二次再熱塔式鍋爐爐內(nèi)受熱面懸浮移動吊裝技術(shù)研究

段長杰

摘 要：火力發(fā)電廠二次再熱1000MW超超臨界機(jī)組配套的新型塔式鍋爐在國內(nèi)快速發(fā)展，二次再熱塔式鍋爐爐內(nèi)受熱面結(jié)構(gòu)復(fù)雜、布置緊湊，無法采用常規(guī)安裝方法解決施工難題，以山東華能萊蕪電廠百萬千瓦機(jī)組工程二次再熱塔式鍋爐爐內(nèi)受熱面安裝為實(shí)例，采用懸浮組裝整體吊裝爐內(nèi)受熱面調(diào)溫裝置技術(shù)，解決了爐內(nèi)高空作業(yè)安全風(fēng)險(xiǎn)大、施工周期長的難題。開發(fā)了專用軌道梁與電動移動小車組合吊裝技術(shù)，方便管屏提升和就位，實(shí)現(xiàn)了8層管屏的同時(shí)安裝，加快了受熱面安裝速度，縮短了安裝周期，對同類型鍋爐受熱面吊裝具有一定的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：二次再熱塔式鍋爐 鍋爐爐內(nèi)受熱面 懸浮式吊裝 移動吊裝裝置

中圖分類號：TK223 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2018）01（c）-0018-02

二次再熱塔式鍋爐爐內(nèi)受熱面結(jié)構(gòu)復(fù)雜、布置緊湊，設(shè)備重量相比常規(guī)鍋爐成倍增加，該鍋爐不同于“π”型雙煙道鍋爐，爐內(nèi)受熱面從上至下共水平布置8層管屏，全部通過吊掛管懸吊于鍋爐頂板結(jié)構(gòu)上，爐內(nèi)受熱面共計(jì)組合768屏，8000余t，整個(gè)安裝流程繁瑣。本文通過研究創(chuàng)新吊裝工藝，采用懸浮組合整體吊裝爐內(nèi)受熱面調(diào)溫裝置技術(shù)，解決了爐內(nèi)高空作業(yè)安全風(fēng)險(xiǎn)大、施工周期長的難題。設(shè)計(jì)研發(fā)單軌雙向電動移動提升裝置吊裝爐內(nèi)受熱面，該裝置通過遙控器實(shí)現(xiàn)沿軌道的軸向行走，可快速實(shí)現(xiàn)爐內(nèi)受熱面吊裝就位工作。

1 二次再熱塔式鍋爐爐內(nèi)受熱面結(jié)構(gòu)簡介

萊蕪電廠百萬機(jī)組“上大壓小”2×1000MW擴(kuò)建工程鍋爐主機(jī)為哈鍋廠首次設(shè)計(jì)制造，爐膛內(nèi)部受熱面按照其結(jié)構(gòu)分為上下兩個(gè)結(jié)構(gòu)體，上部結(jié)構(gòu)由吊掛裝置吊掛的頂棚管屏、懸吊管及爐內(nèi)調(diào)溫?fù)醢褰M成（見圖1），上部結(jié)構(gòu)全部懸吊于鍋爐頂部懸吊梁上。下部結(jié)構(gòu)則是由蛇形管屏組成，全部與上部結(jié)構(gòu)的懸吊管現(xiàn)場焊接連接，爐膛內(nèi)布置有中間隔墻，將100～122m爐膛分為前后2個(gè)豎井，自上向下依次布置有一級過熱器入口管屏、H型鰭片省煤器、低溫區(qū)再熱器。爐膛100m以下為單豎井，自上向下依次布置有二級過熱器、低壓高溫再熱器、高壓高溫再熱器、三級過熱器、一級過熱器出口管屏。管屏全部為臥式布置，均通過一級過熱器的懸吊管懸吊，集箱外置，爐膛內(nèi)受熱面管屏通過穿墻短管與爐膛外集箱連接。

2 頂棚與調(diào)溫?fù)醢褰M件懸浮吊裝技術(shù)

