電力建設(shè)施工中直流鍋爐安裝的探討

【摘要】直流鍋爐由于具有重量輕、超臨界、消耗少、無汽包的特點，在電力建設(shè)施工中得到了廣泛的應(yīng)用。本文從直流鍋爐的基本概況出發(fā)，探討電力建設(shè)施工過程中直流鍋爐的安裝程序，并對安裝過程中的布置以及如何提高安裝質(zhì)量等問題進行了分析。

【關(guān)鍵詞】電力建設(shè)；直流鍋爐；安裝

1.引言

20世紀(jì)20年代，直流鍋爐被發(fā)明創(chuàng)造出來，30年代開始應(yīng)用，但由于受到當(dāng)時社會經(jīng)濟技術(shù)等因素的制約，自動控制技術(shù)和水處理技術(shù)不夠成熟，直流鍋爐一直沒有得到長足的發(fā)展。直到50年代末、60年代初，因為電廠鍋爐開始轉(zhuǎn)向大容量和高參數(shù)的方向，水處理技術(shù)和自動控制技術(shù)也有了長足的進步，直流鍋爐開始突破經(jīng)濟技術(shù)各方面的制約，廣泛應(yīng)用于電力建設(shè)施工中。

2.直流鍋爐的基本概況

直流鍋爐是指通過水泵壓力，促使給水順序通過省煤器、蒸發(fā)受熱面、過熱器變?yōu)檫^熱水蒸氣的鍋爐。由于給水在進入鍋爐后，水的加熱、蒸發(fā)以及水蒸氣的過熱都是在受熱面中連續(xù)進行的，因此，不需要在加熱過程中進行汽、水的分離，即不會產(chǎn)生自然循環(huán)鍋爐的汽包。

2.1直流鍋爐的工作原理

直流鍋爐與其他鍋爐最大的區(qū)別是不會產(chǎn)生汽包，由于沒有汽包，所以整個鍋爐是由許多管子并聯(lián)而成的，中間用聯(lián)箱進行連接，在水泵壓頭的直接作用下，一次性對給水順序進行加熱、蒸發(fā)和過熱，促使水順序由鍋爐汽水管道依次流過，且保證各個受熱面受熱均勻，完成水加熱、水汽化及水蒸氣過熱的系列過程，最終達到直流鍋爐水蒸氣過熱所預(yù)定的溫度。由于直流鍋爐的水順序都是通過水泵壓頭進行推動的，不是人為操作，所以直流鍋爐的所有受熱面的水順序都是強制流動的。如若水順序在高壓自然循環(huán)的汽包鍋爐的水蒸氣蒸發(fā)受熱面中循環(huán)，一次循環(huán)大概只有10%的水被汽化成水蒸氣，但在直流鍋爐中的水蒸氣蒸發(fā)受熱面循環(huán)，一次循環(huán)可以將全部的水汽化成水蒸氣，不但節(jié)約了鍋爐汽化的時間，還節(jié)約了成本。

2.2直流鍋爐的優(yōu)點

直流鍋爐沒有汽包，能夠迅速啟動和停止，節(jié)約了鍋爐汽化的時間。直流還適用于亞臨界、超臨界以及超超臨界的壓力鍋爐，應(yīng)用范圍十分廣泛。同時，由于直流鍋爐采用小管徑水冷壁，提高了傳熱能力，減少了本體的消耗量，減輕了鍋爐重量，水的流動阻力又都通過水泵來推動，大大節(jié)約了制造成本和運行效率。

2.3直流鍋爐的缺點

由于直流鍋爐的水冷壁是金屬構(gòu)造，熱慣性和儲熱量都較小，是快速啟動及停止的能力進一步提高，但熱慣性也會帶來一定的問題，它使水冷壁對熱偏差的敏感性增強，當(dāng)煤質(zhì)變化或爐內(nèi)火焰發(fā)生偏斜時，各管屏的熱偏差增大，導(dǎo)致個管屏出口工質(zhì)參數(shù)產(chǎn)生較大偏差，進而使工質(zhì)流動不穩(wěn)定或者管子超溫。此外，直流鍋爐由于沒有固定的汽水分界面，隨著給水流量和燃料量的變化，受熱面的省煤段、蒸發(fā)段和過熱段長度也發(fā)生變化，促使氣溫也發(fā)生變化，這就加大了氣溫調(diào)節(jié)的難度。

3.直流鍋爐的安裝程序

3.1直流鍋爐鋼架的架設(shè)

