垃圾焚燒余熱爐的安裝施工工藝研究

黃高升

（福建省工業(yè)設(shè)備安裝有限公司，福建 廈門 361000）

伴隨著城市化進(jìn)程的加快，城市規(guī)模和城市人口數(shù)量迅速擴(kuò)大，城市在日常運(yùn)轉(zhuǎn)中產(chǎn)生的生活垃圾數(shù)量也在不斷增長。對于這些垃圾，以往多以填滿的方式處理，近幾年響應(yīng)國家環(huán)保要求很多都會(huì)采用集中焚燒處理的方式，配合余熱鍋爐，利用垃圾焚燒產(chǎn)生的熱量進(jìn)行發(fā)電，實(shí)現(xiàn)能源的高效利用。由于垃圾燃燒的熱值較低，余熱鍋爐本身在結(jié)構(gòu)上與一般鍋爐存在一定區(qū)別，安裝施工工藝也會(huì)有所差異，需要安裝施工人員的重視。

1 工程概況

北方某城市生活垃圾焚燒發(fā)電及餐廚垃圾處理項(xiàng)目日焚燒處理生活垃圾1 200 t，第一期配置2 臺(tái)400 t/d 爐排型垃圾焚燒爐，利用余熱發(fā)電，余熱鍋爐單臺(tái)蒸發(fā)量45 t/h、額定工作壓力4.0 MPa、額定蒸汽溫度400 ℃。鍋爐為單鍋筒、自然循環(huán)中壓鍋爐，懸吊結(jié)構(gòu)，燃燒設(shè)備采用往復(fù)式爐排，爐室、第二、第三通道四周為膜式水冷壁結(jié)構(gòu)。過熱器布置在第三煙道內(nèi)，兩級(jí)噴水減溫器分別置于高、中、低過熱器之間，用于調(diào)節(jié)蒸汽溫度，尾部煙道內(nèi)布置了省煤器[1]。構(gòu)架采用鋼結(jié)構(gòu)，按8 度地震設(shè)計(jì)，室內(nèi)布置，鍋筒采用分散下降管。單臺(tái)鍋爐設(shè)備的主要技術(shù)參數(shù)如下。

額定蒸發(fā)量：45 t/h（不含抽汽）。

額定蒸汽壓力（表壓）：4.0 MPa。

鍋筒設(shè)計(jì)工作壓力（設(shè)計(jì)值）：4.7 MPa。

額定蒸汽溫度：400 ℃。

給水溫度：130 ℃。

排煙溫度：200 ℃。

設(shè)計(jì)燃料：城市生活垃圾。

鍋爐熱效率：81%。

額定垃圾處理量：400 t/d。

2 施工工藝

2.1 鋼架安裝

余熱鍋爐鋼架由左至右為5 列，從爐前至爐后為5 列，共計(jì)14 根鋼柱。鍋爐從上至下布置由梁和水平桁架組合而成的水平支撐，把柱梁連在一起組成立體的空間框架結(jié)構(gòu)。鍋爐基礎(chǔ)縱向主軸線從爐左至爐右總寬度10.98 m；基礎(chǔ)橫向軸線從前到后總長度20.925 m，該鍋爐鋼架為全焊接形式。

2.1.1 工程量確認(rèn)

鍋爐本體鋼架共有14 根立柱，全鍋爐鋼結(jié)構(gòu)總重約340 t（單臺(tái)爐）。

2.1.2 作業(yè)準(zhǔn)備

一是技術(shù)準(zhǔn)備，要求做好對于作業(yè)指導(dǎo)書的審批，確保其完整準(zhǔn)確，鋼架混凝土基礎(chǔ)澆筑完成同時(shí)強(qiáng)度達(dá)到預(yù)期。柱體上需要安裝相應(yīng)的安全設(shè)施，如人爬梯、圍欄等，確保設(shè)施牢固可靠。二是人員準(zhǔn)備，包括行政負(fù)責(zé)人、技術(shù)負(fù)責(zé)人、安全人員、質(zhì)檢人員、焊工和輔工等，特殊工種應(yīng)該做到持證上崗，經(jīng)相關(guān)部門審核備案[2]。所有施工人員都必須經(jīng)過三級(jí)安全教育，考試合格后才能上崗。三是工序交接，鍋爐鋼架基礎(chǔ)施工完成后，鋼架安裝前，需要做好設(shè)備清點(diǎn)和檢查，確保其數(shù)量準(zhǔn)確，外形尺寸符合設(shè)計(jì)要求。