2.1 頂棚與調(diào)溫?fù)醢褰M件懸浮組合

頂棚與調(diào)溫?fù)醢宓脑O(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)全部由爐頂?shù)牡鯍煅b置及吊掛光管懸吊于爐頂大板梁上，吊掛光管長度12m，是連接吊掛裝置及調(diào)溫?fù)醢濉t內(nèi)受熱面的受力結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)的特殊性決定了不能直接在地面上組合，通過反復(fù)研究其結(jié)構(gòu)原理，將頂棚與吊掛裝置按照圖紙尺寸在地面分為四個(gè)部件整體組合，然后使用固定在爐頂大板梁上的4臺10t卷揚(yáng)機(jī)變倍率串聯(lián)吊裝，將組件起吊懸浮于爐膛13m處，在使用汽車吊將216根吊掛管穿裝至頂棚懸浮件內(nèi)，最后將組件下部的5件調(diào)溫?fù)醢逋ㄟ^54件支撐板固定至吊掛管上，完成組合件的懸浮組裝。

2.2 頂棚與調(diào)溫?fù)醢褰M件吊裝

懸浮的頂棚及調(diào)溫?fù)醢迥K全部組合完成后具備吊裝提升條件，單個(gè)模塊組合重量76t。吊裝采用4臺10t卷揚(yáng)機(jī)，每兩臺卷揚(yáng)機(jī)6倍率串聯(lián)作業(yè)，通過串聯(lián)兩臺卷揚(yáng)機(jī)，使其形成卷揚(yáng)機(jī)組，兩套卷揚(yáng)機(jī)組的額定起吊能力120t，4臺卷揚(yáng)機(jī)相當(dāng)于雙機(jī)抬吊，符合安規(guī)要求。檢查卷揚(yáng)機(jī)的電源及起吊鎖具，檢查無問題后同時(shí)啟動卷揚(yáng)機(jī)，模塊提升過程中應(yīng)嚴(yán)格控制組件的水平度，平面高低差應(yīng)不大于300mm，起吊過程中如出現(xiàn)偏差應(yīng)及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，模塊提升到位后與爐頂?shù)鯒U進(jìn)行連接就位，得益于吊掛梁與頂棚在組合時(shí)嚴(yán)格按照圖紙尺寸立體定位，使得組合后頂棚及調(diào)溫?fù)醢迥K的組合與安裝后的整體定位一致，提升到位后施工人員調(diào)整吊桿與吊掛梁孔的同心度，通過調(diào)整卷揚(yáng)機(jī)起降即可快速完成就位工作。

3 爐內(nèi)受熱面組合及移動吊裝技術(shù)

3.1 技術(shù)路線

采用地面組合、模塊化吊裝的施工方案，最大限度地增加地面組合焊口數(shù)量，減少受熱面高空安裝焊口數(shù)量，提高焊接、安裝速度的同時(shí)也減少設(shè)備吊裝次數(shù)，降低安全風(fēng)險(xiǎn)；在爐頂無介質(zhì)包覆管屏（頂棚）下方布置管屏吊裝的軌道梁、卷揚(yáng)機(jī)、電動行走小車及吊鉤的方式進(jìn)行管屏吊裝，解決吊裝機(jī)械的吊鉤無法穿過頂棚及調(diào)溫?fù)醢搴筮M(jìn)行設(shè)備吊裝的難題；創(chuàng)新設(shè)計(jì)吊裝專用軌道梁、電動行走小車，方便管屏提升和就位，實(shí)現(xiàn)8層管屏同時(shí)安裝，加快受熱面安裝速度。目前，國內(nèi)外尚無超超臨界二次再熱塔式鍋爐受熱面部件安裝技術(shù)的研究。如圖1所示。

3.2 施工準(zhǔn)備及爐內(nèi)受熱面組合

搭設(shè)組合架，進(jìn)行管屏組合，組合前根據(jù)圖紙認(rèn)真對管屏進(jìn)行編號，防止管屏錯(cuò)用，對口焊接前對管屏合金鋼部件進(jìn)行光譜分析；組合過程中認(rèn)真檢查設(shè)備缺陷，并及時(shí)與監(jiān)理、業(yè)主及廠家確定缺陷處理方案，消除缺陷；設(shè)備組合完后，存儲場地要平整，防止管屏變形。

3.3 吊具布置

（1）爐頂無介質(zhì)包覆管屏吊裝完成后，在其下方布置兩道電動行走小車軌道梁，軌道梁爐前、爐后各布置一道，左、右方向行走，每道軌道梁長度22m，務(wù)必保證軌道梁水平度偏差≤10mm，確保軌道梁上的電動行走小車能自由移動。軌道梁通過上、下方的支撐，分別生根到爐頂?shù)倪^渡梁與軌道梁下方的調(diào)溫?fù)醢彘T框上。

