660 MW機(jī)組超臨界鍋爐間全封閉受熱面的吊裝方法

王曉利，劉東民

(黑龍江省火電第三工程公司，黑龍江 哈爾濱 150016)

1 660MW超臨界鍋爐跨冬季施工存在的問題

華能九臺電廠#1機(jī)組鍋爐鋼結(jié)構(gòu)安裝進(jìn)程如下:2009年1月底板梁安裝完畢，2月底實現(xiàn)鍋爐間全封閉;受熱面垂直水冷壁焊口于2008年11月中旬打火，2008年底組合存放結(jié)束。受熱面焊口總數(shù)達(dá)62907個，其中組合焊口達(dá)17900個。九臺電廠每年冬季實測極端最低氣溫為－37.9℃，每年日平均氣溫低于0℃的時間長達(dá)5個月之久。

在鍋爐間封閉的情況下，660MW機(jī)組超臨界鍋爐受熱面安裝存在著如何采取有效的吊裝技術(shù)措施、焊口量大如何組織施工、工期短如何保障施工進(jìn)度等問題，必須采取有效措施，方能保證#1機(jī)組鍋爐鋼結(jié)構(gòu)安裝的順利完成。

2 受熱面吊裝的技術(shù)措施

2.1 鍋爐施工機(jī)械布置

鋼結(jié)構(gòu)頂板支撐梁下側(cè)標(biāo)高118.95 m，布置4套500.00 kN滑輪組及100.00 kN卷揚(yáng)機(jī)。鋼結(jié)構(gòu)到頂，受熱面設(shè)備存放完畢，950.00 kN塔式起重機(jī)退車后進(jìn)行鍋爐右側(cè)緩裝鋼結(jié)構(gòu)安裝，鍋爐0 m處布置1臺500.00 kN履帶式起重機(jī)，用于螺旋水冷壁和爐內(nèi)蛇形管排吊裝。在板梁上鍋爐中性線處布置1套500.00 kN滑輪組及100.00 kN卷揚(yáng)機(jī)用于鍋爐內(nèi)蛇形管排卸車。在鍋爐前118.95m處布置1套500.00 kN滑輪組及100.00 kN卷揚(yáng)機(jī)用于連接管和集箱穿裝。主廠房外側(cè)布置CKP 3500型、起重量為 950.00 kN的塔式起重機(jī)和起重量為500.00 kN的港口用超重機(jī)起重機(jī)，用于廠內(nèi)組合場受熱面設(shè)備倒運(yùn)及卸車。

廠外蛇形管組合場布置1臺型號為KH180、起重量為500.00 kN的履帶式起重機(jī)和1臺型號為P＆H 7150、起重量為1500.00 kN的履帶式起重機(jī)，用于管排組合上架、倒運(yùn)。布置有1000.00 kN汽車式起重機(jī)、1000.00 kN底架平板車等運(yùn)輸車輛。

2.2 受熱面組件合理劃分及吊裝方法

組件劃分為鍋爐前集箱組件、鍋爐后集箱組件、連接管組件、水冷壁組件、爐內(nèi)受熱面組件、無介質(zhì)管屏組件和剛性梁組件等，以上組件(垂直水冷壁組件除外)通過0m處CKP 3500型塔式起重機(jī)通道運(yùn)至鍋爐0 m處使用卷揚(yáng)機(jī)吊裝就位。

集箱組件。集箱分段到貨，現(xiàn)場組成1件，按照安裝位置劃分為爐前集箱組件(過熱器集箱、省煤器集箱、水冷壁、啟動系統(tǒng)分離器、貯水罐)和鍋爐后集箱組件(再熱器集箱)。

水冷壁組件。劃分為垂直水冷壁組件、螺旋水冷壁組件;垂直水冷壁組件劃分成16件，每件長20 m、寬10 m左右;螺旋水冷壁組件寬度控制在7 m以內(nèi);垂直水冷壁組件在地面組合完畢后直接預(yù)存在鋼結(jié)構(gòu)主框架76 m和46 m梁上。

無介質(zhì)管排組件。四側(cè)無介質(zhì)管排與剛性梁在0 m地面組合成一體共4件，在鍋爐0 m處立起存放。

鍋爐內(nèi)蛇形管組件。再熱器、省煤器、過熱器管屏設(shè)計劃分為出口管屏和入口管屏，中間有1道組合焊口，組件寬度均在7 m以下，以滿足0 m通道的運(yùn)輸條件。

