F4燃機(jī)余熱鍋爐安裝工藝分析

沈永峰

摘要：簡(jiǎn)介了華能北京熱電廠燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)擴(kuò)建工程建F4型燃機(jī)組成的聯(lián)合循環(huán)供熱機(jī)組余熱鍋爐的概況，講述了余熱鍋爐本體模塊吊裝及脫硝模塊吊裝的過(guò)程。

關(guān)鍵詞：余熱鍋爐；脫硝；模塊；吊裝；外裝封閉

中圖分類號(hào)：TB文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：16723198（2015）26027902

1工程概況

華能北京熱電廠工程建設(shè)規(guī)模為東方電氣/三菱M701F4型燃機(jī)組成的燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)二拖一供熱機(jī)組。全廠配置為：2臺(tái)M701F4型燃機(jī)、2臺(tái)320MW燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)、2臺(tái)余熱鍋爐、1臺(tái)供熱蒸汽輪機(jī)和1臺(tái)320MW蒸汽輪發(fā)電機(jī)。余熱鍋爐設(shè)備由東方鍋爐集團(tuán)設(shè)計(jì)制造，鍋爐采用三壓、再熱、臥式、自然循環(huán)燃機(jī)余熱鍋爐。主要部件包括進(jìn)口煙道、余熱鍋爐本體（受熱面模塊和鋼架護(hù)板）、出口煙道及煙囪、高中低壓汽包、除氧裝置、汽水系統(tǒng)管道、平臺(tái)扶梯等部件以及高、中壓給水泵、除氧泵、旁路除氧器、定排和連排排污擴(kuò)容器及加藥裝置等輔助設(shè)備組成。余熱鍋爐為室內(nèi)布置形式，余熱鍋爐產(chǎn)生三種參數(shù)的蒸氣，分別從高壓系統(tǒng)、中壓系統(tǒng)和低壓系統(tǒng)引出。冬季供熱工況時(shí)，汽輪機(jī)可采用抽凝方式運(yùn)行；也可采用低壓缸解列，高中壓缸背壓運(yùn)行，其排汽及低壓主汽全部用于加熱熱網(wǎng)加熱器。非供熱工況時(shí)，高中低壓缸通過(guò)離合器連成一個(gè)軸，汽輪機(jī)純凝運(yùn)行。冬季供熱工況最大發(fā)電量827.08MW，純凝工況最大發(fā)電量923.42MW，最大供熱量650MW。

2鋼結(jié)構(gòu)的安裝工藝

（1）余熱鍋爐本體部分（不含進(jìn)口煙道）鋼結(jié)構(gòu)分上部A、B和下部A、B、C兩側(cè)，每側(cè)又各有7排，分布從爐前K3柱至爐后K9柱，即共有7組14根立柱，鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件間的連接方式采用焊接和螺栓連接，側(cè)墻板與立柱間的焊接采用圖紙要求的間斷焊，鍋爐鋼架與爐殼組成自支撐型鋼結(jié)構(gòu)，爐殼內(nèi)有保溫及護(hù)板（構(gòu)成換熱室空間）。部份柱腳與基礎(chǔ)的連接為滑動(dòng)結(jié)構(gòu)。#1鋼結(jié)構(gòu)吊裝預(yù)計(jì)從2010年9月22日開(kāi)始施工（視土建交安情況定）。3.5米層以下鋼結(jié)構(gòu)用50t汽車吊吊裝，3.5米以上鋼結(jié)構(gòu)用250t履帶吊吊裝。本臺(tái)鍋爐鋼結(jié)構(gòu)材料選用Q345B，安裝設(shè)計(jì)選用的焊材為J507Φ3.2和J507 Φ4，高強(qiáng)螺栓材質(zhì)為GB/T3632。

（2）余熱鍋爐部分鋼架采用的是鋼架梁、柱和護(hù)板分別為單件，護(hù)板帶有內(nèi)保溫。吊裝前，要按設(shè)備清單仔細(xì)清點(diǎn)設(shè)備，檢查設(shè)備制造有無(wú)質(zhì)量問(wèn)題及運(yùn)輸過(guò)程中有無(wú)損壞，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)反映，問(wèn)題發(fā)現(xiàn)后必須經(jīng)各方確定方案后進(jìn)行處理；鋼架用高強(qiáng)度螺栓使用前必須備有質(zhì)量檢驗(yàn)報(bào)告和廠家質(zhì)保書。