2.1.3 鋼架吊裝

鋼架起吊前先將起吊鋼絲繩綁扎在吊點(diǎn)位置系好鋼絲繩，綁扎好鋼架兩側(cè)鋼爬梯，并將纜風(fēng)繩捆綁在鋼架頂部，每榀鋼架綁扎4 根。所有組合件的吊裝均采用汽車吊：吊裝基本原則為爐右至爐左原則，先形成一個(gè)穩(wěn)定的框架，使整個(gè)吊裝在具有空間穩(wěn)定性的工況下進(jìn)行。鋼架纜風(fēng)繩固定在地錨、已有建筑基礎(chǔ)柱上，用3 t 手拉葫蘆拉緊來調(diào)節(jié)鋼架垂直度，檢查完鋼架垂直度及中心線尺寸后，立即予以固定。Z2—Z3 段上下段組合時(shí)，待上、下段組件中心線完全吻合時(shí)進(jìn)行對口焊接固定，焊接過程中通過纜風(fēng)繩調(diào)整鋼架垂直度[3]。施工作業(yè)時(shí)，2 臺(tái)吊車司機(jī)及起重指揮必須嚴(yán)密監(jiān)視交叉作業(yè)半徑時(shí)2 臺(tái)吊臂及吊件的位置，在交叉半徑內(nèi)必須緩慢回轉(zhuǎn)，以免發(fā)生碰撞事故。吊點(diǎn)選擇如圖1 所示。

圖1 吊點(diǎn)選擇示意圖

2.1.4 配件安裝

一是橫梁和支撐安裝，梁長度偏差符合公差（0～-10 mm）；彎曲、扭曲均小于等于1/1 000 梁長且小于等于10 mm，其余各種尺寸符合圖紙要求。梁和支撐應(yīng)對照圖紙進(jìn)行編號(hào)，并標(biāo)明其所在位置及方向，以防錯(cuò)用。橫梁安裝必須滿足：標(biāo)高偏差±3 mm；水平度偏差小于等于3 mm；中心線偏差±3 mm；接合板安裝平整，位置正確，與構(gòu)件緊貼。二是扶梯安裝。從方便吊裝的角度，先組裝上部再組裝下部，組裝好后按層次疊在一起，扶梯安裝的角度應(yīng)符合圖紙要求，要保持每個(gè)中踏步的水平度。三是欄桿安裝。臺(tái)吊裝結(jié)束后，應(yīng)該立即對欄桿進(jìn)行安裝，要求在同一直線上，欄桿先安裝兩頭立柱，在通過拉線的方式，使中間立柱的間隔保持均勻，上端在同一水平線上平臺(tái)轉(zhuǎn)彎處應(yīng)做好圓滑過渡，外觀合理且美觀[4]。

2.2 汽包安裝

2.2.1 臨時(shí)梁預(yù)裝

在鍋爐Z-2 正—Z-3 正立柱軸向，采用400H 型鋼制作臨時(shí)梁，臨時(shí)梁頂標(biāo)高41.890 m，具體如圖2 所示。汽包中心線標(biāo)高為42 890 mm，內(nèi)徑1 500 mm，壁厚46 mm，托架204 mm，則臨時(shí)梁上頂面標(biāo)高為42 890-750-46-204=41 890 mm。

圖2 1#2#爐汽包吊裝臨時(shí)梁安裝詳圖

2.2.2 吊裝機(jī)具選擇

根據(jù)計(jì)算荷載重量為29.73 t，起重機(jī)幅度為36 m，吊車桿長為75.1 m。根據(jù)吊裝特性曲線表（參考徐工600 t 汽車吊性能表），擬采用600 t 汽車吊作為主吊車。

2.2.3 吊裝作業(yè)

吊裝作業(yè)環(huán)節(jié)，需要確認(rèn)吊具安裝的可靠性，將其緩慢吊裝到距離地面約200 mm 的位置，然后停止吊裝，由現(xiàn)場作業(yè)人員和監(jiān)管人員對吊具性能、受力情況等進(jìn)行檢查，確認(rèn)不存在任何問題后，才能繼續(xù)進(jìn)行吊裝[5]。吊裝作業(yè)環(huán)節(jié)，需要做好相應(yīng)的保護(hù)工作，避免出現(xiàn)鍋爐本體以及法蘭結(jié)合面損傷的情況。當(dāng)鍋筒被吊裝到中心線標(biāo)高+42.89 m 的位置時(shí)，需要在吊掛梁上對其右側(cè)的U型吊桿進(jìn)行固定，鍋筒的左側(cè)則需要設(shè)置在預(yù)制臨時(shí)梁上，確保其整體可以保持水平。在實(shí)施找正工作時(shí)，需要對照鍋爐的中心線以及鍋筒上經(jīng)過復(fù)核的中心線進(jìn)行測量，將鋼架1 m 標(biāo)高點(diǎn)作為基準(zhǔn)確定安裝標(biāo)高。

2.3 受熱面安裝

2.3.1 工程量確認(rèn)

鍋爐四周水冷壁、管屏及上下集箱共重約165 550 kg/臺(tái)，過熱器及集箱、聯(lián)絡(luò)管重約116 598 kg/臺(tái)，省煤器及支架、通風(fēng)梁重約95 204.3 kg/臺(tái)。

2.3.2 注意事項(xiàng)

考慮到鍋爐內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，作業(yè)面狹窄、施工難度較大，將受熱面按照確定好的吊裝順序，在現(xiàn)場地面預(yù)置水冷壁管組、集箱，進(jìn)行檢查、校正、劃線、對口焊接，然后進(jìn)行該組件吊掛、固定、密封裝置等安裝，形成一個(gè)剛性體組合并統(tǒng)一逐件吊裝就位、找正、找平[6]。

