燃煤發(fā)電廠凝汽器安裝關(guān)鍵施工工藝介紹

陸瑞特

摘? 要： 凝汽器是發(fā)電廠的重要設(shè)備之一，凝汽器的安裝進(jìn)度及安裝質(zhì)量直接關(guān)系到后續(xù)工程進(jìn)度節(jié)點(diǎn)的完成及今后機(jī)組運(yùn)行的水平。合理的安裝順序及規(guī)范的焊接作業(yè)是重中之重，基于此，本文通過燃煤發(fā)電廠凝汽器安裝關(guān)鍵施工工藝的介紹，以供探討。

關(guān)鍵詞：燃煤發(fā)電廠、凝汽器、安裝工藝

1、工程概況

某2×1000MW燃煤汽輪發(fā)電機(jī)組凝汽器型式為雙背壓、雙殼體、對(duì)分單流程表面式凝汽器。由兩個(gè)斜喉部、兩個(gè)殼體（包括水室，回?zé)峁芟担?，循環(huán)水連通管及底部的支座等組成的?全焊結(jié)構(gòu)，電機(jī)側(cè)凝汽器為HP（高壓），汽機(jī)側(cè)凝汽器為L(zhǎng)P（低壓）。凝汽器接頸與殼體及汽輪機(jī)低壓缸均為剛性焊接連接，與基礎(chǔ)通過 36 只底部支撐固定。在 HP、LP凝汽器接頸上都安裝有內(nèi)置低壓加熱器和減溫減壓器。凝汽器采用海水冷卻，冷卻管采用鈦管，鈦管安裝采用脹接+密封焊方式。本凝汽器的疏水?dāng)U容器、減溫減壓器、循環(huán)水水室、循環(huán)水管、內(nèi)置低加及各基礎(chǔ)支座為整體制造，殼體、接頸為散件制造運(yùn)輸，到現(xiàn)場(chǎng)拼裝的方式。?

3 凝汽器拼裝

3.1 殼體底板、側(cè)板和接頸拼裝

因安裝現(xiàn)場(chǎng)狹窄，為減少坑內(nèi)作業(yè)，在散件倒運(yùn)至拼裝場(chǎng)地清理檢查無缺陷后應(yīng)先進(jìn)行預(yù)拼裝作業(yè)。

底板拼裝時(shí)，將底部朝下坡口對(duì)準(zhǔn)后檢查水平度、外形尺寸及對(duì)角線尺寸等后先施點(diǎn)焊。在表面焊臨時(shí)加強(qiáng)筋（工字鋼、騎馬鐵）防止變形，由于該機(jī)組凝汽器殼體焊縫為單面焊形式，所以焊縫背部應(yīng)墊相應(yīng)鐵塊作反變形措施。

側(cè)板拼裝時(shí)，應(yīng)注意側(cè)板單面焊縫在殼體外側(cè)，側(cè)板從低壓缸預(yù)留孔中吊放在底板上，外側(cè)朝上，調(diào)整平面度后焊接臨時(shí)加強(qiáng)槽鋼和"I"字鋼，加強(qiáng)件位于焊縫的兩側(cè)和組裝焊縫的邊緣，拼裝時(shí)，首先校核外形尺寸，然后焊接拼裝焊縫。兩側(cè)板在底板豎起，用行車將其臨拋在支墩與基礎(chǔ)之間的縫隙內(nèi)，保證接頸在底板上的拼裝空間。?

接頸拼裝時(shí)，首先拼接接頸的前后左右側(cè)板，拼接的方法及加固措施與殼體的底板相同，并將側(cè)板上的肋板點(diǎn)焊，注意接頸側(cè)板為雙面焊接形式。接頸找正后用槽鋼斜向?qū)⒌装搴蛡?cè)?板固定，在內(nèi)部?jī)蓧K側(cè)板相連轉(zhuǎn)角位置用4～6 塊三角形的鋼板加固，拼裝完成后對(duì)拼裝焊縫做煤油滲透試驗(yàn)。

3.2凝汽器殼體拼裝

凝汽器殼體拼裝分為殼體側(cè)板安裝、殼體端管板拼裝及殼體內(nèi)部部件安裝。殼體拼裝時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注變形控制，可通過槽鋼加固、調(diào)整焊接順序及參數(shù)等方式控制。 在殼體板全部就位后可以全面安裝殼體內(nèi)部的支撐管，支撐管安裝時(shí)需注意圖紙尺寸，以免影響后續(xù)的隔板安裝。?