（3）將立柱柱腳、柱頂?shù)目v橫中心線在鋼架上劃出，并標(biāo)出明顯的沖眼及紅三角標(biāo)志，按照上述方法在第一層立柱上畫出1米基準(zhǔn)標(biāo)高線并測(cè)量出主柱彎曲度、扭曲度。

（4）鋼結(jié)構(gòu)的組合工作在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行，組合過(guò)程中不應(yīng)出現(xiàn)變形和下沉現(xiàn)象，以免組合后的鋼架尺寸不符合要求；如果現(xiàn)場(chǎng)施工允許，余熱鍋爐平臺(tái)部分與鋼架相連的斜撐與鋼板等應(yīng)先在鋼架地面組合時(shí)連接完畢，然后由250噸履帶吊進(jìn)行整體吊裝。

（5）鋼結(jié)構(gòu)的連接接頭，應(yīng)在檢查合格后方可焊接；焊接和螺栓并用的連接，應(yīng)嚴(yán)格按照?qǐng)D紙施工。

（6）鋼結(jié)構(gòu)部件吊裝前應(yīng)做好攬風(fēng)繩連接，掛好繩梯，以及做好焊接用的臨時(shí)腳手架的生根措施。

鋼結(jié)構(gòu)部件的吊裝從3.5米層3軸排開(kāi)始，往9軸方向進(jìn)行。完成3.5米層后再吊爐本體鋼架，每吊裝完兩排立柱后，再安裝側(cè)墻護(hù)板。

3模塊的安裝工藝

（1）模塊到貨先進(jìn)行設(shè)備檢查，主要檢查模塊接管質(zhì)量、坡口形式等是否符合圖紙要求，部件是否有無(wú)裂紋、撞傷、龜裂、壓扁、沙眼和分層等缺陷，有缺陷的地方及時(shí)通知各方并進(jìn)行相關(guān)處理，作好記錄并通知廠家，由廠家確認(rèn)不會(huì)造成性能影響后方可吊裝，并相應(yīng)調(diào)整該部件的安裝工藝。

（2）模塊到貨認(rèn)真做好外觀檢查記錄，復(fù)測(cè)各相關(guān)部件之間的距離和尺寸，并進(jìn)行調(diào)整。

（3）模塊為合金鋼的部件要進(jìn)行光譜分析，材質(zhì)應(yīng)符合設(shè)備技術(shù)文件規(guī)定，并作出光譜分析報(bào)告。光譜結(jié)束后對(duì)合金鋼部件做好相應(yīng)標(biāo)識(shí)，防止錯(cuò)用。

（4）模塊到貨檢查管口封堵是否有效，如發(fā)現(xiàn)有敞口通知相關(guān)方確認(rèn)，并保證無(wú)異物遺留在受熱面管子內(nèi)。

（5）模塊吊裝前，必須按照鋼架和模塊圖紙?jiān)阱仩t鋼結(jié)構(gòu)上將吊掛裝置安裝完成。

（6）高溫管屏（高壓一、二級(jí)過(guò)熱器管屏，再熱器一、二級(jí)管屏，高壓蒸發(fā)器管屏）吊裝前將左、右側(cè)上、下集箱端部的螺栓等取下，待管屏吊裝完成后再進(jìn)行裝配，按要求調(diào)整與側(cè)墻的間隙。

（7）中低溫管屏（除上述以外管屏）吊裝前將左、右側(cè)上、下集箱端部的螺栓擰入到（防振裝置）的根部。待管屏吊裝完成后再將螺栓旋出，按模塊裝配圖調(diào)整與側(cè)墻的間隙。

（8）由于單片模塊較長(zhǎng)，約24米左右容易產(chǎn)生變形，吊裝時(shí)需使用廠家提供的專用吊裝架吊裝。

（9）模塊翻身通過(guò)250t履帶吊和2臺(tái)5t卷?yè)P(yáng)機(jī)配合進(jìn)行，卷?yè)P(yáng)機(jī)的滑輪組放置在柱7和柱5的爐頂和爐底，模塊翻身場(chǎng)地設(shè)置在爐右。

