超臨界鍋爐螺旋水冷壁安裝

摘要：國(guó)產(chǎn)超臨界電站鍋爐已經(jīng)成為當(dāng)前火電建設(shè)大容量機(jī)組選用的主流設(shè)備，螺旋水冷壁安裝在這種類型鍋爐安裝過(guò)程中屬于技術(shù)工藝要求高，吊裝、安裝施工難度大。文章主要介紹了西北電力建設(shè)第三工程公司在國(guó)電蒲城發(fā)電廠三期2×660MW機(jī)組超臨界鍋爐螺旋水冷壁安裝方法。

關(guān)鍵詞：超臨界鍋爐螺旋水冷壁組合吊裝

1 概述

陜西華電蒲城電廠三期工程2×660MW安裝工程，鍋爐為東方鍋爐廠生產(chǎn)的超臨界參數(shù)變壓直流爐，一次再熱、單爐膛、尾部雙煙道、采用擋板調(diào)節(jié)再熱汽溫、平衡通風(fēng)、露天布置、固態(tài)排渣、全鋼構(gòu)架、全懸吊結(jié)構(gòu)Π型鍋爐，型號(hào)為DG2100/25.4-Ⅱ2型。爐膛寬為22162.4mm，深度為15456.8mm，高度為65000mm，整個(gè)爐膛四周為全焊式膜式水冷壁，爐膛由下部螺旋盤繞上升水冷壁和上部垂直上升水冷壁兩個(gè)不同的結(jié)構(gòu)組成，兩者間由過(guò)渡水冷壁和中間混合集箱轉(zhuǎn)換連接，爐膛角部為R150mm 圓弧過(guò)渡結(jié)構(gòu)。爐膛冷灰斗的傾斜角度為55°，除渣口的喉口寬度為1243.2mm。

上部垂直上升水冷壁的安裝與以往的施工工藝及方法相同，在此不再敘述。下部螺旋盤繞上升水冷壁施工方案為：在組合場(chǎng)上，將螺旋盤繞上升水冷管屏按爐墻四個(gè)面從上到下進(jìn)行預(yù)組合和部分焊口的焊接、爐墻附件安裝等工作。組合好的管排再吊裝到位，從上到下依次進(jìn)行拼縫焊接，同時(shí)展開爐四角的管排對(duì)口焊接工作，逐步使?fàn)t膛成型。再次同步安裝剛性梁。由上而下依次完成螺旋盤繞上升水冷壁的施工。

2 施工方案

2.1 螺旋水冷壁組合

為了盡可能減少高空對(duì)口、密封焊接、高空焊口檢驗(yàn)、返修、密封焊接等風(fēng)險(xiǎn)作業(yè)，根據(jù)吊裝開口及機(jī)械的吊裝能力將前（后）螺旋水冷壁組合成7個(gè)組件，組件外形尺寸為22162.4mm×6000mm。首先在組合場(chǎng)制作一副50000×23000×1200mm支架作為螺旋段水冷壁的組合支架。按照吊裝順序?qū)⒙菪浔趶纳现料乱来螖[放到支架上。根據(jù)圖紙尺寸對(duì)每一片管屏進(jìn)行尺寸復(fù)查，管屏拼接組合時(shí)依據(jù)每片管屏給出的基準(zhǔn)線（樣沖線）作為基準(zhǔn)進(jìn)行組合。為保證組合件的平整度，管屏未組合前對(duì)其各自進(jìn)行找平，再對(duì)相鄰的管屏進(jìn)行找平，對(duì)整個(gè)組件密封未焊接前進(jìn)行找平加固，然后進(jìn)行密封的焊接工作。

2.2 螺旋水冷壁吊裝

2.2.1 吊裝機(jī)械及吊裝通道

鍋爐螺旋段吊裝主力吊車為FZQ1650塔吊和兩臺(tái)布置于爐頂?shù)?0噸卷?yè)P(yáng)機(jī)。其中：FZQ1650吊機(jī)吊裝時(shí)采用55.705m主臂，11.82m副臂工況布置在爐左正對(duì)K3外7m處。輔助機(jī)械：MQ642龍門吊主要用于螺旋水冷壁組合；運(yùn)輸配合機(jī)械，運(yùn)輸車輛為30噸低駕平板車。鍋爐鋼架爐左側(cè)K1至K2之間零米至7.6m的樓梯緩裝，爐左側(cè)G3列K1至K2之間零米至13.7m的垂直支撐緩裝。作為螺旋水冷壁進(jìn)入爐膛的通道。

