吊掛式余熱鍋爐安裝工藝

冉 隆，朱志堯

(中國五冶集團(tuán)有限公司，四川成都610063)

1 項(xiàng)目介紹

縱觀世界的發(fā)展情況，節(jié)能降排、環(huán)保的工程項(xiàng)目都得到重視，隨著國內(nèi)外能源供需矛盾的加劇，我國越來越重視節(jié)能工作，并提倡建設(shè)節(jié)能型社會，一切項(xiàng)目以節(jié)能優(yōu)先。本項(xiàng)目為利用燒結(jié)環(huán)冷機(jī)產(chǎn)生廢氣為資源的余熱鍋爐的安裝為例進(jìn)行介紹。根據(jù)對余熱資源的調(diào)查，從溫度、氣體流量和氣流的連續(xù)性、穩(wěn)定性，燒結(jié)環(huán)冷機(jī)350℃以上的廢氣是尚未利用的最好的余熱資源。該項(xiàng)目實(shí)施后可以生產(chǎn)出蒸汽達(dá)38～50t/h。全年可生產(chǎn)蒸汽達(dá)32×104t以上，可以節(jié)省標(biāo)準(zhǔn)煤近3×104t。將使能耗進(jìn)一步降低，本套余熱鍋爐由杭州鍋爐廠設(shè)計(jì)并制造，鍋爐本體由副省煤器、省煤器、蒸發(fā)器、過熱器、汽包等組成，鍋爐受熱面為吊掛式結(jié)構(gòu)。

2 工藝流程

2.1 余熱鍋爐水循環(huán)系統(tǒng)

由給水泵送入余熱鍋爐的給水首先經(jīng)過省煤器被加熱至170℃左右進(jìn)入汽包。汽包內(nèi)的欠熱水經(jīng)下降管導(dǎo)入循環(huán)泵升壓后送入蒸發(fā)器。然后被加熱為汽水混合物(208℃)再進(jìn)入汽包。汽包上部的蒸汽經(jīng)過汽水分離裝置后成為干蒸汽，然后被管道導(dǎo)入過熱器加熱為270℃、1.7MPa左右的過熱蒸汽，再經(jīng)減溫器和調(diào)壓閥，輸出蒸汽為1.6MPa、260℃。

2.2 余熱鍋爐規(guī)定設(shè)計(jì)參數(shù)

余熱鍋爐規(guī)定設(shè)計(jì)參數(shù)見表1。

表1 余熱鍋爐規(guī)定設(shè)計(jì)參數(shù)

續(xù)表

2.3 鍋爐生產(chǎn)流程簡圖

鍋爐生產(chǎn)流程見圖1。

圖1 余熱鍋爐生產(chǎn)流程

3 鍋爐安裝質(zhì)量控制點(diǎn)

(1)安裝基準(zhǔn)中心線的投放和基準(zhǔn)標(biāo)高的設(shè)置精度控制;

(2)座漿墩設(shè)置及墊鐵安裝;

(3)鋼性梁安裝;

(4)鍋爐安裝幾何精度和標(biāo)高、中心基準(zhǔn)點(diǎn)劃線精度控制;

(5)鍋爐框架鋼結(jié)構(gòu)焊接質(zhì)量控制;

(6)鍋爐受熱面部件:省煤器、蒸發(fā)器、過熱器、鍋筒、集箱安裝精度控制;

(7)管道的焊接質(zhì)量控制―質(zhì)量控制重點(diǎn)。

4 鍋爐安裝流程

鍋爐安裝工藝流程見圖2。

圖2 鍋爐安裝工藝流程

5 吊掛式余熱鍋爐安裝基本方法

5.1 鍋爐鋼架安裝

5.1.1 基礎(chǔ)驗(yàn)收

鋼架安裝前，根據(jù)提供的基礎(chǔ)荷載圖、土建設(shè)計(jì)圖紙、預(yù)埋件布置情況等對鍋爐基礎(chǔ)進(jìn)行驗(yàn)收，確認(rèn)基礎(chǔ)尺寸是否正確，并經(jīng)鍋爐安裝部門與土建部門雙方簽訂基礎(chǔ)竣工認(rèn)證書后方可進(jìn)行鋼架的安裝。

