超臨界鍋爐螺旋水冷壁安裝

摘要：國產(chǎn)超臨界電站鍋爐已經(jīng)成為當前火電建設大容量機組選用的主流設備，螺旋水冷壁安裝在這種類型鍋爐安裝過程中屬于技術(shù)工藝要求高，吊裝、安裝施工難度大。文章主要介紹了西北電力建設第三工程公司在國電蒲城發(fā)電廠三期2×660MW機組超臨界鍋爐螺旋水冷壁安裝方法。

關(guān)鍵詞：超臨界鍋爐螺旋水冷壁組合吊裝

1 概述

陜西華電蒲城電廠三期工程2×660MW安裝工程，鍋爐為東方鍋爐廠生產(chǎn)的超臨界參數(shù)變壓直流爐，一次再熱、單爐膛、尾部雙煙道、采用擋板調(diào)節(jié)再熱汽溫、平衡通風、露天布置、固態(tài)排渣、全鋼構(gòu)架、全懸吊結(jié)構(gòu)Π型鍋爐，型號為DG2100/25.4-Ⅱ2型。爐膛寬為22162.4mm，深度為15456.8mm，高度為65000mm，整個爐膛四周為全焊式膜式水冷壁，爐膛由下部螺旋盤繞上升水冷壁和上部垂直上升水冷壁兩個不同的結(jié)構(gòu)組成，兩者間由過渡水冷壁和中間混合集箱轉(zhuǎn)換連接，爐膛角部為R150mm 圓弧過渡結(jié)構(gòu)。爐膛冷灰斗的傾斜角度為55°，除渣口的喉口寬度為1243.2mm。

上部垂直上升水冷壁的安裝與以往的施工工藝及方法相同，在此不再敘述。下部螺旋盤繞上升水冷壁施工方案為：在組合場上，將螺旋盤繞上升水冷管屏按爐墻四個面從上到下進行預組合和部分焊口的焊接、爐墻附件安裝等工作。組合好的管排再吊裝到位，從上到下依次進行拼縫焊接，同時展開爐四角的管排對口焊接工作，逐步使爐膛成型。再次同步安裝剛性梁。由上而下依次完成螺旋盤繞上升水冷壁的施工。

2 施工方案

2.1 螺旋水冷壁組合

為了盡可能減少高空對口、密封焊接、高空焊口檢驗、返修、密封焊接等風險作業(yè)，根據(jù)吊裝開口及機械的吊裝能力將前（后）螺旋水冷壁組合成7個組件，組件外形尺寸為22162.4mm×6000mm。首先在組合場制作一副50000×23000×1200mm支架作為螺旋段水冷壁的組合支架。按照吊裝順序?qū)⒙菪浔趶纳现料乱来螖[放到支架上。根據(jù)圖紙尺寸對每一片管屏進行尺寸復查，管屏拼接組合時依據(jù)每片管屏給出的基準線（樣沖線）作為基準進行組合。為保證組合件的平整度，管屏未組合前對其各自進行找平，再對相鄰的管屏進行找平，對整個組件密封未焊接前進行找平加固，然后進行密封的焊接工作。

2.2 螺旋水冷壁吊裝

2.2.1 吊裝機械及吊裝通道

鍋爐螺旋段吊裝主力吊車為FZQ1650塔吊和兩臺布置于爐頂?shù)?0噸卷揚機。其中：FZQ1650吊機吊裝時采用55.705m主臂，11.82m副臂工況布置在爐左正對K3外7m處。輔助機械：MQ642龍門吊主要用于螺旋水冷壁組合；運輸配合機械，運輸車輛為30噸低駕平板車。鍋爐鋼架爐左側(cè)K1至K2之間零米至7.6m的樓梯緩裝，爐左側(cè)G3列K1至K2之間零米至13.7m的垂直支撐緩裝。作為螺旋水冷壁進入爐膛的通道。

2.2.2 中部螺旋段水冷壁吊裝

左右側(cè)螺旋段水冷壁及前側(cè)螺旋段水冷壁吊裝采用FZQ1650吊車進行吊裝，后部螺旋段水冷壁采用爐頂布置的兩臺10噸卷揚機進行吊裝。

根據(jù)現(xiàn)場及大型機械的布置情況，我們將前（后）側(cè)螺旋水冷壁在地面組合為：22162.4mm×6000mm×20000Kg，由上至下共組合成7件。這樣一來把螺旋水冷壁的安裝焊口全部預留在爐膛四角，既方便了吊裝，又方便了焊口的焊接。

在每個水冷壁組件上每隔2650mm焊接有剛性梁的垂直搭接板耳板，為了腳手架的搭設及吊裝耳板的焊接的方便，在每道垂直搭接板耳板上加固一根［16槽鋼（用螺栓連接在耳板上），在每根槽鋼上焊接一根角鋼，上面搭設3m的腳手板。在槽鋼的上端150mm處切割φ50mm的孔，并用10mm厚的鋼板進行加固，作為水冷壁組件的吊裝吊耳及接鉤吊耳。

