單筒式除氧器制造工藝研究

哈爾濱鍋爐廠有限責任公司 武玉君 范博

引言: 我公司為某用戶生產的300MW單筒式除氧器采用的是引進技術，結構比較復雜，制造難度很大。在充分消化吸收引進技術的同時，結合我公司現有設備條件，成功生產制造了這臺除氧設備。

1、產品結構技術參數

1.1 結構

結構簡圖如圖1所示

圖1 除氧器結構簡圖

1.2主要特點：

（1）在不改變設備除氧性能的前提下，將原來除氧設備由除氧器和水箱兩部分合而為一，結構更為緊湊，設備占用的空間大大縮小。單筒式除氧設備結構設計尺寸（直徑和長度）可根據特殊要求而改變。

（2）單筒式除氧設備的應用，可降低成本，提高效率，尤其是提高現場設備安裝效率。

（3）水位控制更為簡便。

（4）由于采用了彈簧噴嘴、受水箱及除氧盤等新式內件結構，從而使除氧效果更加良好和簡易。

1.3 主要設計參數及技術要求（見下表）：

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1.4 采用的標準及技術條件

（1）ASME法規第Ⅷ卷《壓力容器》

（2）《壓力容器安全技術監察規程》99版

（3）GB150－98《鋼制壓力容器》

（4）《電站壓力除氧器安全技術規定》

2、主要零部件制造難點及質量控制措施

2.1 左、右標準橢圓封頭

左、右標準橢圓封頭的結構特點和難點為封頭直徑大，直徑約為Di3500；壁厚薄，壁厚約為δ25mm。由于其材質為P1類材質，所以成型方法采用的是正火結合沖壓。封頭展開外徑尺寸幾乎達到D4500mm，目前國內還無法軋制如此大直徑的鋼板，所以封頭下料時采用由兩塊板拼接，焊縫修磨平滑，超聲波探傷合格后沖壓成型，封頭沖壓后，劃封頭四中心線及端部余量線，割除端部余量，并按圖割磨坡口成形，按圖和技術要求無損探傷合格后備用。

2.2 筒身

筒身展開后直徑方向尺寸達到12000mm，由于板厚較薄，運輸以及吊裝都存在難度，目前我廠采用的下料方法是2快板拼接后，按圖劃縱、環縫余量及坡口，然后利用刨邊機按圖刨加工成型。刨加工環縫坡口時，由于筒身中徑ПD中徑較大，因此需在筒身中間部位預先加工一個長度約500mm的退刀槽，然后再加工環縫坡口成形。

2.3 內件概述

單筒式除氧器內件主要包括：隔板、擋板、第一受水箱、第二受水箱、除氧盤、上圍板、下圍板、散水筒等。內件的制造主要注意以下幾個方面：

圖2 隔板簡圖

（1）控制下料精度；

（2）控制折彎精度，首件檢查及樣板檢查；

（3）受水箱體試裝及配磨；

（4）嚴格按焊接工藝要求實施焊接，控制焊接變形。

圖3 第二受水箱

2.4 噴嘴接管是單筒式除氧器中一個非常重要的零件，是除氧器的進水口，結構如圖所示。

2.4.1 噴嘴接管的制造要點：

（1）噴嘴母管內壁機械加工，包括與支管連接管孔。

（2）噴嘴接管裝配時，首先將內法蘭裝焊好，試裝襯管，嚴格檢查件襯管不得深入管子內壁，同時試裝支管，要求襯管的裝配，必須保證支管裝配時與母管相垂直，試裝過程中可對襯管局部伸入母管內壁部分作局部修磨，設裝合格后將支管拆除。注意此時噴嘴接管法蘭暫不裝，因殼體技術要求中注3規定，噴嘴接管法蘭密封面要求與殼體水平截面平行，且在同一平面上，所以此法蘭待總裝時再裝配，便于調整并保證技術要求。

（3）所有焊接接頭進行PT檢測。

3、單筒式除氧器總裝工藝研究

單筒式除氧器的總裝工藝為本文的介紹重點，也是除氧器整個制造過程中的精華所在，只有把各個零部件按圖紙合理的裝焊起來，才能充分發揮各零部件的作用，實現整個設備的功能。