2.3.3 安裝作業(yè)

在進(jìn)行受熱面安裝時(shí)，需要保障剛性支架具備足夠的強(qiáng)度，以避免水冷壁發(fā)生永久性變形。完成鍋爐找正過后，可以對水冷壁進(jìn)行找正，找正的精準(zhǔn)是鍋筒縱向中心線、橫向中心線和報(bào)告，從方便操作的角度，中部和下部可以將立柱中心線作為基準(zhǔn)，拉設(shè)鋼絲進(jìn)行檢查。集箱標(biāo)高和水平度的測量可以使用水準(zhǔn)儀等設(shè)備，要求測量人員做好測量結(jié)果的記錄工作。

水冷壁找正后，需要做好臨時(shí)加固。而當(dāng)剛性梁安裝完成后，需要由安裝人員自檢，再交給質(zhì)檢人員復(fù)檢，確認(rèn)合格后，依照圖紙要求對水冷壁4 個(gè)角進(jìn)行焊接[7]。水冷壁組合件安裝的允許誤差見表1。

2.3.4 過熱器安裝

過熱器安裝前，需要先做好集箱的找正和固定，然后同時(shí)對過熱器和連通管進(jìn)行安裝。需要先安裝最前方的一排管道，確認(rèn)其尺寸、標(biāo)高以及垂直度都能夠滿足設(shè)計(jì)要求，對其進(jìn)行牢固焊接，然后以此為基準(zhǔn)實(shí)施后續(xù)安裝作業(yè)。對口焊接前，必須做好坡口的清理和打磨工作，確保組對間隙均勻，管道對口需要滿足內(nèi)壁平齊的要求，錯(cuò)口值不能大于1 mm，也不能超過壁厚的10%。利用直尺來檢查管道對口偏折度，要求在距離焊縫中心200 mm 的位置，偏折度不超過2 mm。

2.4 水壓試驗(yàn)

水壓試驗(yàn)的范圍應(yīng)該包括水冷壁、汽包、下降管、過熱器和集汽集箱等，同時(shí)鍋爐所有的附屬管道和熱工儀表等都需要參加水壓試驗(yàn)。水壓試驗(yàn)的主要目的，是對受壓部件、焊縫、法蘭等的嚴(yán)密性進(jìn)行檢查，分析受熱面在承壓情況下，是否會(huì)出現(xiàn)殘余變形問題。依照鍋爐廠的實(shí)際情況，確定水壓試驗(yàn)的壓力為5.88 MPa[8]。

一是氣密性試驗(yàn)，從空壓機(jī)將軟管接入到臨時(shí)管路氣壓試驗(yàn)接口，針對鍋爐本體實(shí)施氣壓試驗(yàn)，試驗(yàn)壓力為0.3 MPa，達(dá)到該壓力數(shù)值后將閥門關(guān)閉，檢查是否存在漏點(diǎn)。二是將所有排氣閥、壓力閥及水位計(jì)閥門打開，將排污閥、疏水閥等關(guān)閉。開啟給水管道閥門，確保水流可以經(jīng)過主管路和省煤器進(jìn)入到鍋筒內(nèi)，直至集汽集箱排氣閥中有水溢出。等到將殘余空氣全部排盡后，將進(jìn)水閥和排氣閥關(guān)閉，檢查是否存在泄漏。三是在省煤器入口集箱排污口位置，接入電動(dòng)試壓泵，開啟管路上的截止閥，進(jìn)行升壓試驗(yàn)。開啟電動(dòng)試壓泵緩慢升壓至0.47 MPa 時(shí)，暫停升壓，全面檢查焊接焊口處、人孔、手孔和法蘭等無泄漏，繼續(xù)升壓，升壓速度為0.2～0.3 MPa/min，當(dāng)壓力升到工作壓力4.7 MPa 時(shí)，暫停升壓檢查水位計(jì)閥門等有無漏水，受壓元件是否有異常情況。四是如無漏水及異常情況，則關(guān)閉水位計(jì)閥門，按升壓速度0.1 MPa/min，并繼續(xù)升至試驗(yàn)壓力5.88 MPa，保持20 min。然后降至工作壓力4.7 MPa，方可進(jìn)入爐內(nèi)，進(jìn)行全面檢查。檢查期間壓力保持不變。如所有焊縫、法蘭、人孔等無泄露及無其他殘余變形，試驗(yàn)結(jié)束。開始緩慢打開排污閥降壓至0.5 MPa，降壓速度控制在0.20～0.30 MPa/min[9]。

3 結(jié)束語

總而言之，垃圾焚燒發(fā)電余熱鍋爐的安裝相對復(fù)雜繁瑣，涉及的部位和流程眾多，從保障鍋爐安裝施工質(zhì)量的角度，相關(guān)人員必須把握好相應(yīng)的安裝流程，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際工況要求運(yùn)用先進(jìn)的施工工藝，確保所有環(huán)節(jié)的工作都能夠順利有序展開，使得余熱鍋爐的功能可以充分發(fā)揮出來，維持垃圾處理項(xiàng)目的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。