火電廠鍋爐安裝技術(shù)及質(zhì)量控制探究

周航生

（中國電建集團(tuán)福建工程有限公司，福建 福州 350018）

鍋爐作為火電廠重要的機(jī)組設(shè)備，其施工工藝及質(zhì)量控制對電站的安全運(yùn)行起著舉足輕重的作用。文章就火力發(fā)電廠鍋爐在安裝過程中應(yīng)注意的幾個(gè)問題進(jìn)行了探討。當(dāng)前，我國的發(fā)電方式主要是以火力發(fā)電為主，而鍋爐是火力發(fā)電廠運(yùn)行的關(guān)鍵部件。所以，火電廠的鍋爐是否能夠安全地運(yùn)行，與火電廠的電力生產(chǎn)經(jīng)營活動是否能夠正常地進(jìn)行有密切的聯(lián)系。此外，還應(yīng)該在施工現(xiàn)場建立專門的質(zhì)量管理機(jī)構(gòu)，對整個(gè)施工過程展開監(jiān)控與檢查，并能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決問題，從而保證安裝工作的質(zhì)量與進(jìn)度。與此同時(shí)，施工人員應(yīng)該對鍋爐安裝施工中的各種技術(shù)要點(diǎn)有一個(gè)準(zhǔn)確的把握，從而提升安裝操作的規(guī)范性和精確性，保證鍋爐安裝施工的質(zhì)量和效率，為火電廠的電力生產(chǎn)的正常進(jìn)行打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)，進(jìn)而為國家的國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會發(fā)展提供一個(gè)安全、穩(wěn)定、優(yōu)質(zhì)、高效的電力資源。

1 火力發(fā)電鍋爐系統(tǒng)的構(gòu)成

在火電廠的運(yùn)營中，鍋爐設(shè)備的作用是把化學(xué)燃料的能量轉(zhuǎn)換為熱能，對鍋爐受熱面的水進(jìn)行加熱，產(chǎn)生數(shù)量豐富、質(zhì)量穩(wěn)定的過熱蒸汽，并將其傳輸至汽輪機(jī)，驅(qū)動引擎進(jìn)行發(fā)電。隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對能源的需求量與日俱增，導(dǎo)致了火電廠鍋爐的裝機(jī)容量日益增大，安裝工藝也日趨復(fù)雜。煤炭是鍋爐生產(chǎn)和運(yùn)轉(zhuǎn)中最主要的一種燃料，在燃燒之前，煤首先會變成煤粉，然后將煤粉吹入鍋爐的爐膛中，使其燃燒并釋放出熱量?？傊?，火力發(fā)電廠鍋爐的工作過程主要有三個(gè)方面，即燃料燃燒、導(dǎo)熱和蒸氣蒸發(fā)。對于鍋爐裝置的工作原理，即工藝流程，可作以下解釋：在煤倉內(nèi)，原煤通過給煤機(jī)送至磨煤機(jī)，將煤磨成煤粉。它是一種能夠快速到達(dá)煤粉燃燒點(diǎn)并快速進(jìn)入燃燒，并向外部釋放能量的新型燃料，其中心溫度可高達(dá)1500℃[1]。鍋爐內(nèi)壁上存在著大量的水冷壁管。水冷壁和頂部過熱器共同構(gòu)成了鍋爐的輻射受熱表面，在吸收熱量的同時(shí)，也起到了降溫和防止局部壁面燒毀的作用。在鍋爐的生產(chǎn)過程中，煤粉燃燒之后，會產(chǎn)生大量的灰粒，灰粒會在爐內(nèi)底部的冷灰箱中積累，并逐漸進(jìn)行冷卻、固化，最后落入裝爐渣的裝置中，形成固定爐渣。對于高壓給水系統(tǒng)，由給水泵提供至鍋爐的水首先進(jìn)入省煤器吸收鍋爐尾端釋放出的煙氣熱量后進(jìn)入汽包，通過下降管為載體到達(dá)水冷壁的底部機(jī)箱，然后依次分配給四墻水冷壁管。以上均為鍋爐生產(chǎn)過程汽水流程的一部分，從中可以看出，在火力發(fā)電廠中，鍋爐扮演著非常重要的角色，其安裝質(zhì)量的優(yōu)劣，將直接關(guān)系到發(fā)電廠的生產(chǎn)運(yùn)營情況和收益水平。所以，在開展鍋爐設(shè)備的安裝工作時(shí)，一定要按規(guī)范工藝技術(shù)的應(yīng)用流程，提高其標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化程度，才能最大限度地提升設(shè)備的安裝質(zhì)量，從根本上保障其安全可靠的運(yùn)行[2]。