（2）4套電動行走小車的布置：每根軌道梁上布置2臺行走小車，小車動力及控制電源接好后，進(jìn)行行走試驗(yàn)，確保移動自如。

（3）卷揚(yáng)機(jī)布置：分別在鍋爐左、右兩側(cè)主、輔鋼架之間，136.5m層布置兩臺10t卷揚(yáng)機(jī)，每臺卷揚(yáng)機(jī)鋼絲繩通過滑輪穿過無介質(zhì)水冷壁管屏鍵入爐膛，再穿過電動小車的滑輪及吊鉤滑輪，鋼絲繩端部最終固定在軌道梁中間的吊耳上。該裝置已申請國家發(fā)明專利（如圖2所示）。

3.4 管屏吊裝

（1）提前清理運(yùn)輸通道上的障礙物，保證道路暢通。

（2）從上至下依次進(jìn)行管屏的吊裝，順序如下：爐膛上部前、后煙道同時(shí)進(jìn)行，4套裝置分別從爐左、爐右兩側(cè)開始吊裝。爐前每套吊裝裝置吊裝4組前煙道一級過熱器入口管屏，管屏焊接完成后再吊裝4組前煙道省煤器管屏，之后吊裝4組低壓低溫再熱器管屏；同步進(jìn)行爐后管屏吊裝，依次為4組后煙道一級過熱器入口管屏、4組后煙道省煤器管屏、4組高壓低溫再熱器管屏；之后每2套吊裝裝置共同吊裝爐膛下部受熱面，依次為：4組二級過熱器管屏、4組低壓高溫再熱器管屏、2組高壓高溫再熱器管屏、1組三級過熱器管屏、1組一級過熱器出口管屏。按照從左、右兩側(cè)向中心、由上至下依次吊裝的順序。管屏運(yùn)輸要與吊裝順序一致，避免在爐膛內(nèi)部存留大量管屏設(shè)備。

3.5 吊裝完成后裝置拆除

完成吊裝后，通過在爐頂無介質(zhì)包覆管屏上方預(yù)留的通道，將吊裝裝置的軌道梁、電動小車依次移出爐膛內(nèi)部，恢復(fù)好包覆管屏，完成施工。

3.6 爐內(nèi)受熱面吊裝技術(shù)取得的效果

爐頂調(diào)溫?fù)醢宓膽腋〗M合整體吊裝技術(shù)僅用時(shí)12d就完成全部安裝工作，相比采用常規(guī)散件吊裝，施工周期縮短19d，節(jié)省施工勞力210個(gè)工日，相關(guān)機(jī)械費(fèi)用降低50%以上。爐內(nèi)受熱面移動吊裝技術(shù)采用的4套吊裝裝置作業(yè)可同步銜接交替進(jìn)行，爐內(nèi)受熱面管屏總量768件，每天平均最少吊裝30件管屏，僅需26d即可完成所有爐內(nèi)受熱面的吊裝工作，相比常規(guī)吊裝法縮短周期約42d，節(jié)省施工勞力320個(gè)工日，節(jié)省50t履帶吊臺班約84個(gè)。由此可見，二次再熱塔式鍋爐爐內(nèi)受熱面懸浮移動吊裝技術(shù)非常值得推廣！

4 結(jié)語

二次再熱塔式鍋爐逐漸將成為未來大容量、高參數(shù)機(jī)組的主力爐型，爐內(nèi)受熱面無論是工作量還是施工周期都是鍋爐本體安裝的最主要工作之一，通過采用懸浮組合整體吊裝技術(shù)、電動移動提升裝置進(jìn)行吊裝作業(yè)，實(shí)現(xiàn)了二次再熱塔式鍋爐調(diào)溫裝置及爐內(nèi)受熱面從人員勞動密集型作業(yè)到自動化吊裝的過渡，吊裝效率大幅提升，過程安全可靠，兩項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)將復(fù)雜的吊裝工藝簡單化，降低施工人員勞動強(qiáng)度，降低成本投入的同時(shí)提高了施工效率，對同類型鍋爐受熱面吊裝具有一定的借鑒意義！

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