在架設(shè)直流鍋爐鋼架時，要實現(xiàn)對施工平臺進行嚴(yán)格檢查和校對，鋼架的長度、標(biāo)準(zhǔn)高度、彎曲度和最大尺寸都要嚴(yán)格遵循直流鍋爐的鋼架架設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，確保不出現(xiàn)一絲一毫的誤差，否則就會在施工過程中埋下安全隱患。此外，為了提高架設(shè)的質(zhì)量，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格采用先組對、后吊裝的步驟，一組組完再組下一組，不可操之過急，組對完畢后在進行架設(shè)。此外還要確保鋼架的底部平整結(jié)實，避免出現(xiàn)鋼架受壓變形的問題，在對鋼架進行焊接時，先采用U型膠管用墊鐵將縫隙超平，再進行焊接，如此可以減少誤差，提高焊接的質(zhì)量。鋼架吊裝采用爐膛后部緩裝的方法，主體部分運用CKE2500履帶吊作業(yè)，SC500履帶吊配合吊裝，如圖1，虛線框內(nèi)為鋼架緩裝部分。結(jié)構(gòu)線框內(nèi)為CKE2500履帶吊作業(yè)活動范圍，結(jié)構(gòu)線所示為履帶吊退場路線。鋼架最重件為23t，CKE2500履帶吊（塔身仰角83°，主臂61m，副臂30.5m）能滿足吊裝要求；在鋼架吊至第8段時，CKE2500履帶吊副臂加長至39m。每一層鋼架分單元框架吊裝，單元框架的劃分主要根據(jù)該節(jié)各層結(jié)構(gòu)布置情況及地面組裝的范圍來定。一個單元框架吊裝順序依次為柱、柱間梁、垂撐組合件、較次梁、小次梁和水平撐。

在每一層鋼架吊裝過程中，還有注意及時穿插吊裝煙風(fēng)道和其他相關(guān)設(shè)備的問題。為了確保后煙井受熱面吊裝，緩裝壓力層L～M、B10～B40之間的部分結(jié)構(gòu)梁作為管排的吊裝通道。爐頂?shù)鯒U梁根據(jù)受熱面吊裝順序和吊裝方式有選擇地進行吊裝。

3.2直流鍋爐受熱面的安裝組合

3.2.1組合原則。根據(jù)吊裝機械的起重能力以及設(shè)備到貨的實際情形，對受熱面進行全面的組合，在最大程度內(nèi)在地面開展組合工作（包括各類受熱面結(jié)構(gòu)附件）。3.2.2吊裝整體思路。先將直流鍋爐的機具進行分配，再對質(zhì)量鍋爐的受熱面進行安裝組合，為了確保施工的時間和進度，應(yīng)當(dāng)采用先分段吊裝，再局部組合的步驟依次進行，如此既保證了鍋爐內(nèi)部受熱面、水冷壁以及尾部豎井的施工，又保證了外部外圍系統(tǒng)的同步施工，大大節(jié)約了施工的時間。對冷水壁進行安裝組合時，要考慮到管道變形和高空安裝的難度，在直流鍋爐鋼架的兩側(cè)再架設(shè)兩道加固梁，用事先焊接好并進行加固的掛鉤吊裝，吊裝時用滑輪組進行串聯(lián)，吊裝速度要平穩(wěn)緩慢。水冷壁安裝組合好后，再進行臨時加固，既減少了重復(fù)吊裝的次數(shù)，又降低了高空吊裝的風(fēng)險。

3.3受熱面安裝控制

3.3.1管排變形及爐膛尺寸控制。根據(jù)管屏特點，分別對上部垂直水冷壁、中下部螺旋水冷壁的變形和爐膛尺寸采取了如下控制措施：a）上部垂直水冷壁為整體組裝，長、寬尺寸都非常大，為此在管屏起吊前經(jīng)計算對管屏用工字鋼進行“井”字形框架結(jié)構(gòu)加固，在長度方向上共加固兩道，兩道加固梁在起吊時用滑輪組進行串聯(lián)。吊裝翻身時采用兩機抬吊的方式，翻身過程需平穩(wěn)緩慢。b）中下部水冷壁為螺旋式結(jié)構(gòu)，水冷壁管與水平方向成17.893°角傾斜，在垂直方向上受力差。為此，在地面組裝時將垂直張力板與螺旋管屏一起組裝，一方面大大加強了管屏在垂直方向上的剛性，不論在起吊翻身還是管屏就位過程中都能使管排變形得以控制；另一方面，通過在垂直張力板上打樣沖眼標(biāo)記，使得高空安裝時管屏定位基本如地面組裝尺寸，安裝尺寸誤差極小。3.3.2安裝進度控制。鍋爐中、下部螺旋式水冷壁與上部垂直管屏通過過渡聯(lián)箱轉(zhuǎn)換連接，中部連接散管焊口工作量以及密封工作量都相當(dāng)大，這一區(qū)域的安裝進度嚴(yán)重制約著中下部水冷壁的吊裝；另外，由于中下部螺旋水冷壁采用了垂直張力板剛性梁系統(tǒng)，連接形式復(fù)雜，尤其是剛性梁的鐵件，是常規(guī)亞臨界鍋爐的3倍，這一區(qū)域剛性梁系統(tǒng)的安裝嚴(yán)重影響冷灰斗的關(guān)門時間。為此根據(jù)水冷壁中間集箱張力板支撐結(jié)構(gòu)的布置特點，通過計算分析，有選擇地先將部分散管焊口、散管鰭片密封和水冷壁中間集箱張力板支撐結(jié)構(gòu)進行安裝，以保證中部水冷壁臨拋安裝時承力足夠。中部水冷壁管排吊裝采用吊裝一片，找正一片，四側(cè)水冷壁同時往下吊裝的方式，找正時以地面組裝尺寸為依據(jù)。找正結(jié)束后完成張力板連接，使下部管排吊裝時能通過張力板將載荷傳遞給垂直水冷壁。