2.2.2 中部螺旋段水冷壁吊裝

左右側(cè)螺旋段水冷壁及前側(cè)螺旋段水冷壁吊裝采用FZQ1650吊車進(jìn)行吊裝，后部螺旋段水冷壁采用爐頂布置的兩臺(tái)10噸卷?yè)P(yáng)機(jī)進(jìn)行吊裝。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)及大型機(jī)械的布置情況，我們將前（后）側(cè)螺旋水冷壁在地面組合為：22162.4mm×6000mm×20000Kg，由上至下共組合成7件。這樣一來(lái)把螺旋水冷壁的安裝焊口全部預(yù)留在爐膛四角，既方便了吊裝，又方便了焊口的焊接。

在每個(gè)水冷壁組件上每隔2650mm焊接有剛性梁的垂直搭接板耳板，為了腳手架的搭設(shè)及吊裝耳板的焊接的方便，在每道垂直搭接板耳板上加固一根［16槽鋼（用螺栓連接在耳板上），在每根槽鋼上焊接一根角鋼，上面搭設(shè)3m的腳手板。在槽鋼的上端150mm處切割φ50mm的孔，并用10mm厚的鋼板進(jìn)行加固，作為水冷壁組件的吊裝吊耳及接鉤吊耳。

螺旋水冷壁組件吊裝時(shí)：現(xiàn)將組件用30噸低駕平板車從爐左K1-K2之間的通道運(yùn)至爐膛零米，用FZQ1650吊車將其卸車，待腳手板鋪設(shè)完后，利用FZQ1650吊車將其吊離開地面，利用吊鉤上懸掛的兩臺(tái)10噸倒鏈來(lái)調(diào)整其傾斜角度。調(diào)整完后，起吊至就位高度時(shí)用懸掛于上端水冷壁的倒鏈將其接鉤（爐后側(cè)采用兩臺(tái)卷?yè)P(yáng)機(jī)接鉤）。螺旋水冷壁吊裝的遵循的原則為：上一組件密封焊接完，才可進(jìn)行下一組件的吊裝。外部密封焊縫可在腳手架上焊接，爐膛里面焊縫可采用在爐膛頂部布置一臺(tái)3噸卷?yè)P(yáng)機(jī)起吊吊籠進(jìn)行焊接。

中部螺旋段吊裝完畢后，立刻進(jìn)行角部焊口的焊接工作及剛性梁的安裝工作，以保證整體的剛性。

2.2.3 冷灰斗水冷壁的吊裝

冷灰斗水冷壁吊裝時(shí)，先將左右側(cè)冷灰斗水冷壁吊裝就位，再將前（后）側(cè)水冷壁整體組合進(jìn)行吊裝就位。在前（后）側(cè)吊裝到位后，先進(jìn)行與左、右側(cè)冷灰斗水冷壁對(duì)口定位，位置確定完后再進(jìn)行加固。以上吊裝方案大大地縮短了吊裝和高空施工作業(yè)的時(shí)間。

2.3 螺旋水冷壁安裝

超臨界直流爐為保證水冷壁管內(nèi)工質(zhì)的質(zhì)量流速、保證受熱面充分冷卻，采用小管徑、大壁厚的管子，管子節(jié)距小、異型件多。

施工中存在以下問題：

①螺旋水冷壁管子較細(xì)、剛性差，在施焊過(guò)程中容易產(chǎn)生波浪形變形；

②螺旋水冷壁異形件多、制作誤差大；

③螺旋水冷壁管子間距小，常規(guī)的安裝方法不適用；

④螺旋水冷壁角部管口因制作原因不齊。

根據(jù)安裝需要，很多地方不可避免要在鰭片上進(jìn)行焊接與切割工作，嚴(yán)格控制承壓部件損傷就成了一個(gè)必須解決的重要問題。為此，通過(guò)優(yōu)化吊裝方案和合理安排工序，盡可能減少在承壓部件上進(jìn)行焊接與切割工作，為此我們采取了以下措施：