5.1.2 鋼架安裝

鍋爐鋼架由于運(yùn)輸問題，都是單體送到施工現(xiàn)場，現(xiàn)場必須每片組裝成整體，然后單片整體吊裝就位。質(zhì)量控制要求可參見《鍋爐安裝工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》(GB50273－2009)。鋼架地組見圖3、圖4。

鍋爐鋼架的安裝質(zhì)量將直接影響其它部件的安裝質(zhì)量，故安裝調(diào)校必須仔細(xì)進(jìn)行，同時在調(diào)校過程中還應(yīng)注意的是橫梁與柱在點(diǎn)焊固定后，在同一平面內(nèi)進(jìn)行對稱施焊，以控制焊接變形。

圖3 鍋爐鋼架地組要領(lǐng)示意

圖4 鍋爐鋼架地組檢測示意

鋼架安裝找正時，可根據(jù)安裝基準(zhǔn)標(biāo)高找點(diǎn)，測定各立柱的1m標(biāo)高點(diǎn)，立柱標(biāo)高可用墊鐵進(jìn)行調(diào)整，并緊固地腳螺栓，然后連接各立柱之間橫梁。

鍋爐鋼架安裝順序?yàn)?

鋼柱吊裝及校正→橫梁安裝及校正→樓梯安裝→平臺及欄桿安裝。

通過鋼立柱底板下的調(diào)整墊鐵進(jìn)行調(diào)整。每組墊鐵不應(yīng)該超過3層。墊鐵放置位置應(yīng)保證底板受力均勻，不致變形。立柱就位后，用鐵錘檢查墊鐵不得有松動。

同時對立柱的垂直度進(jìn)行測量:在上、中、下3點(diǎn)進(jìn)行測量調(diào)整;各平臺的標(biāo)高的調(diào)整則以立柱1m標(biāo)高線為基準(zhǔn);經(jīng)全部找正，符合要求后，進(jìn)行澆灌。

5.2 鍋筒及支座安裝要領(lǐng)

5.2.1 安裝基準(zhǔn)

鍋筒的安裝基準(zhǔn)中心和基準(zhǔn)標(biāo)高，是鍋爐框架安裝結(jié)束后投在框架上的基準(zhǔn)中心和1m標(biāo)高點(diǎn)。

5.2.2 安裝前檢查

鍋筒的支座、吊環(huán)，在安裝前應(yīng)檢查其接觸部位。在90°接觸范圍內(nèi)，圓弧應(yīng)吻合，個別間隙≤2mm。

5.2.3 鍋筒的支座應(yīng)符合下列要求

(1)支座與橫梁接觸應(yīng)平整嚴(yán)密;

(2)支座的預(yù)留膨脹間隙應(yīng)足夠，方向應(yīng)正確。

本鍋爐鍋筒總重8.8t，內(nèi)徑為1 600mm，壁厚24mm，全長8 090mm。

鍋筒采用支座固定，支座固定在鋼架平臺上。安裝時可通過支座下部鍥形塊調(diào)整找正;使鍋筒兩端符合水平及標(biāo)高要求，并按圖紙裝焊螺栓。

5.2.4 鍋筒的檢查和校正

(1)檢查管接頭數(shù)、規(guī)格和位置是否正確，管結(jié)構(gòu)是否有損傷，如有損傷應(yīng)在地面修復(fù);

(2)檢查鍋筒內(nèi)外壁有無劃痕、挫傷等缺陷。深度＜2mm的缺陷，磨平光滑過渡即可，深度≥2mm的缺陷補(bǔ)焊磨平;

(3)根據(jù)管接頭的實(shí)際位置檢查并找出鍋筒的縱、橫向中心線(出廠時鍋筒上已經(jīng)做有標(biāo)記，需要確認(rèn))。

5.2.5 鍋筒安裝完畢后的檢查

(1)與鍋筒相連的各連接管對接完畢后，在整體水壓試驗(yàn)開始前應(yīng)進(jìn)行鍋筒內(nèi)的嚴(yán)格清理和檢查，經(jīng)驗(yàn)收合格后，嚴(yán)密封閉入孔門;