3.3管板和隔板的安裝

首先在熱井頂部作好各管隔板的定位標(biāo)記，然后將隔板按序號(hào)分別吊入臨時(shí)就位，吊入時(shí)，應(yīng)注意吊點(diǎn)設(shè)置，控制吊裝中的變形。正式就位時(shí)，應(yīng)先將第一塊和最后一塊隔板就位，找平找正，待隔板就位后安裝擋汽板和中間的加強(qiáng)件，然后將隔板與側(cè)板上的加強(qiáng)桿點(diǎn)焊。

管板就位時(shí)，首先將爐側(cè)端管板和A排側(cè)端管板吊起就位，前后管板的距離在安裝時(shí)要分區(qū)多點(diǎn)測(cè)量檢查，保證滿足鈦管的安裝長(zhǎng)度。前后管板應(yīng)保持垂直度一致，管板平面度可通過前后拉圓鋼來調(diào)整，拉緊圓鋼只有在鈦管穿管前才能拆除。同時(shí)注意在施工過程中要做好對(duì)管板的保護(hù)措施。

3.4殼體內(nèi)部部件安裝

在管板和隔板安裝結(jié)束之后，分別進(jìn)行凝結(jié)水收集槽、空冷區(qū)包殼、內(nèi)部抽真空管路及擋汽板等不銹鋼管區(qū)內(nèi)部附件的安裝焊接。在空冷區(qū)包殼及擋汽板的安裝過程中，必須注意與不銹鋼管的安裝距離。

3.5接頸就位及內(nèi)部支撐管系安裝

用行車將接頸就位在殼體上，從排汽口拉鋼絲掛線錘將接頸按設(shè)計(jì)要求找平找正，并再次復(fù)核外形尺寸，以確認(rèn)接頸在臨拋過程中沒有變形。然后按照支撐管系圖紙尺寸將接頸內(nèi)部的支撐管進(jìn)行安裝。在低加卡板安裝前，首先核實(shí)低加尺寸和接頸上的低加開孔尺寸，在保證低加的穿裝空間的情況下，可以在安裝支撐管時(shí)直接將低加卡板安裝上。?

4鈦管穿裝

鈦管穿裝前，應(yīng)完成隔離棚設(shè)置，管板、隔板及管孔的內(nèi)部清洗，穿管前的檢查簽證工作。

4.1鈦管試脹

鈦管在正式脹管前需在試脹板上進(jìn)行試脹，按下列要求執(zhí)行。①脹口無欠脹或過賬現(xiàn)象，脹口處管壁脹薄約 4%～6%，脹管后內(nèi)徑的 Dn 按下列公式計(jì)算：Dn=D1-2（1-a）δ，其中 D1 為管板孔直徑，a為擴(kuò)脹系數(shù)，取值為 4%～6%，δ 為冷卻管壁厚。②脹管及翻邊處應(yīng)平滑光潔，無裂紋和顯著切痕，翻邊角度一般為15°左右。③脹口的脹接深度一般為管板厚度的 2/3～7/8，但擴(kuò)脹部分應(yīng)在管板壁內(nèi)不少于 2～3mm， 不允許擴(kuò)脹部分超過管板內(nèi)壁。

4.2鈦管正式脹接

試脹管合格后方可進(jìn)行正式脹管，脹管采用自動(dòng)脹接。先在管板四角及中央各脹一根標(biāo)準(zhǔn)管，以檢查兩端管板距離有無不一致和管板中央個(gè)別部位有無凸起，造成管子長(zhǎng)度不足等情況。 管子脹接程序應(yīng)根據(jù)管束分組情況妥善安排，不得因程序不合理造成管板變形。換熱管尺寸不夠長(zhǎng)時(shí)，應(yīng)更換足夠尺寸的管子，禁止用加熱或其它強(qiáng)力方法伸長(zhǎng)管子。

4.2.1脹管工藝

脹接前應(yīng)將脹接區(qū)域徹底清理干凈。換熱管的脹接先進(jìn)行后端板側(cè)，并由管孔分布區(qū)域的中部向周圍進(jìn)行，將后端板側(cè)的環(huán)熱管露出長(zhǎng)度調(diào)整至離端板面 1～3mm，然后按設(shè)計(jì)圖樣要求脹接，要求脹接均勻（不允許過脹或欠脹），脹管減薄率為4%～6%。換熱管余量應(yīng)采用內(nèi)切式切管機(jī)將前端板側(cè)的循環(huán)換熱管余量切至離端板 1～3mm，手工除去管端毛刺、飛邊等。

4.3鈦管焊接

工業(yè)純鈦具有良好的焊接性，主要焊接質(zhì)量問題為裂紋、氣孔和氧化。 常溫下，鈦的表面會(huì)形成致密的氧化膜，使鈦很穩(wěn) 定。 但是在高溫下，鈦有很強(qiáng)的吸氫、氧、氮的能力，隨著溫度的提高，鈦吸收氣體的能力更強(qiáng)。 所以，在焊接過程中，一定控制好以下要點(diǎn)：