剛性梁組件。垂直水冷壁剛性梁在地面組合成寬度在7 m以下組件，在水冷壁安裝就位后，使用卷揚(yáng)機(jī)吊裝就位，大片剛性梁組件在鍋爐0 m處組合完畢可直接起吊。剛性梁與校平裝置采用高強(qiáng)螺栓聯(lián)接，有利于加快組合進(jìn)度。

連接管組件。在鍋爐封頂之前到貨的情況下，

組件進(jìn)行小組合，若到貨較晚則不進(jìn)行組合，否則不利于穿裝。

汽水分離器和貯水罐。汽水分離器體積小且質(zhì)量小，穿裝較為簡單;貯水罐長20 m，質(zhì)量為39 t，罐體直徑為900 mm，因此，在鋼結(jié)構(gòu)主框架第5層吊裝前到貨，可用型號為CKP 3599、起重量為950.00 kN塔式起重機(jī)直接吊裝預(yù)存在鍋爐前主框架95 m梁上，否則，使用卷揚(yáng)機(jī)滑輪組抽裝。

2.3 吊裝強(qiáng)度計算

2.3.1 再熱器連接管道吊裝

再熱器連接管道抗彎模量W=9 580 cm3，管道均布載荷為5624 N/m，按2點(diǎn)起吊，如圖1所示。

圖1 再熱器連接管道吊裝圖

強(qiáng)度校核:

結(jié)論:管道強(qiáng)度滿足吊裝條件，可以組合吊裝。

2.3.2 集箱吊裝計算

以二級再熱器出口集箱為例，?813 mm×60 mm，材質(zhì)SA －335P91，L=23228 mm，質(zhì)量為26748 kg。

采用2點(diǎn)起吊，如圖2所示。

強(qiáng)度校核:

圖2 集箱吊裝圖

滿足強(qiáng)度要求。

2.3.3 水冷壁垂直段吊裝

上部垂直段水冷壁吊裝。四側(cè)水冷壁垂直段在鍋爐中心線處分成2個組件，組件在地面組合完畢且鋼結(jié)構(gòu)到頂后，預(yù)存到鍋爐0 m地面，使用爐頂卷揚(yáng)機(jī)或用1380型附著式起重機(jī)抽裝。

下部垂直段水冷壁吊裝。與上部水冷壁垂直段在地面預(yù)組合(視組合場地而定)，組合方式與吊裝方法同上。

水平吊運(yùn)方法(以前水冷壁垂直段上部為例)。組件使用950.00 kN塔式起重機(jī)進(jìn)行水平吊運(yùn)，具體吊點(diǎn)布置及數(shù)量如圖3所示。

垂直吊運(yùn)方法。使用100.00 kN卷揚(yáng)機(jī)(1380型附著式起重機(jī))配1套50.00kN滑輪組與950.00 kN塔式起重機(jī)(500.00 kN汽車式起重機(jī))抬吊。防止管排在吊起后產(chǎn)生彎卷變形，在卷揚(yáng)機(jī)滑輪組吊點(diǎn)處加設(shè)臨時鋼梁，鋼梁使用雙#36b工字鋼配制。具體吊點(diǎn)布置及數(shù)量如圖4所示。

圖3 水冷壁垂直段水平吊裝圖

圖4 水冷壁垂直段垂直吊裝圖

2.3.4 螺旋水冷壁吊裝

在水冷壁垂直段、爐內(nèi)蛇形管排吊裝完畢后，進(jìn)行螺旋水冷壁吊裝。

(1)螺旋水冷壁上、中部分地面組合，組合場地滿足施工條件時，可進(jìn)行四側(cè)螺旋水冷壁整體預(yù)組合，否則分小片組合。

(2)螺旋水冷壁下部(冷灰斗部分)在冷灰斗剛性梁安裝就位后，在剛性梁上拼裝。

(3)螺旋水冷壁組件寬度應(yīng)小于6.6 m，以滿足從爐右側(cè)0 m處開口的運(yùn)輸條件。

(4)螺旋水冷壁采用卷揚(yáng)機(jī)和汽車吊吊裝，組件尺寸、重量和吊裝方式見前文。

(5)水平吊運(yùn)方法(以側(cè)水冷壁螺旋段上部組件為例)。使用1500.00 kN履帶式起重機(jī)進(jìn)行水平吊運(yùn)，具體吊點(diǎn)布置及數(shù)量見前文。

2.3.5 爐膛內(nèi)受熱面吊裝方法

(1)爐內(nèi)受熱面自上而下吊裝，分別從爐左右側(cè)2個作業(yè)面向爐中心安裝。根據(jù)管排節(jié)距依次吊裝一級過熱器入口管排、省煤器管排和低溫再熱器管排，以上管排吊掛管焊接完畢，再依次吊裝二級過熱器管排、高溫再熱器管排、三級過熱器管排、一級過熱器出口管排。

