余熱鍋爐省煤器更換施工工藝

王令強，馬春緯，劉 楊，陳曉勇

中國石油天然氣第一建設(shè)有限公司，河南洛陽 471023

中國石油大慶石化140×104t/a重油催化裝置有2臺余熱鍋爐，每臺鍋爐有4組省煤器，其中6組省煤器質(zhì)量為28.1 t，另外2組質(zhì)量為29.7 t。由于省煤器換熱效率降低，需要全部更換，另外省煤器之間的中間連接煙道、省煤器與底部連接的膨脹節(jié)也需要一同更換。運用余熱鍋爐省煤器更換施工工藝，僅用8 d時間完成了8組省煤器模塊及中間連接煙道和2個膨脹節(jié)的更換，大大提高了省煤器更換施工效率。

1 施工方案比選

每臺鍋爐4組省煤器模塊上下豎向布置，利用中間連接煙道連接，省煤器模塊上部通過膨脹節(jié)與過熱器模塊相連，底部與煙道通過膨脹節(jié)相連，均為焊接連接。

余熱鍋爐省煤器拆除平面布置見圖1。兩臺余熱鍋爐位于中部，西側(cè)為泵房，南側(cè)為泵房2，東側(cè)為三級旋風(fēng)分離器，北側(cè)為排煙煙囪和煙道，吊車站車位置在管廊北側(cè)7#道路。吊裝作業(yè)需跨越水平煙道，作業(yè)半徑大，根據(jù)吊裝計算選用400 t履帶吊車進行模塊吊裝及倒運[1]。

圖1 余熱鍋爐省煤器拆除平面布置

根據(jù)現(xiàn)場平面布置、空間結(jié)構(gòu)以及實測數(shù)據(jù)，初步形成三種模塊更換方案。第一種：2臺余熱鍋爐的省煤器模塊拆除后均從鍋爐（L-2）東側(cè)6 m平臺處拆除及運輸。受吊裝及運輸影響，需要拆除該平臺上的定排罐及配套管道和勞動保護平臺，還需拆除該平臺上2臺鍋爐省煤器模塊之間的儀表穿線管。按照此方法，400 t履帶吊車可站在固定位置完成所有吊裝，無需吊車移動走車，減少了移車的相關(guān)工作。第二種：兩臺鍋爐省煤器模塊拆除后，東側(cè)鍋爐（L-2）的模塊從東側(cè)平臺運輸，西側(cè)鍋爐（L-1）的模塊從西側(cè)平臺運輸。這樣也需拆除定排罐及配套管道和勞動保護平臺，而且鍋爐（L-2）西側(cè)運輸空間較小，為滿足模塊運輸要求，還需拆除西側(cè)鍋爐立柱，并采取加固措施，在吊運過程中400 t履帶吊需來回行走繞過煙囪進行吊裝，并且還需要倒運超起配重。此方案拆除、加固及恢復(fù)工作量較大，大型吊車工作效率低，省煤器更換速度慢。第三種：省煤器模塊從鍋爐頂部吊出，該方案需要拆除鍋爐頂部煙氣入口、過熱器及其配套管道，400t履帶吊也需要繞過煙囪進行吊裝，還需要倒運超起配重。拆除及恢復(fù)的工作量較大，吊車?yán)眯什桓?。綜合上述三種方案，在考慮工期、工作量以及成本等綜合因素下，決定采用第一種方案，施工效率高。余熱鍋爐結(jié)構(gòu)立面見圖2。

圖2 余熱鍋爐結(jié)構(gòu)立面示意

2 施工工藝

2.1 施工流程

省煤器模塊更換施工流程見圖3。

圖3 省煤器更換施工流程

2.2 移動小車、軌道準(zhǔn)備

省煤器拆除后，向外倒運時需要依靠移動小車運輸，小車選用自重小、承載能力大、移動平穩(wěn)順暢、牽引力小的12 t級規(guī)格。搬運每組省煤器時使用4個12 t級移動小車，能夠滿足省煤器模塊重力載荷[2]。

為使設(shè)備平穩(wěn)運輸。移動小車下方鋪設(shè)HW350×350×12×19的H型鋼軌道，軌道上部翼緣板兩側(cè)敷設(shè)∠25×3角鋼,每隔150 mm點焊，固定在H型鋼上，防止移動小車脫落。兩側(cè)翼緣板之間每隔500 mm用一節(jié)D42 mm×3 mm的短管點焊連接作為支撐，腹板兩側(cè)交替增加支撐，增加型鋼的強度，保證小車在運輸模塊過程中的安全性，確保省煤器模塊在軌道上運行的安全性和穩(wěn)定性。制作完成的軌道如圖4所示。

圖4 自制移動小車軌道

軌道型鋼在敷設(shè)時，兩段軌道連接處應(yīng)置于鋼結(jié)構(gòu)平臺橫梁處，并把軌道點焊在結(jié)構(gòu)平臺橫梁上，確保軌道穩(wěn)固。吊車?yán)Ф撕附庸潭ㄔ阡摻Y(jié)構(gòu)上。

2.3 模塊拆除前準(zhǔn)備及加固

余熱鍋爐省煤器模塊拆除之前，需要提前拆除鍋爐L-2東側(cè)R-3罐及其附屬管道、儀表控制箱、儀表穿線管、勞動保護平臺及余熱鍋爐鋼結(jié)構(gòu)框架EL 8 800 mm層寬度方向的橫梁。

