越高。循环流化床(circulating fluidized bed，CFB)锅炉机组在深度调峰低负荷运行工况有着先天优势，但实现20%以下的超低负荷运行依然面临众多的困难，如炉内流化的稳定性、氮氧化物的排放及炉内局部超温带来的安全性等问题。以某330 MW CFB锅炉的深度调峰技术应用为例，介绍了输煤筛分破碎系统、风帽节流圈、下二次风管等机组部件的改造，并配合烟气再循环等技术应用，成功实现了18%的超低负荷深度调峰运行，同时也很好地控制了NO x 的排放。最后总结了CFB机组超低负荷深度调峰技术的关键点和难点，对深度调峰运行带来的潜在问题进行了分析，并提出了相应的解决措施。研究结果具有重要的工程借鉴作用。

玻璃绝缘子具有较高的机械性能和抗冲击强度，耐冷热急变性能好，耐震动抗疲劳性能优越，同时电容大、电压 分布均匀，有利于降低导线侧绝缘子所承受的电压，降低线路电晕损耗、减少对无线电干扰，使用寿命长，并拥有“零值 自破”显著有特点，被广泛使用在高压输电线路中，然而在高压输电线路中为及时分析查明玻璃绝缘子破碎原因，采取有 针对性的防破策略，提升线路安全运行水平，防止事故事件具有十分重要的意义。

FMH385.1250型风扇磨煤机是用于燃用高水份得煤的火力发电厂中为燃煤锅炉提供燃料的制粉设备，集干燥、制粉、输粉三种功能于一身。其结构主要由伸缩节、大门、机壳、打击轮、过渡节、分高器、轴承箱、电机组成。 其原理是：原煤与干燥介质经落煤管、伸缩节和大门进入磨煤机期间，二者充分混合，原煤表面水份被干燥介质蒸发掉，而得到干燥。原煤进入磨煤机后，其破碎过程可分解为两步：一步是在干燥介质的作用下，煤粒的外在水份不断被蒸发，煤粒体积发生收缩，由于煤粒内部收缩较外层收缩慢，因而产生内应力，从而导致煤粒表面龟裂直至完全破裂，此种现象称之为干燥破碎；另一步为煤粒在磨煤机内受到高速旋转的打击轮的冲击，并被抛到磨煤机周向机壳护板上在气流的带动下，被破碎的煤粒沿机壳周向护板做环流运动，大的颗粒由于自重而从气流中脱离出来，又进入打击轮中，而又被抛到机壳周向护板上，此种反复循环的过程称之为“撞击破碎”。煤粒由于不断被破碎，因而其新的表面水份不断被蒸发，随之表面又将重新产生龟裂，有利于下一次的撞击破碎。通过这两种破碎方式的不断交替进行，将原煤破碎到一定的粒度，而风扇磨煤机本身结构具有低效风机的功能，通过其风机功能，将上述两种破碎综合作用的达到一定粒度的煤粉经过渡节向磨煤机上部输送，在分高器内进行重力分离及惯性分离，合格的煤粉被送入输粉管道，经燃烧器进入锅炉燃烧；被分离出来的粗粉，经回过渡节上的粉管返回磨煤机内重新磨制。 创新点： 1.FMH385.1250型风磨煤机的设计出力可以达到80-130t/h，从根本上解决了大型高水分褐煤锅炉燃煤是太高，如用小磨煤机，数是太多，无法布置的难题； 2.使用了变频调速运行方式，可调整磨煤机转速，从而调整出力和风量，使得锅炉负荷调整更加灵活，同时最低锅炉负荷更可以稳定在40%BMCR。调试运行还可以降低磨煤机的无用功，更节能。 3.该型号磨煤机打击轮为轻型轮设计，用以降低磨煤机功耗。轻型轮的生产技术我厂已取得国家发明专利（专利号：ZL201010539687.8） 4.在大门上加装可调节挡板，可在不停机的情况下调整大门人料位置，减少打击板同一部位的磨损程度，延长使用寿命。该技术已申请了国家专利，正在审批中； 5.打击板采用了异形打击板设计，增加打击板的使用寿命。