1、焊前清洗，坡口區(qū)域和焊絲都必須進(jìn)行焊前清洗，清洗時(shí)用濃度>95%的工業(yè)酒精或丙酮仔細(xì)清洗端板表面及孔內(nèi)壁的油污、水分及雜質(zhì);洗凈后的焊件必須保持清潔，暫時(shí)不焊的管口要用塑料薄膜覆蓋，以防二次污染。操作人員應(yīng)穿干凈工作服、帶白手套。

2、加強(qiáng)對(duì)焊接高溫區(qū)域的保護(hù)，杜絕空氣侵入。

3、采用合適的焊接工藝參數(shù)，保證熔池中氫的順利逸出。

4、選用純度更高的氬氣用于焊接和保護(hù)焊接氬氣的純度應(yīng)達(dá)到 99.99%，露點(diǎn)在-40℃以下，HO小于 0.001mL/L。

5、選擇跳焊方法。為防止焊接變形，管-板焊接應(yīng)采取分區(qū)Z形跳焊法（見圖3.1），避免集中區(qū)域過熱變形;保證兩側(cè)同時(shí)施工雙側(cè)施焊時(shí)，在同一根冷卻管的兩端同時(shí)進(jìn)行焊接;單側(cè)施焊時(shí)，另一側(cè)嚴(yán)禁進(jìn)行切、脹、洗管等工作。

鈦管焊接完成后，應(yīng)進(jìn)行外觀檢驗(yàn)。焊縫外觀檢查合格后，再進(jìn)行著色檢查。 所有焊口應(yīng) 100%進(jìn)行 PT 檢驗(yàn)。

5 凝汽器灌水試驗(yàn)

凝汽器組裝完畢后，進(jìn)行汽側(cè)灌水試驗(yàn)。灌水試驗(yàn)的目的是為了檢查鈦管焊縫的嚴(yán)密性，灌水高度要充滿整個(gè)冷卻管的汽側(cè)空間， 并高出頂部冷卻管 100 mm，將各種表計(jì)接口加臨時(shí)堵板或絲堵，凝汽器灌水前所有與凝汽器連通的管道一次門安裝完畢或加裝堵板。開始注水后，水位每上升 1 m 即停止注水，檢查漏水情況。發(fā)現(xiàn)泄漏應(yīng)及時(shí)做好標(biāo)記，根據(jù)具體情況消除。灌滿水后（超過冷卻水管100 mm），經(jīng)24 h 檢查無泄漏后，方可放掉凝汽器內(nèi)部的水。

6 接頸與低壓缸外缸連接

凝汽器在與低壓缸連接前凝汽器底部的正式支座需調(diào)整完成，凝汽器全部由正式支座支撐牢固后方可進(jìn)行連缸作業(yè)。凝汽器與低壓外缸連接時(shí)，應(yīng)預(yù)先在接頸內(nèi)鋪上1 塊帶石棉布木板。 凝汽器與低壓外缸之間間隙均勻，符合焊接要求;調(diào)整好后，多名焊工進(jìn)行對(duì)稱焊接。凝汽器與低壓外缸連接后進(jìn)行內(nèi)部管路及附件的安裝。

待上述內(nèi)部部件安裝完成后，進(jìn)行凝汽器及真空系統(tǒng)灌水試驗(yàn)。

7 結(jié)語(yǔ)

通過上文對(duì)燃煤機(jī)組凝汽器安裝關(guān)鍵施工工藝的介紹，凝汽器的安裝關(guān)鍵在于控制焊接時(shí)的變形量及鈦管的穿裝，對(duì)安裝過程中的工藝規(guī)范性要求非常高，每道工序均環(huán)環(huán)相扣。因此，應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙及設(shè)備廠家圖紙要求，編制施工方案，在作業(yè)前要做好方案交底工作，規(guī)范現(xiàn)場(chǎng)施工人員的操作工藝，這樣才能保證凝汽器安裝工作的順利進(jìn)行，為后續(xù)機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行奠定基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]雷平飛，趙澤有.汽輪發(fā)電機(jī)組凝汽器安裝施工技術(shù)[J].安裝， 2020（7）：37-39.

[2]電力建設(shè)施工技術(shù)規(guī)范第 3 部分：汽輪發(fā)電機(jī)組：DL 5190.3- 2012[S].2012.

[3]楊永富，王祥升.華能玉環(huán)電廠1000MW超超臨界2號(hào)機(jī)組凝汽器組合安裝施工技術(shù)方案[J].電力建設(shè)，2009，30（1）：59-62.