(2)鍋筒安裝結(jié)束后，應(yīng)根據(jù)鍋筒中心標(biāo)出水位表的0水位(即正常水位)以及最高最低水位，具體按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行標(biāo)注。

5.3 鍋爐受熱面管子的安裝及調(diào)整

5.3.1 受熱面管子安裝流程

過熱器安裝 →蒸發(fā)器安裝 →主省煤器安裝 →副省煤器安裝 →上下蒸發(fā)器管對接 →各級受熱部件外部集箱安裝 →焊縫焊接及射線檢測。

5.3.2 吊掛式余熱鍋爐的安裝及調(diào)整方法

(1)吊掛式余熱鍋爐與以往施工的干熄焦煙氣余熱鍋爐因其結(jié)構(gòu)形式不同，它的安裝方法也不同。以引進(jìn)日本技術(shù)的寶鋼干熄焦余熱鍋爐為例，主要受熱面和吊掛式余熱鍋爐大致相同，但其每個受熱部件為爐內(nèi)支撐梁進(jìn)行支撐，吊掛式余熱鍋爐則完全依賴于各受熱部件所帶的具有調(diào)整功能的吊耳吊掛各部件，因此受熱部件所安裝的順序完全不同，以往是由下至上安裝，吊掛式則為由上而下進(jìn)行安裝。具體見圖 5、圖 6。

圖5 干熄焦余熱鍋爐受熱面結(jié)構(gòu)形式

圖6 吊掛式余熱鍋爐受熱面結(jié)構(gòu)形式

(2)根據(jù)吊掛式鍋爐的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可以采用吊車及滑輪吊裝各受熱部件，然后利用鏈條葫蘆作為輔助吊裝工具來對各受熱部件的安裝。具體見圖7、圖8。

圖7 安裝工作照

圖8 安裝工作照

(3)受熱部件調(diào)整質(zhì)量的好與壞將直接影響下步焊接的質(zhì)量，可利用可調(diào)式吊掛件進(jìn)行第一次粗調(diào)。第二次精調(diào)各受熱面與外部集箱的連接管道(圖9、圖10)，在調(diào)整過程中需要特別注意的是:受熱部件的管道如有彎曲變形應(yīng)采用機(jī)械的方法進(jìn)行校正，嚴(yán)禁采用熱煨方式進(jìn)行處理。受熱面各部件具體調(diào)整精度可參考《鍋爐安裝工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》(GB50273－2009)。

圖9 尚未調(diào)整的受熱面與集箱連接管道

圖10 調(diào)整完畢的受熱面與集箱連接管道

(4)受熱面管與集箱的連接焊縫以及上下蒸發(fā)器間的聯(lián)絡(luò)管焊縫，由于處于高溫高壓的環(huán)境下，焊縫質(zhì)量必須得到最好的控制，因此焊縫對口調(diào)整時需要引起大家的高度重視。

安裝受熱面應(yīng)充分注意以下幾點(diǎn):嚴(yán)禁在受熱面上引弧;起吊時嚴(yán)禁損傷受熱面，注意管內(nèi)、集箱內(nèi)清潔;對接焊縫按規(guī)定進(jìn)行無損探傷。

5.3.3 通球試驗(yàn)

受熱面管在組合安裝前必須分別進(jìn)行通球試驗(yàn)，試驗(yàn)用球應(yīng)采用鋼球，且必須編號和嚴(yán)格管理，不得將球遺留在管內(nèi)。通球后應(yīng)作好可靠的封閉措施，并做好記錄。

5.4 鍋爐管道加工及焊接工藝要領(lǐng)

5.4.1 管道加工

受熱面管子應(yīng)盡量采用機(jī)械切割，用坡口倒口機(jī)、角向磨光機(jī)和內(nèi)園磨光機(jī)進(jìn)行坡口加工。

5.4.2 管道接頭對口

管徑D≤60mm管子對口，應(yīng)盡量采用管子對口鉗(專用工具)。D＞60mm管子對口應(yīng)采用能靈活拆裝的對口卡具，嚴(yán)禁在管子上焊接“拉碼”強(qiáng)行對口。