圖5 外殼簡圖

首先按圖接筒體環縫，將整個筒身裝成三大段，即中間除氧內件部分筒體為一段，左，右封頭與兩側其余筒節為左、右段。中部筒身兩敞口端加設環向外支撐環支撐，筒身內部加設防變形十字圓弧板支撐，左，右段筒身敞口端內部加設防變形十字圓弧板支撐。殼體環縫接焊成型，無損探傷合格后，按圖及拼接圖劃四中心線并引至殼體內壁，標記。此時兩端封頭組件暫不扣。將三大段筒身按圖及拼接圖拼成整體，拉筋板焊牢，按圖及拼接圖劃殼體二次線，包括孔線及內、外件裝配位置線，同時在筒身兩條總裝環縫兩側分別各劃一條距環縫中心距離為150mm環向基準線（用于三大段總裝時裝配基準），拆開。裝圓弧支座墊板，支座墊板環向自動焊，端頭手工焊妥。按圖氣割開孔及坡口并修磨成形。

3.1 管接頭裝配。

按圖裝配除氧盤內件區域，即上下圍板區域及附近的管接頭和加強板等附件，因為當隔板、上下圍板裝焊后，若此區域內的管接頭后裝，受空間尺寸影響，管接頭內側焊接及返修空間條件不好，影響焊接質量。并且筒身靠近兩側封頭環縫附近區域的管接頭若先裝焊，則滾輪架擺放受限制，同時封頭環縫附近的管接頭裝配伸出高度，受廠內環縫焊機操作平臺升起高度的限制，必須在封頭環縫焊接結束后再裝焊。管接頭焊后無損檢查，加強板作氣密性檢漏試驗。拆除內支撐，修磨焊疤MT，此時敞口側外支撐暫不拆除。

3.2 內件裝配，內件裝配可參考下圖進行。

圖6 內件示意圖

按圖及位置線裝配隔板，首先裝中隔板，然后以中隔板為基準，向兩邊依次裝配其余隔板，裝配隔板的同時要試裝受水箱體及散水桶，確保受水箱裝配精度及隔板間距尺寸要求；按圖裝兩側上、下圍板及支撐角鋼、橫梁及附件等，包括除氧盤擋板聯接用角鋼，試裝除氧盤擋板，試裝受水箱體，除氧盤模塊等包括附件；保證除氧盤可在下圍板角鋼滑道中靈活滑動，并保證能夠裝配水平度要求。全部試裝結束并合格后，點焊牢全部，將受水箱及散水桶編號標記，并拆下。焊妥內部支撐框架及圍板等，打磨并按圖無損檢查。按圖裝焊防沖擊裝置；按圖裝內部平臺、柵架及扶梯等。

3.3 將所有人孔無法進入的內件先運放于殼體內，并點焊牢固在殼體內壁上，不允許殼體滾動時脫落。接左右兩大段筒體組件，點焊并手工焊打底焊，拆除拉筋及防變形支撐環，打磨焊疤，MT。環縫焊接妥，無損探傷合格。

3.4 按圖裝焊剩余全部管接頭及其附件，包括加強板。無損探傷合格并氣密性檢查。

3.5 按圖裝配彈簧噴嘴接管，并試裝給水母管，試裝合格后將給水母管組件拆下，焊妥彈簧噴嘴接管，焊妥給水母管中管接頭法蘭，無損探傷合格。

3.6 裝焊支座。

3.7 裝妥水壓封蓋，裝焊好水壓端蓋

3.8 按圖水壓試驗，放盡積水。

3.9 按圖裝配受水箱及散水盤等內件，裝配好除氧盤擋板，把緊。

3.10 清理、油漆，包裝發貨。

總裝的順序可以參考工藝流程圖

4、總裝注意事項

4.1 筒身及封頭裝配前裝焊好防變形支撐；

4.2 受水箱、散水筒及除氧盤模塊與相應部件試裝。

5、結論

采用上述制造工藝，為用戶制造的除氧設備目前運行性能、除氧性能良好。由于除氧器結構很復雜，所以不可能介紹的極為詳盡，但是通過上述制造工藝的研究與介紹，對類似產品的生產與制造可以提供大量寶貴的經驗與技術。