井间声波层析成像（CT）技术是地下物探方法的一种， 是依据医学 CT 原理，利用两钻孔对目标地质体进行声波扫 描，重建扫描断面内介质速度分布图像，根据波速差异达到 精确探测的目的。声波 CT 解决了地表物探方法探测精度随 深度降低的局限性，具有比电磁波 CT 更好的探测精度和分 辨率，是水电工程勘探和检测行业较理想的一种精细化探测 手段。项目所研制成套设备主要由电火花震源、声波接收探 头、采集主机和成像处理软件等四部分构成。市场上常用井间声波 CT 仪穿透距离只有 3～5m，能穿透 十多米孔距且保证有较好地质效果的应用报道非常少，更谈 不上穿透 30m 以上，且工作效率慢、采样精度不高。本项目 所研制系统的突出优势在于：穿透距离达 30m 左右（水电Ⅲ 类以上岩体达 60m）、探测精度高、初至波清晰、一致性好， 震源充放电速度快、安全性高，支持数字化实时监测和自动 化操控，配套处理软件反演结果准确可靠等。该系统既能对 断层破碎带、松动圈、溶洞、采空区进行精确探测，又能对 岩体质量、大体积混凝土质量、地下隐蔽工程质量进行准确 检测和评价，具有解决各种复杂的综合地质问题的能力，进 一步完善了该项技术在我国水电勘探领域的应用，可广泛应 用到水电岩溶勘探、防渗帷幕及堤防隐患探测、建基岩体质 量检测、灌浆效果检查等工程物探领域，现已成功应用到多 个大中型水电勘探项目和工民建项目，取得了显著的经济效 益和社会效益。

川藏联网工程所在地区地形复杂、海拔高、气候恶劣、地震及地质灾害频发，被誉为目前世界上施工难度最大的500kV输变电工程，有“电力天路”之称，施工面临多项技术挑战。在基坑开挖方面，由于山高路险，常规大型钻孔设备无法运抵现场，人工掏挖又存在工作效率低、劳动强度大、危险性极高等问题，因此项目组针对川藏联网工程极其艰险的施工环境和恶劣的施工条件，开展特种基础基坑开挖施工装备的研制，设备采用分层钻进、钻扩结合的施工方式和分体式结构，分散钻进阻力，减轻设备重量；具有破碎钻进、刨挖碎石、集中收渣、起吊、转场移动等功能，并有适用于土层、砂砾层、卵石层、强风化岩层等不同施工条件的系列化钻具，提高了绿色环保机械化施工水平及安全性。 项目已授权发明专利三项，实用新型专利一项：（1）高原山地基坑开挖施工设备，专利号：ZL201410396701.1；（2）高原山地基坑开挖施工设备的掏挖提土装置，专利号：ZL201410396577.9；（3）高原山地基坑开挖施工设备的钻进掏挖提土装置，专利号：ZL201410396612.7；（4）高原山地基坑开挖施工设备的提土装置，专利号：ZL201420455328.8。 成果已成功应用于500kV川藏联网输变电工程、±800kV锡盟-泰州、滇西北-广东、±1100kV昌吉-古泉等多条线路中。该设备的应用，解决了恶劣地形条件下，施工时间短，常规基坑开挖设备无法运抵现场，人工开挖危险性高的难题，提高了输电线路工程施工机械化程度及施工效率，保障了施工安全，社会经济效益显著。

以南水北调中线系列工程为研究背景，针对穿黄工程具有长距离、结构复杂、大曲率、强度高精度要求高、工艺复杂、洞内不具备地面运输条件等特点；以及工程区地质条件复杂，存在非均质液化地基、淤泥质粉土地基等不良地质基础，地基承载力差；高含水膨胀土地区建渠难、加固难，破碎效率低下、换填施工工序复杂；高填方渠段渠坡长、工程量大、衬砌面板薄壁无筋；倒虹吸工程的地下水位高，地下水丰富，开挖深度深，降水难度大等问题。进行了内衬混凝土的地面洞内运输系统研究、混凝土施工工艺研究、大曲率小预埋直径高强预应力锚固张拉施工技术研究、内衬混凝土施工组织设计与管理研究，从而解决了隧洞内衬混凝土浇筑气泡多，铜止水部位混凝土浇筑密实问题、超薄预应力混凝土施工工艺问题及预应力锚索穿索困难、锚具槽附近砼裂缝、锚索张拉伸长值不足及可能出现张拉断丝等技术难题；进行了挤密碎石桩施工技术研究、粉喷桩加固技术研究，从而解决了非均质液化地基加固的高效成桩和淤泥质土地基的加固难题；进行了膨胀土快速降水及生产研究、膨胀土改性换填技术研究，从而解决了膨胀土降水、破碎效率低下的问题和改性换填施工的技术难题；进行了衬砌机改进研究、薄壁纤维混凝土质量控制与管理研究，从而解决了高填方渠段薄壁衬砌抗冲裂、变形和防渗要求高的难题；进行了控制性降排水技术研究，从而解决了复杂地质条件深基坑高效降排水的技术难题。取得了一批实用、创新的理论和技术成果，推进我国大型水利工程施工技术水平迈向新高度。南水北调工程以其特有的地位，成为我国水利事业上又一里程碑，必将在世界水利史上画上浓墨重彩的一笔。