（10）模塊起吊后送到爐前或爐后由安裝在爐內(nèi)的電動(dòng)葫蘆接鉤后送到指定位置安裝就位。

（11）模塊吊裝的順序原則上從爐后到爐前，依次為：

模塊9左、模塊9中、模塊9右、模塊8左、模塊8中、模塊8右、模塊7左、模塊7中、模塊7右、模塊6左、模塊6中、模塊6右、模塊5左、模塊5中、模塊5右、模塊4左、模塊4中、模塊4右、模塊3左、模塊3中、模塊3右、模塊2左、模塊2中、模塊2右、模塊1左、模塊1中、模塊1右。

（12）待管屏吊裝完畢后，調(diào)整管屏的上、下集箱標(biāo)高，并將模塊內(nèi)各管屏用金屬連桿連接并按圖焊接固定。

（13）上、下集箱兩側(cè)螺栓按104H-18圖調(diào)整與鍋爐側(cè)墻間隙后，將螺栓點(diǎn)焊固定，高溫段上、下集箱端部的鋼板也要按此圖調(diào)整間隙并按圖焊接固定。

（14）考慮到爐膛施工空間和模塊調(diào)整，限位裝置和擋煙板需再模塊找正完后再安裝，部分擋煙板與其他部件相碰處，需做適當(dāng)修改。

4脫硝系統(tǒng)設(shè)備安裝工藝

（1）脫硝裝置采用SCR全煙氣脫硝。本脫硝工程由兩個(gè)系統(tǒng)組成，一個(gè)是SCR系統(tǒng)，另一個(gè)是還原劑供應(yīng)系統(tǒng)，即氨供應(yīng)系統(tǒng)。SCR系統(tǒng)設(shè)備安裝于余熱鍋爐煙道內(nèi)。SCR系統(tǒng)設(shè)備主要包括氨注射系統(tǒng)、SCR反應(yīng)器鋼構(gòu)架、催化劑、氨氣分配系統(tǒng)等。脫硝裝置采用氨作為還原劑，其制備和供應(yīng)采用尿素?zé)峤庵瓢惫?yīng)系統(tǒng)。

（2）SCR反應(yīng)器鋼構(gòu)架主要用于支撐催化劑，布置在第二與第三模塊組中間，鋼結(jié)構(gòu)共287件，重量為33.473噸，標(biāo)高為3.906m～30.094m，立柱分左中右三排，每排二根，有上下二層，每排分別于地面組合完成后吊裝，立柱下部支座與爐底防震裝置用螺栓連接固定，4根到頂立柱上部與頂護(hù)板用螺栓連接固定。安裝順序?yàn)閺南虏康缴喜俊?/p>

（3）催化劑采用蜂窩式催化劑，主要活性成分為TiO2和V2O5，少量的WO3。

（4）催化劑模塊主要技術(shù)數(shù)據(jù)：模塊合計(jì)138個(gè)，長(zhǎng)寬高為500mm*1925mm*970mm，單重420kg。

（5）催化劑模塊從地面吊至SCR反應(yīng)器裝載平臺(tái)之前，催化劑模塊應(yīng)采用專用工具-液壓翻轉(zhuǎn)裝置將催化劑模塊迅速翻轉(zhuǎn)90度位置，使催化劑單孔垂直于地面。催化劑安裝完畢后，清潔煙氣通道和催化劑層，以防催化劑污染和堵塞。

（6）催化劑裝載系統(tǒng)包括蜂窩式催化劑翻轉(zhuǎn)裝置、單軌吊車、催化劑搬運(yùn)器。

（7）催化劑裝載系統(tǒng)操作流程：

①采用單軌吊車將旋轉(zhuǎn)90°后的催化劑模塊吊到催化劑層的裝載平臺(tái)，然后用手推車將催化劑模塊推到反應(yīng)器催化劑裝載門。

②用外部可移動(dòng)連接軌道將反應(yīng)器裝載門處的單軌吊車軌道和反應(yīng)器內(nèi)部固定軌道聯(lián)到一起；將催化劑吊裝到反應(yīng)器內(nèi)部。

③在反應(yīng)器內(nèi)部，采用帶液壓升降臺(tái)的鐵軌搬運(yùn)器（催化劑搬運(yùn)器），用人工手推車將催化劑模塊沿軌道移進(jìn)到正確的位置。然后通過(guò)液壓控制降低搬運(yùn)器升降臺(tái)，將模塊放置于支撐梁上再退出；連續(xù)操作，除該層每排的最后一塊模塊外，完成該層催化劑模塊的全部安裝。