余熱鍋爐支座承重分布為：EL 6 000 mm層彈簧支座支撐低溫省煤器下模塊、低溫省煤器上模塊及中間連接煙道Ⅱ、Ⅲ的重量；EL 13 600 mm層剛性支座支撐高溫省煤器下模塊、高溫省煤器上模塊、過熱器模塊及中間連接煙道Ⅰ、Ⅱ的重量。

省煤器模塊拆除順序由下而上，因此每個模塊拆除前需要對其上部模塊進行加固固定。為保證在拆除低溫省煤器及下部的膨脹節(jié)后，下部煙道不發(fā)生變形和位移，需要在鍋爐鋼結(jié)構(gòu)框架EL 6 000 mm層橫梁的橫向、縱向及豎向使用［10槽鋼進行加固，與膨脹節(jié)本體進行焊接連接。

將軌道型鋼焊接固定在余熱鍋爐EL 6 000 mm層鋼結(jié)構(gòu)上，兩端用［14槽鋼連接加固，在兩條軌道型鋼運輸模塊一側(cè)的端部焊接兩個10 t級板式吊耳，用于牽引模塊向外運輸。在加固槽鋼中間各焊接一個10 t級板式吊耳[3]，吊耳上設(shè)置定滑輪。400 t履帶吊車通過定滑輪牽引省煤器配合倒鏈牽引出省煤器。

2.4 省煤器拆除

在鍋爐鋼結(jié)構(gòu)框架EL 16 740 mm層端面橫梁兩側(cè)各焊接一個10 t級板式吊耳，同時在被拆除的省煤器模塊本體框架4個角上各焊接一個10 t級板式吊耳，用倒鏈將省煤器上部4個吊耳懸掛于EL 16 740 mm層端面橫梁上的吊耳上。

首先，拆除低溫省煤器（下）上方的中間連接煙道Ⅲ。為方便運輸，可將其拆成1 000 mm長的小塊鋼板。拆除完后割開低溫省煤器（下）與中間連接煙道的焊縫，利用倒鏈提升低溫省煤器（下）。將軌道型鋼塞入省煤器（下）模塊下部，在軌道型鋼上放置4臺移動小車，用倒鏈回落模塊至移動小車上。利用倒鏈及400 t履帶吊將省煤器模塊從鍋爐框架內(nèi)拉出。按此方法依次將其他省煤器模塊拆除并倒運出鍋爐框架內(nèi)。模塊運輸示意見圖5。

圖5 省煤器模塊運輸示意

模塊運輸?shù)捻樞驗椋合冗\輸東側(cè)鍋爐L-2的4組省煤器模塊，再運輸西側(cè)鍋爐L-1的4組省煤器模塊；2臺鍋爐的省煤器模塊同時施工拆除，交替運輸互不影響。

2.5 中間連接煙道預(yù)制

所有連接煙道全部需要現(xiàn)場預(yù)制、安裝。根據(jù)設(shè)備安裝承重情況，中間連接煙道Ⅱ提前預(yù)制成框安裝，中間連接煙道Ⅲ及中間連接煙道只進行切割成片并留有安裝余量，中間連接煙道Ⅰ利舊，根據(jù)與高溫省煤器上模塊之間實際尺寸調(diào)節(jié)安裝。中間連接煙道Ⅲ及中間連接煙道待現(xiàn)場測量后切除余量安裝焊接，如圖6所示。

圖6 中間連接煙道III分片安裝

2.6 省煤器模塊安裝

模塊安裝采用從上到下的順序依次安裝，每個模塊用400 t履帶吊吊裝至導(dǎo)軌上，通過移動小車將模塊滑移至余熱鍋爐框架內(nèi)，利用框架內(nèi)安裝的10 t倒鏈提升模塊至安裝標(biāo)高，并將模塊進行臨時加固固定[4]，然后摘除倒鏈。按此方法依次吊裝下一層省煤器模塊并進行定位固定。所有省煤器模塊都更換完成后，將低溫省煤器下模塊用倒鏈提升至懸空200 mm，抽出導(dǎo)軌型鋼及小車，利用中間空隙設(shè)置滾杠拆除下膨脹節(jié)，更換新膨脹節(jié)。連接煙道在低溫省煤器模塊與膨脹節(jié)安裝定位調(diào)整后分塊安裝焊接。模塊的安裝及倒運見圖7。

圖7 新省煤器模塊安裝

安裝承重支座時注意各個支座的安裝位置，特別是支座長圓孔的布置方向，支座螺栓盡量靠近長圓孔外側(cè)，以滿足高溫狀態(tài)設(shè)備的自由膨脹。設(shè)備支腳下墊不銹鋼鋼板，不銹鋼鋼板與橫梁焊接固定，而與設(shè)備支腳不焊接，因此支座可自由滑動。

與利舊煙道及過熱段接口連接處，對破壞的襯里結(jié)構(gòu)用耐火硅酸鋁纖維和隔熱耐磨襯里進行恢復(fù)。

3 結(jié)束語

本次2臺余熱鍋爐8組省煤器更換，成功運用了移動小車、軌道、吊車、滑輪、倒鏈等工具及其有效配合，在僅8 d時間內(nèi)將8組省煤器及2個膨脹節(jié)順利更換完成，為后續(xù)改造工作留出了充裕的時間。該方法對同行業(yè)余熱鍋爐省煤器等模塊的更換施工有一定的借鑒意義。