2 火電廠鍋爐安裝工程存在的主要問題

2.1 鋼架問題

在進(jìn)行鍋爐的安裝之前，必須先做好鍋爐鋼架的安裝這個(gè)前期工作，如果不能保證鋼架的質(zhì)量，就會影響到后續(xù)鍋爐安裝作業(yè)和火電廠的正常運(yùn)行，甚至?xí)斐砂踩鹿?。一般來講，鍋爐鋼架故障的成因?yàn)椋海?）在進(jìn)行鋼架安裝操作前，沒有及時(shí)發(fā)現(xiàn)其生產(chǎn)制造問題，造成后續(xù)安裝時(shí)鋼架不平穩(wěn)。（2）鍋爐鋼框架在裝配過程中，因安裝不當(dāng)、吊裝不當(dāng)?shù)仍?，造成鋼框架扭轉(zhuǎn)、變形。（3）在鍋爐鋼架的安裝和質(zhì)量驗(yàn)收過程中，測量儀器的使用不夠科學(xué)，不夠合理，會造成鍋爐鋼架的水平和垂直度等偏差太大，從而造成鍋爐鋼架的嚴(yán)重變形。（4）在鍋爐鋼框架的安裝過程中，沒有按結(jié)構(gòu)圖進(jìn)行焊接、切斷，導(dǎo)致鋼框架的焊接質(zhì)量不合格。（5）在鍋爐鋼架的安裝施工中，若未按圖紙的設(shè)計(jì)要求安裝，將導(dǎo)致其接頭尺寸與設(shè)計(jì)不符，使其在使用中發(fā)生傾斜、扭轉(zhuǎn)[3]。（6）在鍋爐鋼框架的焊接過程中，由于操作者的操作不當(dāng)，導(dǎo)致了鋼框架的開裂。（7）鍋爐鋼架裝配時(shí)，因使用的材料及工裝不符合標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致鋼架質(zhì)量達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)。（8）在鍋爐鋼框架的焊接過程中，操作者若不能嚴(yán)格遵守有關(guān)規(guī)程，將導(dǎo)致焊接質(zhì)量不合格。

2.2 受熱面問題

在鍋爐受熱面的安裝過程中，如果沒有對其管道內(nèi)壁進(jìn)行及時(shí)的通球清理，會造成管道內(nèi)壁的污垢過多，這樣在投入使用后，就會造成介質(zhì)的流動受阻，從而加速管道內(nèi)壁的腐蝕。同時(shí)，由于鍋爐長期運(yùn)行在較高的溫度下，如果出現(xiàn)某些特定的情況，使得其中一個(gè)部位的溫度驟然升高，就會產(chǎn)生鼓包現(xiàn)象。此外，鍋爐的制造質(zhì)量、焊接質(zhì)量、蒸汽再循環(huán)等都會對鍋爐的受熱表面產(chǎn)生較大的影響[4]。

2.3 輔助設(shè)備問題

在鍋爐的安裝工作中，為保證鍋爐的正常運(yùn)行，增加電廠的出力，通常都要使用風(fēng)機(jī)作為輔助設(shè)備。雖然風(fēng)機(jī)只是輔助設(shè)備，但是在選擇時(shí)仍有很多問題，導(dǎo)致所選擇的風(fēng)機(jī)不能很好地保證鍋爐安全穩(wěn)定運(yùn)行要求。在熱電廠的實(shí)際生產(chǎn)中，如果沒有正確的取值，則會對鍋爐的實(shí)際工作參數(shù)產(chǎn)生較大的影響。另外，在安裝過程中，由于各類設(shè)備之間的不協(xié)調(diào)，給施工帶來了很大的安全隱患。