④催化劑安裝完畢后，移去裝載門處單軌吊車的可移動(dòng)連接軌道。

⑤將催化劑模塊之間和反應(yīng)器護(hù)板墻外的密封片安裝就位。

⑥最后，關(guān)閉裝載門，裝好保溫材料。

5煙囪的安裝工藝

（1）主煙囪布置在距鍋爐9#鋼架立柱往爐后2.6米處，總高80米，煙囪外徑為7.5米，主要由裙座和筒節(jié)（共28節(jié)，每節(jié)高度1050mm～3000mm）組成，總重量約257.6噸。我方對(duì)土建移交的基礎(chǔ)進(jìn)行復(fù)測(cè)，此工作必須在拿到土建移交安裝中間交接單后進(jìn)行。

（2）基礎(chǔ)劃線以鍋爐縱橫中心線為基準(zhǔn)，按基礎(chǔ)圖紙尺寸要求劃線；然后進(jìn)行底部裙座的安裝，地腳螺栓穿好后定位裙座，并確認(rèn)已經(jīng)安裝在規(guī)定范圍內(nèi)。

（3）煙囪基礎(chǔ)二次灌漿采用HSGM-C型灌漿料

（4）根據(jù)廠家技術(shù)資料結(jié)合試驗(yàn)室出具的檢驗(yàn)報(bào)告，灌漿料（HSGM-C型）的加水量一般控制在14%-14.3%之間（重量比HSGM∶水=1：（014-0143）），根據(jù)廠家現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)，考慮到現(xiàn)場(chǎng)溫度低，故加水量調(diào)整為12%-13%（重量比HSGM：水=1：（0.12-0.13））。

（5）待灌漿層強(qiáng)度達(dá)到70%以上后拆模。

（6）筒節(jié)現(xiàn)場(chǎng)組合和拼接，嚴(yán)格按照鍋爐廠圖紙要求，所有外部焊縫都應(yīng)是密封焊縫，加強(qiáng)肋焊縫不允許間斷焊，所有環(huán)焊、縱焊都為單邊V型坡口。

（7）筒節(jié)吊裝：根據(jù)履帶吊的起吊能力，在地面進(jìn)行拼裝組合，盡量減少高空作業(yè)，筒節(jié)現(xiàn)場(chǎng)組合完畢，自下而上用250T履帶吊進(jìn)行筒節(jié)吊裝。

（8）根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)安裝條件、保證施工質(zhì)量及在廠家的供貨狀態(tài)下，對(duì)個(gè)煙囪組合件吊裝，核實(shí)起吊重量和方向，安裝過(guò)程中隨時(shí)測(cè)量煙囪的安裝垂直度，及時(shí)調(diào)整垂直度，擋板門為單件吊裝。

（9）煙囪中心線與HRSG中心線一致，垂直度不大于煙囪高度的1‰且不大于20mm，橢圓度小于1%內(nèi)徑。

6外裝封閉安裝工藝

6.1系統(tǒng)布置情況

1#余熱鍋爐本體隔聲板安裝由爐左側(cè)I2、爐右側(cè)I6、爐前側(cè)KI/1、爐后側(cè)K12布置共4面，I2、I6軸（KI/1～K12），長(zhǎng)度方向?yàn)?7588mm，頂部標(biāo)高44800mm，鋼結(jié)構(gòu)桁架共分12層；KI/1、K12軸（I2～I(xiàn)6），長(zhǎng)度方向?yàn)?3000㎜、24280mm，頂部標(biāo)高44800mm。鋼結(jié)構(gòu)桁架共分13層。鋼桁架分為6部分，分別為：鋼牛腿、主檁（上、下弦）、立檁、Φ32×2.5圓管、Φ12兩端套絲圓鋼、角鋼連接件及螺栓等。

6.2工程范圍

1#余熱鍋爐本體隔聲板、煙囪隔聲板及外裝飾板施工主要安裝內(nèi)容包括鋼桁架、玻璃纖維棉、水泥板、降噪層、復(fù)合板、彩鋼板、波紋板、鋁合板等附屬設(shè)施安裝。

6.3總體思路

余熱鍋爐封閉結(jié)構(gòu)安裝使用的起吊機(jī)械以吊機(jī)為主，采用組合件吊裝，分別布置在鍋爐側(cè)面。

緊身框架立柱上的檁托要求在地面組合、焊接完成后方可安裝，框架安裝前要求將鍋爐鋼結(jié)構(gòu)立柱上布置的檁托、托架安裝及焊接后，吊裝緊身框架立柱和橫梁，然后安裝檁條等。