4.提高直流鍋爐安裝質(zhì)量的措施

4.1提高直流鍋爐安裝人員的專業(yè)素質(zhì)

由于直流鍋爐的安裝具有一定的風(fēng)險性，因此一定要選擇專業(yè)的技術(shù)人員進行施工，為確保萬無一失，在直流鍋爐的安裝施工之前，要對專業(yè)技術(shù)人員進行統(tǒng)一的培訓(xùn)考核，以此加固技術(shù)人員的專業(yè)化知識，提高他們的專業(yè)素質(zhì)，在電力建設(shè)施工過程中，選用鍋爐安裝專業(yè)知識培訓(xùn)考核合格且具有專業(yè)的鍋爐安裝上崗證的技術(shù)人員進行直流鍋爐的安裝。此外，在直流鍋爐的施工過程中，要選派以為經(jīng)驗豐富的項目經(jīng)理或者直流鍋爐安裝方面的專家進行現(xiàn)場監(jiān)督和指導(dǎo)，項目經(jīng)理或?qū)＜乙欢ㄒ哂兄绷麇仩t安裝方面強硬的專業(yè)化知識，豐富的實踐安裝經(jīng)驗以及高素質(zhì)的業(yè)務(wù)技能水平，如此才能更好的監(jiān)督和指導(dǎo)，并確保直流鍋爐的安裝工作更加有效、安全的進行。

4.2嚴(yán)格篩選直流鍋爐的安裝材料

直流鍋爐安裝材料的質(zhì)量高低直接影響著直流鍋爐的最終運行，直流鍋爐運行得當(dāng)，電力工程才能如期完成，直流鍋爐運行不得當(dāng)，電力建設(shè)工程不僅要拖延工期，還會浪費很多的人力、物力和財力，因此，直流鍋爐安裝材料的選擇至關(guān)重要。直流鍋爐安裝材料的選擇，一定要選擇信譽良好、規(guī)模較大的生產(chǎn)產(chǎn)家，生產(chǎn)產(chǎn)家的直流鍋爐安裝材料一定要帶有法定的材質(zhì)證明書和合格證，另外要詳細(xì)記錄生產(chǎn)廠家的公司地址和生產(chǎn)地址，保管好雙方交易的合同證件，確保在安裝材料的材質(zhì)出現(xiàn)問題時，可以做到有據(jù)可查，有理可依。同時，直流鍋爐的安裝材料除了要有生產(chǎn)產(chǎn)家的合格證明之外，還要送往電力的監(jiān)理單位和施工單位進行共同驗收，驗收合格后，方可投入使用。

4.3合理選擇直流鍋爐安裝設(shè)施

由于直流鍋爐的安裝程序比較繁瑣復(fù)雜，施工過程中還面臨高空吊裝的風(fēng)險，因此，直流鍋爐的安裝設(shè)施一定要現(xiàn)在性能狀態(tài)良好，且具有法定合格證的安裝設(shè)施才可投入使用。直流鍋爐安裝設(shè)施中較大型的設(shè)備，必須選擇定期進行保養(yǎng)、校正且性能良好，并經(jīng)過年審檢驗合格的設(shè)備，性能良好的安裝設(shè)施，才能更好、更安全的完成直流鍋爐高空吊裝的工作，避免因設(shè)施性能不良造成完全事故。

直流鍋爐安裝設(shè)施中一些用于測量和檢驗的精密儀器，必須具有相應(yīng)的技術(shù)質(zhì)量檢測證明，證明合格后，送往指定的機構(gòu)進行儀器精確度的檢驗和校正，才能進行直流鍋爐的測量，避免出現(xiàn)誤差，造成不必要的損傷。

5.結(jié)束語

隨著我國經(jīng)濟技術(shù)的日益發(fā)展，直流鍋爐技術(shù)越發(fā)成熟，在我國電力建設(shè)施工過程中發(fā)揮著越來越重要的作用，但依然存在不少進步空間。只有掌握安裝程序，并進行的合理的利用，才能確保電力建設(shè)施工中直流鍋爐的安裝萬無一失。

參考文獻

[1]古海東.電力建設(shè)施工中直流鍋爐安裝的探討[J].沿海企業(yè)與科技，2009，（5）：156-158

[2]魏海斌，王先文.超臨界直流鍋爐螺旋水冷壁安裝介紹與措施[J].山西電力，2012，（3）：58-60.

[3]霍東方，王軍，何維等.超臨界變壓直流鍋爐的啟動和主汽超溫的處理[J].電力建設(shè)，2006，27（4）：11-13，17