3 火電廠鍋爐安裝工程施工對策

3.1 施工準(zhǔn)備措施

首先，對安裝質(zhì)量進(jìn)行審查。在進(jìn)行火電廠鍋爐安裝工程施工時(shí)，要與施工環(huán)境條件相結(jié)合，選擇適當(dāng)?shù)腻仩t安裝施工企業(yè)，對他們的有關(guān)資質(zhì)進(jìn)行嚴(yán)格審查，保證有序施工，從而提升鍋爐安裝施工的質(zhì)量。其次，仔細(xì)研讀有關(guān)設(shè)計(jì)的描述。在開展鍋爐安裝作業(yè)前，應(yīng)該對鍋爐的各種參數(shù)進(jìn)行仔細(xì)的研究，保證其質(zhì)量符合安裝施工的要求，并且做好其設(shè)計(jì)原理分析工作。最后，檢查并確定裝備的選擇。為了確保裝置的性能和火電廠的整體發(fā)電效率，必須在鍋爐正常安裝的情況下，對安裝階段的各種零部件和設(shè)備進(jìn)行合理的選擇。

3.2 鋼架組裝

在對鍋爐鋼架進(jìn)行裝配前，必須對鋼構(gòu)件進(jìn)行合理的調(diào)整，并對支柱的位置、中線等進(jìn)行準(zhǔn)確的測量。在實(shí)際的測量工作中，要對柱頂?shù)臉?biāo)高進(jìn)行嚴(yán)格的控制，對螺栓的水平進(jìn)行合理的調(diào)節(jié)，對立柱柱腳進(jìn)行固定，并將纜風(fēng)繩暫時(shí)固定在這個(gè)立柱的上端。此外，在進(jìn)行鍋爐鋼架橫梁的安裝工作時(shí)，要盡可能地降低標(biāo)高誤差，對其他重要部件的標(biāo)高進(jìn)行嚴(yán)格的控制，并使用高強(qiáng)度螺栓按要求的力矩來完成安裝連接和固定。

3.3 鍋筒安裝

鍋爐吊裝方案應(yīng)以鍋筒起吊重量為依據(jù)，制定具體的起吊點(diǎn)，在具有相應(yīng)資格的起重人員的帶領(lǐng)下進(jìn)行。在實(shí)施起重作業(yè)之前，一定要認(rèn)真檢查起重工具的實(shí)際狀態(tài)，確認(rèn)沒有問題后方可實(shí)施起重作業(yè)。同時(shí)，在吊運(yùn)、安裝時(shí)，應(yīng)保證爐膛中心線與基準(zhǔn)線相吻合，及時(shí)調(diào)整爐心、標(biāo)高。以上吊運(yùn)工作結(jié)束后，要合理設(shè)置永久性吊具，使鍋爐與鋼框架的橫梁得到有效的固定。

3.4 水冷壁安裝

在設(shè)備清點(diǎn)、編號完畢后，進(jìn)行水冷壁管道的地面拼裝作業(yè)。首先，進(jìn)行通球試驗(yàn)，嚴(yán)格檢查水冷壁管排的真實(shí)尺寸和通流直徑，在所有的鋼球編號工作完成后，按照程序進(jìn)行試驗(yàn)，確保鋼球有序地通過管排。在確認(rèn)水冷壁的流量滿足了相應(yīng)的要求后，則可以開始焊接和固定工作。做好地面的拼裝和剛性梁的臨時(shí)吊掛工作，有秩序地吊裝水冷壁，并對爐子頂部對應(yīng)吊桿的螺絲進(jìn)行合理的調(diào)整，對中基準(zhǔn)，利用梁柱和槽鋼對集箱進(jìn)行有效的加固。其次，在吊裝水冷壁上豎直段時(shí)，前墻、左右墻、后墻組件應(yīng)依次吊裝，并通過增設(shè)吊點(diǎn)來分散應(yīng)力，防止管排變形[5]。