(2)管排水平吊運(yùn)方法(以省煤器管排為例，其余相同)。使用500.00kN汽車式起重機(jī)進(jìn)行水平吊運(yùn)。

2.4 施工進(jìn)度保障措施

2.4.1 組合場地的選取

(1)垂直水冷壁組合場地。選擇型號為CKP3599、起重量為950.00 kN的塔式起重機(jī)，在幅度范圍內(nèi)可免去倒運(yùn)的工序。水冷壁組合場地大小應(yīng)滿足水冷壁組件劃分的尺寸及施工進(jìn)度要求。

(2)爐內(nèi)受熱面組合場地。經(jīng)與業(yè)主協(xié)商，在場外征用耕地，以滿足低溫再熱器、省煤器等管屏同時開工、組合件擺放、倒運(yùn)的需要，爐內(nèi)受熱面組合場地的施工進(jìn)度得到了保證。

(3)在以上場地的鋼結(jié)構(gòu)吊裝完畢前，首先應(yīng)滿足垂直水冷壁、低溫再熱器和省煤器組合的需要，然后滿足二級過熱器、高溫再熱器、無介質(zhì)管屏組合的需要。

2.4.2 人力、機(jī)械資源的配置

(1)在地面組合水冷壁尺寸、重量已充分考慮了附近機(jī)械的使用情況，吊點(diǎn)設(shè)置不但要滿足機(jī)械起吊要求，而且要滿足單機(jī)抬吊及倒運(yùn)的要求。

(2)廠外鍋爐內(nèi)受熱面管排組合使用KH180履帶式起重機(jī)進(jìn)行卸車、擺片，使用P＆H7150/1500kN履帶式起重機(jī)進(jìn)行下片、倒運(yùn)等作業(yè)，每天完成組合10片管排和擺放20片管排的任務(wù)，同時進(jìn)行卸車等作業(yè)。這樣，機(jī)械設(shè)備的利用率較高。

(3)在廠外作業(yè)面較大時，作業(yè)組安排數(shù)量應(yīng)滿足作業(yè)面的要求。

(4)焊口的焊接、熱處理、無損檢測銜接要緊湊，應(yīng)滿足施工進(jìn)度的要求。

(5)起重機(jī)械的使用量較高。起重機(jī)械主要圍繞設(shè)備卸車、設(shè)備倒運(yùn)、設(shè)備擺放等進(jìn)行作業(yè)。因此，可配備2組作業(yè)人員進(jìn)行以上作業(yè)。

(6)在廠房封閉、CKP3500/950 kN塔式起重機(jī)退車前，受熱面設(shè)備盡可能采用臨時存放;廠房封閉后，再使用卷揚(yáng)機(jī)抽裝就位;爐內(nèi)受熱面吊裝采用從左、右側(cè)水冷壁向鍋爐中心線吊裝的方法，2個作業(yè)面且應(yīng)同時展開。

2.5 提高組合焊口率的措施

(1)受熱面組合的主要項目。水冷壁組合，焊口總數(shù)為7319個;過熱系統(tǒng)組合，焊口總數(shù)為5568個;再熱系統(tǒng)組合，焊口總數(shù)為3 552個;省煤器組合，焊口總數(shù)為1440個;集箱，焊口總數(shù)為21個;總組合焊口數(shù)為17900個。

(2)水冷壁垂直段組合1道焊口，螺旋段水冷壁小片組合，加大組合焊口量。

(3)一級過熱器入口集箱散管、一級過熱器出口集箱與散管、三級過熱器集箱與散管、水冷壁中間集箱與散管、水冷壁出口集箱與散管應(yīng)在地面組合。

(4)再熱器集箱與散管、省煤器集箱與散管、二級過熱器集箱與散管受管屏橫向節(jié)距太小的影響，安裝無法展開，以上焊口應(yīng)變?yōu)榘惭b焊口。

(5)連接管等大管徑管道設(shè)備到貨晚，采用卷揚(yáng)機(jī)抽裝，組件不能太長，影響地面組合焊口量。

3 結(jié)論

本文論述了660 MW機(jī)組超臨界鍋爐間全封閉情況下受熱面的吊裝方法，解決了在鍋爐間封閉情況下吊裝技術(shù)問題，提出了鍋爐組合焊口與安裝焊口的劃分和保障施工進(jìn)度的措施。上述措施解決了660 MW機(jī)組超臨界鍋爐間全封閉情況下受熱面吊裝的實際問題。

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