①對(duì)承壓部件在運(yùn)輸、安裝、焊接中造成的損傷分別由安裝、焊接質(zhì)檢員逐一登記并跟蹤落實(shí)處理情況，做到發(fā)現(xiàn)的問題100％在控。

②要求技術(shù)、質(zhì)量管理人員經(jīng)常深入現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)和解決問題，對(duì)可能出現(xiàn)承壓部件損傷的情況進(jìn)行預(yù)控。

③經(jīng)常利用班前列隊(duì)講話和周一安全學(xué)習(xí)時(shí)間，由技術(shù)員、質(zhì)檢員對(duì)全部施工人員進(jìn)行學(xué)習(xí)和教育，保證所有參與受熱面施工人員了解承壓部件損傷造成的危害和隱患，工作中能夠嚴(yán)格按照要求程序處理此類問題。

④施工中發(fā)現(xiàn)的或因施工造成的承壓部件損傷，任何人嚴(yán)禁私自處理或不作為。要在第一時(shí)間通知班長(zhǎng)或班組技術(shù)員，經(jīng)技術(shù)、質(zhì)檢員確認(rèn)后按制定的方案進(jìn)行處理并經(jīng)驗(yàn)收。

⑤要求班組長(zhǎng)在安排工作時(shí)，盡可能安排有經(jīng)驗(yàn)、熟練的火焊工在受熱面上進(jìn)行鰭片切割、拆除臨時(shí)加固等工作。

⑥所有焊工必須持證上崗，電焊線拉到位后開電焊機(jī)，避免在拉線中電弧損傷管子；所有在受熱面上焊接的臨時(shí)生根點(diǎn)、加固及其他鐵件必須由持證焊工施焊。

⑦起重運(yùn)輸、翻身等作業(yè)特別注意對(duì)受熱面管子保護(hù)，防止碰傷、磨損、嚴(yán)重變形等情況發(fā)生。

⑧爐膛角部、異型件管排管子對(duì)口質(zhì)量控制：對(duì)管排上升角度、彎曲角度進(jìn)行對(duì)口前檢查，必要時(shí)進(jìn)行熱校正或換管；復(fù)查管排外型尺寸，對(duì)口時(shí)根據(jù)情況切割鰭片，保證折扣不大于1／100；錯(cuò)口不大于10％管壁厚度且不大于1mm；對(duì)口、焊接前仔細(xì)對(duì)管子進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)裂紋、夾層等缺陷及時(shí)匯報(bào)按要求處理。

焊接施工時(shí)采取以下施工工藝流程及技術(shù)措施：

①按照?qǐng)D紙要求所有密封采用雙面滿焊，杜絕漏焊、嚴(yán)重咬邊、氣孔、夾渣等缺陷，做好焊前、焊后的清理工作；因密封焊接工作量大，管排找正完后及時(shí)安排密封焊接。

②防止焊接變形的措施。螺旋水冷壁區(qū)域的安裝密封鐵件20000多塊，密封焊長(zhǎng)度達(dá)23000多米。為防止角部管間節(jié)距收縮變形采用：

a增加點(diǎn)焊長(zhǎng)度和點(diǎn)焊密度；b采取分散跳焊，即焊接一根管子的鰭片，然后隔開三根再焊的辦法，防止局部焊接度過(guò)高而收縮變形；c同一鰭片的焊接也規(guī)定焊接順序，交叉施焊；d選用φ3.2的焊條，控制焊接電流在80a~120a之間。

3 實(shí)施效果

經(jīng)過(guò)認(rèn)真編制技術(shù)方案，科學(xué)合理組織施工，精心編排施工工序，既保證水冷壁安裝質(zhì)量，同時(shí)又大大縮短了施工工期，提高工作效率。