松软地层（含中等透水岩土体）在我国西南、华南、华中等水资源丰富地区的地表覆盖层、河床、中风化及强风化基岩、溶蚀红层等类似地层广泛分布，这类地层建设水利工程、垃圾填埋工程、矿山、地铁，和水土流失综合治理等涉及到大量灌浆防渗工程。目前，灌浆防渗总体上多凭经验或参考同类工程和灌浆试验成果进行，尤其对松软地层（含中等透水岩土体）进行有效性和控制性灌浆防渗，还缺乏适宜的灌浆材料、工艺方法和成功的工程经验。对于松软地层防渗灌浆，普遍存在：（1）大耗灰量；（2）易塌孔埋钻；（3）灌浆不起压；（4）灌浆效果差等突出问题。 托口水电站大坝和厂房之间 9km 长的河湾地块上部中风化岩体为深厚白垩系红层，裂隙发育，是主要的赋水层和透水层，下部灰岩溶蚀发育，存在渗漏通道。防渗帷幕工程量大，灌浆钻孔最大深度 160m，承压水头超过 60m，技术难度高。常规水泥灌浆试验表明，反复试灌，单耗达到 700kg/m 也未能形成设计要求的防渗帷幕体。工程防渗难题具体表现在：（1）红层常规水泥灌浆耗浆量大，工程投资难以控制。在可研阶段进行常规的水泥灌浆试验研究表明，灌浆单耗高达近 700kg/m，个别段达到 1200 kg/m。（2）红层采用常规灌浆工艺施工存在诸多技术难题，灌浆施工周期长。白垩系红层具有软硬不均、松散破碎、溶蚀疏松、岩溶发育、中等透水等多种组合不良地质特征，少有类似经验借鉴。工程采用常规水泥灌浆防渗，存在：①易塌孔埋钻，钻孔护壁；②灌浆分段封闭；③灌浆不起压，灌浆压力实施；④检查试验压水等工艺技术难题。（3）红层采用常规灌浆工艺灌注常规水泥灌浆效果差，可研阶段试验，个别孔串浆到 100 米外地表，反复试灌，压水试验检查透水率改善仍不明显，基本未能形成设计要求的防渗帷幕体。由于岩层结构特性、钻孔深度等原因，“分段下塞灌浆法”、“袖阀管灌浆法”、“拔管灌浆法”等工艺难于实施；若采用“孔口封闭灌浆法”，因灌浆全孔受压灌注，浅层或局部弱面容易产生低压重复劈裂，一方面无效灌注浆材浪费问题突出，另一方面全孔段仅局部低压受灌，灌浆均一性差，难以建造合格的防渗帷幕。（4）灰岩溶洞难以实施高压挤密灌浆。底部红层接触带与下部灰岩段埋深较深，“孔口封闭灌浆法”不便实施上部红层全段隔离封闭，限于上部红层对灌浆压力的承受能力，对下部岩溶软弱充填物难以有效实施高压挤密灌注，防渗体密实性无法保证。层间接触带、上下层帷幕搭接难以起压，质量难以保证。 针对这些问题，依托托口水电站河湾地块防渗帷幕工程，在 2008 年前期预研的基础上，2011 年中国电力投资集团立项重点科技项目《高压脉动劈裂挤密灌浆技术及其在托口河湾地块防渗工程中的应用》，2013 年又追加资助，经过 6 年的系统研究和应用，创新提出了采用：“自下而上、浆体封闭、高压脉动灌浆”全新工艺，系统研究获得了可控性灌浆材料、封孔止浆技术、控制灌浆工艺等重大技术突破，并成功应用。

经过此项目两年研究分析，结合以上数据，可以得出以下技术结论供参考：（1）分析从原料、设备、工艺、后期加工处理等多方面的监控，挖掘出石墨部件、氢气（循环氢和超纯氢）、中间产品、硅芯、辅助气体及破碎加工等各方面对杂质引入的因素。（2）形成完善的质量体系和质量标准。（3）对比国内外检测结果，黄河水电公司电子级原生多晶硅满足拉制12英寸单晶硅棒的要求，用于加工的硅片质量与三菱料加工的硅片质量对比结果并无明显差别。（4）黄河水电电子级多晶硅重点控制的检测指标如碳、氧、施主杂质、受主杂质、金属含量、电阻率、少子寿命等均达到或远超出国家标准要求，能满足12英寸硅片加工需要。此项目具有很强的前暗性。由于国内生产多晶硅企业过多研究自己的生产技术，与国外先进的电子级多晶硅企业的产品数据、指标对比分析太少，缺乏很好的实验设计，项目组只对前期做到电子级硅料的对比，缺之拉制单晶和下游试用的数据对比分析，通过此项目研究成果可以对12英寸集成电路单晶晶圆的研发提供依据。