3.5 鍋爐本體就位找正

當(dāng)鋼架安裝完成，并經(jīng)驗(yàn)收后，按照標(biāo)高的具體控制要求，結(jié)合鋼柱的位置，對水冷壁和豎井包墻進(jìn)行定位和調(diào)整，保證前、后墻和兩側(cè)聯(lián)箱的中心都與鍋爐的對稱中心線一致。根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙的標(biāo)高，結(jié)合鍋爐鋼架的具體位置，合理地調(diào)整鍋爐的安裝位置。利用水平儀測量方法，確保前后墻、兩側(cè)墻及后包墻的標(biāo)高與設(shè)計(jì)圖紙相符，并詳細(xì)記錄施工參數(shù)。在將上部管排固定好之后，要根據(jù)圖紙的要求以及安裝施工工序，將下部管排吊裝到位，保證安裝的垂直度與設(shè)計(jì)要求一致，并保證角部焊接的質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。

3.6 省煤器和低溫過熱器安裝

（1）在進(jìn)行安裝工作前，要切實(shí)執(zhí)行單片通球的檢測，并對集箱進(jìn)行仔細(xì)的檢查，保證其符合要求后，再進(jìn)行安裝工作。（2）在省煤器和低溫過熱器管排的安裝過程中，應(yīng)按由里到外的順序安裝，使用合理的安裝方式，安裝蛇形管束時(shí)，應(yīng)選擇有經(jīng)驗(yàn)的安裝工人。（3）嚴(yán)格控制焊接過程中的質(zhì)量，尤其是在管夾管口安裝過程中，要盡可能避免對管排造成破壞。（4）安裝省煤器時(shí)，在確定了具體的安裝位置后，要從低溫區(qū)開始，到中溫區(qū)，再到高溫區(qū)進(jìn)行作業(yè)[6]。

3.7 空氣預(yù)熱器安裝

在安裝空預(yù)器時(shí)，要對設(shè)備參數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確的檢測，對設(shè)備進(jìn)行深度清洗，以保證管路的質(zhì)量。同時(shí)，檢查管板緊固程度和設(shè)備的平整度，如有異常，應(yīng)及時(shí)處理；在管線的鋪設(shè)上，要合理地選擇管線的鋪設(shè)方向；與作業(yè)要求及相關(guān)的吊裝設(shè)備相結(jié)合；在安裝空氣預(yù)熱器的時(shí)候，為了確保裝置內(nèi)部的氣密性，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，必須使用垂直聯(lián)接的方式來實(shí)現(xiàn)管道的首尾相連；在旋轉(zhuǎn)式空預(yù)器中，應(yīng)該按照有關(guān)的技術(shù)要求，進(jìn)行總成的裝配，將各總成的誤差控制在容許的范圍之內(nèi)，強(qiáng)化對法蘭面的車削控制，確保徑向和軸向的密封。

3.8 吹灰器安裝

在鍋爐運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，吹灰器起著舉足輕重的作用，它的運(yùn)轉(zhuǎn)好壞直接影響到鍋爐的發(fā)電量。所以，在進(jìn)行吹灰器安裝作業(yè)之前，應(yīng)該對所有的零件進(jìn)行全面、嚴(yán)格的檢測，確保吹灰器內(nèi)部各個(gè)零件的精度和傳動裝置的靈敏性，從而提升該設(shè)備的工作效率。此外，要根據(jù)火電廠鍋爐安裝的特定標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行安裝，需要遵循的細(xì)則如下。（1）在裝設(shè)吹灰器時(shí)，必須使所需裝設(shè)位置的標(biāo)高偏差小于5mm。（2）在安裝吹灰器噴管時(shí)，必須嚴(yán)格控制它的水平，這個(gè)參數(shù)偏差不能超過3mm。（3）為了保證吹灰裝置的有效運(yùn)轉(zhuǎn)，在安裝噴管時(shí)，必須嚴(yán)格控制噴管的斜率，以保證實(shí)際的工作效率[7]。

4 火電廠鍋爐安裝的注意事項(xiàng)