5.4.3 焊接工藝及措施

(1)配管對口質(zhì)量不合格的焊縫不得施焊;

(2)雨天或風(fēng)速大于2m/s而未采取防風(fēng)、防雨措施時，不得施焊;

(3)壁厚小于4mm的管子宜采用全氬弧焊焊接，壁厚大于4mm的管子，應(yīng)采用氬弧焊打底，電焊蓋面(為了確保焊接質(zhì)量，鍋爐受熱面管道采用全氬弧焊焊接);

(4)多層焊焊縫的接頭(即起弧點(diǎn)和收弧點(diǎn)應(yīng)錯開，錯開的最小距離不得小于10mm。應(yīng)特別注意收弧和接頭質(zhì)量(充分熔合、熔池飽滿);

(5)薄壁管子(壁厚約3mm的管子)不得采用“一次焊接成形”工藝，必須二次成形，兩層焊肉的接頭必須錯開8～10mm，以確保焊縫內(nèi)、外成形和接頭質(zhì)量。嚴(yán)禁在被焊件上引燃電弧，試驗(yàn)電流或焊接臨時支撐物等;

(6)焊縫質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)按照《蒸汽鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》執(zhí)行。

5.5 鍋爐總體水壓試驗(yàn)的步驟及要求

(1)水壓試驗(yàn)前檢查鍋筒、集箱并清掃干凈;

(2)鍋爐本體壓縮空氣吹掃干凈，再用水沖洗，直到放出的水干凈后才能升壓;

(3)水壓試驗(yàn)時，鍋爐上最少應(yīng)安裝2只經(jīng)校驗(yàn)合格的壓力表，試驗(yàn)壓力以主汽包或過熱器出口聯(lián)箱上的壓力表讀數(shù)為準(zhǔn);

(4)鍋爐總體水壓試驗(yàn)是在汽、水管系并經(jīng)X射線探傷檢驗(yàn)合格后進(jìn)行;

(5)試驗(yàn)所用壓力表2塊必須經(jīng)過校驗(yàn)合格，精度等級不低于1.5級，并且壓力表量程為試驗(yàn)壓力的1.5～3倍。安裝在高點(diǎn)的壓力表安裝在排氣口上，待管箱滿水排凈空氣后安裝;

(6)試壓試驗(yàn)時的環(huán)境溫度一般應(yīng)在5℃以上，否則應(yīng)有可靠的防寒防凍措施;

(7)水壓試驗(yàn)壓力為鍋筒的1.25倍，升降速度一般不應(yīng)大于0.2MPa/min，當(dāng)達(dá)到試驗(yàn)壓力的10%左右時，應(yīng)做初步檢查;如未發(fā)現(xiàn)泄漏，可升壓至設(shè)計(jì)壓力檢查有無漏水和異?，F(xiàn)象;然后，繼續(xù)升壓至試驗(yàn)壓力，保持20min后，壓降值不大于0.05MPa，緩慢降至工作壓力，進(jìn)行全面檢查，檢查期間壓力應(yīng)保持不變;檢查中若無破裂、變形及漏水現(xiàn)象，則認(rèn)為水壓試驗(yàn)合格。

6 結(jié)束語

吊掛式余熱鍋爐的安裝重點(diǎn)及難點(diǎn)在于鍋爐受熱面設(shè)備的安裝順序以及鍋爐受熱面管道的調(diào)整，調(diào)整的精度將直接影響下步的焊接質(zhì)量，從而影響整個鍋爐的安裝質(zhì)量。通過對吊掛式鍋爐安裝工藝的介紹，相信各位對此類結(jié)構(gòu)的鍋爐及其工藝都有了一定的了解，熟悉了這種吊掛式的余熱鍋爐的安裝步驟及其施工方法，在今后的安裝過程中，要針對吊掛式余熱鍋爐的特點(diǎn)，注意受熱面管道的調(diào)整及焊接質(zhì)量問題，最終得到最好的安裝質(zhì)量。