鍋爐緊身框架安裝完成檢查合格后，進(jìn)行封閉圍板的安裝。

余熱鍋爐及煙囪外裝封閉安裝施工腳手架主要以電動(dòng)吊籃為主。

6.4質(zhì)量控制方法

（1）鋼結(jié)構(gòu)到貨后，對(duì)構(gòu)件外觀進(jìn)行仔細(xì)檢查，包括型鋼厚度、規(guī)格、編號(hào)、螺孔等。

（2）用卷尺進(jìn)行鋼構(gòu)件長(zhǎng)、寬、高、中心偏差等基本尺寸進(jìn)行復(fù)核。

（3）檁條安裝后，立即進(jìn)行中間桁架連接圓鋼的固定調(diào)整。垂直度均采用帶垂直度的水平尺或線墜在兩個(gè)垂直方向進(jìn)行測(cè)量，控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)進(jìn)行固定。

（4）焊接方法采用手工電弧焊方法焊接，焊接材料的選用采用E43型焊條，焊接前應(yīng)仔細(xì)清理焊口，焊縫表面兩側(cè)10-15mm范圍內(nèi)的油、漆、銹、水漬等污物必須清理干凈。電弧焊引弧應(yīng)在焊口內(nèi)進(jìn)行，嚴(yán)禁在被焊工件表面引燃電弧、試驗(yàn)電流或隨意焊接臨時(shí)支撐物，焊接電流選定，一般以平焊位電流值為基準(zhǔn)，橫焊位時(shí)該值減少5%-10%，立焊位時(shí)，該值減少10%-15%，仰焊位時(shí)，該值減少15%-20%。

（5）圍板表面平整度及水平控制，桁架檁條的安裝質(zhì)量，直接決定于圍板安裝的整體效果及美觀。首先在桁架上下弦安裝就位后安排專業(yè)施工人員，通過(guò)桁架安裝附件；連接角鋼、圓管、圓鋼螺桿等進(jìn)行桁架水平檁條及立檁的平整度調(diào)整，達(dá)到整體平整效果。圍板水平度控制，在安裝前測(cè)量好到貨后的圍板自然狀態(tài)下的幾何尺寸，根據(jù)實(shí)測(cè)后的寬度和長(zhǎng)度在桁架已安裝調(diào)整后的上下弦檁條外立側(cè)面進(jìn)行劃線，圍板安裝時(shí)便于垂直度及水平度的控制，圍板安裝保證每層板的底下邊必須是同一水平直線度。

（6）安裝中圍板的吊裝，現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)到貨后的實(shí)際長(zhǎng)度在吊裝易變形位置采取用輕型鋼質(zhì)材料進(jìn)行加固，或者采取立面橫向兩個(gè)吊點(diǎn)進(jìn)行同時(shí)起吊，待起到一定高度時(shí)一端繼續(xù)起升另一端緩慢下放，直到圍板調(diào)整垂直后方可拆除下方吊點(diǎn)。

7結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)此次對(duì)華能北京蒸汽聯(lián)合循環(huán)F4型二拖一供熱機(jī)組模塊吊裝的學(xué)習(xí)及對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際安裝過(guò)程中的實(shí)踐管理中發(fā)現(xiàn)：對(duì)比以往工程，此次工程整個(gè)鍋爐采用全封閉的結(jié)構(gòu)，模塊安裝數(shù)量多而散，工作量相當(dāng)巨大。鋼結(jié)構(gòu)安裝也投入了我方大量人力物力。另外這次安裝的鋼煙囪，高度達(dá)80m，高度高，吊裝難度大，我方在吊裝中克服種種困難，成功完成。由于安裝的鍋爐模塊全是散件，重視前期的模塊檢查和確認(rèn)編號(hào)對(duì)提高模塊吊裝效果十分重要。因施工周期短時(shí)間緊迫，所以必須要有專業(yè)的施工人員，同時(shí)還需專業(yè)負(fù)責(zé)的施工管理團(tuán)隊(duì)；在管理的過(guò)程應(yīng)該多學(xué)習(xí)新的知識(shí)，新的觀念，不斷提高自身的管理水平，從而提高施工效率.施工管理還要加強(qiáng)，過(guò)程控制也是非常重要的。煤礦防治水技術(shù)措施研究