（1）注意鋼架吊裝的安全性，在進(jìn)行鍋筒吊裝前，必須進(jìn)行相關(guān)的檢查，保證各個(gè)部件的完整性和完好無損，在吊裝到位后，要對鍋筒進(jìn)行焊接，這時(shí)必須打開兩個(gè)端部的蓋子，以保證鍋內(nèi)的空氣流通。室內(nèi)照明設(shè)備應(yīng)保持在較低的電壓下。（2）要保證焊接是可靠的、安全的，不僅要滿足有關(guān)的要求，還要保證焊接所用的材料都是符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的，選擇的焊接工人也要有一定的專業(yè)知識和經(jīng)驗(yàn)，如果出現(xiàn)了焊接缺陷，要立即采取措施進(jìn)行處理。

5 火電廠鍋爐安裝過程質(zhì)量控制目標(biāo)

為了加強(qiáng)鍋爐安裝質(zhì)量管理，消除鍋爐安裝過程質(zhì)量通病，應(yīng)制定切實(shí)可行的預(yù)防措施，嚴(yán)格控制工程質(zhì)量和工藝，杜絕質(zhì)量事故的發(fā)生。使質(zhì)量得到有效控制，提高工程質(zhì)量，以確保下列目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

（1）鍋爐安裝工程質(zhì)量全面達(dá)到設(shè)計(jì)要求、設(shè)備廠家要求及國家標(biāo)準(zhǔn)、部頒標(biāo)準(zhǔn)，創(chuàng)優(yōu)質(zhì)工程。保證充分發(fā)揮設(shè)備設(shè)計(jì)所具有的可靠性和可維修性。（2）強(qiáng)化施工管理和工藝管理，優(yōu)化工程施工，精益求精，消滅質(zhì)量通病，嚴(yán)格控制工程的安全、質(zhì)量、進(jìn)度、現(xiàn)場文明施工，各項(xiàng)技術(shù)、質(zhì)量指標(biāo)符合規(guī)定要求，工期按時(shí)完成。（3）單位工程質(zhì)量合格率100%[8]。（4）使用材料合格率100%，使用正確率100%。（5）主要輔機(jī)的振動、軸承溫度符合規(guī)程規(guī)范要求。（6）鍋爐受熱面焊口無損檢測一次合格率≥98%。（7）消除設(shè)備八漏(漏氣、漏水、漏油、漏灰、漏煤、漏粉、漏風(fēng)、漏煙)。（8）設(shè)備及管道保溫外表面溫度低于50℃，保溫外層平整光滑、無裂紋；保溫金屬罩殼安裝規(guī)范、牢固、搭口良好，保溫外護(hù)板施工工藝規(guī)范，具有工藝觀賞性。（9）小口徑管布置合理、規(guī)范、整齊、美觀。（10）油漆顏色符合設(shè)計(jì)，色澤一致，無流痕、皺褶、氣泡、脫落、返透、污染。（11）各類標(biāo)識的材質(zhì)、規(guī)格統(tǒng)一、齊全正確、醒目、規(guī)范、牢固。（12）整套啟動試運(yùn)期間鍋爐“零”爆管。（13）鍋爐水壓試驗(yàn)、鍋爐整體風(fēng)壓、鍋爐酸洗、鍋爐點(diǎn)火、輔機(jī)試運(yùn)轉(zhuǎn)、整套啟動和“168 小時(shí)”試運(yùn)行一次成功。

6 結(jié)語

隨著工業(yè)化進(jìn)程的加快，人類對能源的需求也在不斷增加，在這種情況下，火力發(fā)電廠如何保證鍋爐的優(yōu)良性能，直接關(guān)系到機(jī)組的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。然而，在實(shí)際安裝鍋爐的過程中，會產(chǎn)生許多問題。為了提升鍋爐安裝質(zhì)量，為火電廠整體安全穩(wěn)定運(yùn)行提供有力保障，應(yīng)該以火電廠設(shè)計(jì)和安裝施工所用設(shè)備的具體情況為依據(jù)，科學(xué)合理地制定施工技術(shù)方案，制定出行之有效的質(zhì)量管理措施。