螺旋水冷壁組件吊裝時：現(xiàn)將組件用30噸低駕平板車從爐左K1-K2之間的通道運至爐膛零米，用FZQ1650吊車將其卸車，待腳手板鋪設完后，利用FZQ1650吊車將其吊離開地面，利用吊鉤上懸掛的兩臺10噸倒鏈來調(diào)整其傾斜角度。調(diào)整完后，起吊至就位高度時用懸掛于上端水冷壁的倒鏈將其接鉤（爐后側(cè)采用兩臺卷揚機接鉤）。螺旋水冷壁吊裝的遵循的原則為：上一組件密封焊接完，才可進行下一組件的吊裝。外部密封焊縫可在腳手架上焊接，爐膛里面焊縫可采用在爐膛頂部布置一臺3噸卷揚機起吊吊籠進行焊接。

中部螺旋段吊裝完畢后，立刻進行角部焊口的焊接工作及剛性梁的安裝工作，以保證整體的剛性。

2.2.3 冷灰斗水冷壁的吊裝

冷灰斗水冷壁吊裝時，先將左右側(cè)冷灰斗水冷壁吊裝就位，再將前（后）側(cè)水冷壁整體組合進行吊裝就位。在前（后）側(cè)吊裝到位后，先進行與左、右側(cè)冷灰斗水冷壁對口定位，位置確定完后再進行加固。以上吊裝方案大大地縮短了吊裝和高空施工作業(yè)的時間。

2.3 螺旋水冷壁安裝

超臨界直流爐為保證水冷壁管內(nèi)工質(zhì)的質(zhì)量流速、保證受熱面充分冷卻，采用小管徑、大壁厚的管子，管子節(jié)距小、異型件多。

施工中存在以下問題：

①螺旋水冷壁管子較細、剛性差，在施焊過程中容易產(chǎn)生波浪形變形；

②螺旋水冷壁異形件多、制作誤差大；

③螺旋水冷壁管子間距小，常規(guī)的安裝方法不適用；

④螺旋水冷壁角部管口因制作原因不齊。

根據(jù)安裝需要，很多地方不可避免要在鰭片上進行焊接與切割工作，嚴格控制承壓部件損傷就成了一個必須解決的重要問題。為此，通過優(yōu)化吊裝方案和合理安排工序，盡可能減少在承壓部件上進行焊接與切割工作，為此我們采取了以下措施：

①對承壓部件在運輸、安裝、焊接中造成的損傷分別由安裝、焊接質(zhì)檢員逐一登記并跟蹤落實處理情況，做到發(fā)現(xiàn)的問題100％在控。

②要求技術(shù)、質(zhì)量管理人員經(jīng)常深入現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)和解決問題，對可能出現(xiàn)承壓部件損傷的情況進行預控。

③經(jīng)常利用班前列隊講話和周一安全學習時間，由技術(shù)員、質(zhì)檢員對全部施工人員進行學習和教育，保證所有參與受熱面施工人員了解承壓部件損傷造成的危害和隱患，工作中能夠嚴格按照要求程序處理此類問題。

④施工中發(fā)現(xiàn)的或因施工造成的承壓部件損傷，任何人嚴禁私自處理或不作為。要在第一時間通知班長或班組技術(shù)員，經(jīng)技術(shù)、質(zhì)檢員確認后按制定的方案進行處理并經(jīng)驗收。

⑤要求班組長在安排工作時，盡可能安排有經(jīng)驗、熟練的火焊工在受熱面上進行鰭片切割、拆除臨時加固等工作。

⑥所有焊工必須持證上崗，電焊線拉到位后開電焊機，避免在拉線中電弧損傷管子；所有在受熱面上焊接的臨時生根點、加固及其他鐵件必須由持證焊工施焊。

⑦起重運輸、翻身等作業(yè)特別注意對受熱面管子保護，防止碰傷、磨損、嚴重變形等情況發(fā)生。

⑧爐膛角部、異型件管排管子對口質(zhì)量控制：對管排上升角度、彎曲角度進行對口前檢查，必要時進行熱校正或換管；復查管排外型尺寸，對口時根據(jù)情況切割鰭片，保證折扣不大于1／100；錯口不大于10％管壁厚度且不大于1mm；對口、焊接前仔細對管子進行檢查，發(fā)現(xiàn)裂紋、夾層等缺陷及時匯報按要求處理。

焊接施工時采取以下施工工藝流程及技術(shù)措施：

①按照圖紙要求所有密封采用雙面滿焊，杜絕漏焊、嚴重咬邊、氣孔、夾渣等缺陷，做好焊前、焊后的清理工作；因密封焊接工作量大，管排找正完后及時安排密封焊接。

②防止焊接變形的措施。螺旋水冷壁區(qū)域的安裝密封鐵件20000多塊，密封焊長度達23000多米。為防止角部管間節(jié)距收縮變形采用：

a增加點焊長度和點焊密度；b采取分散跳焊，即焊接一根管子的鰭片，然后隔開三根再焊的辦法，防止局部焊接度過高而收縮變形；c同一鰭片的焊接也規(guī)定焊接順序，交叉施焊；d選用φ3.2的焊條，控制焊接電流在80a~120a之間。

3 實施效果

經(jīng)過認真編制技術(shù)方案，科學合理組織施工，精心編排施工工序，既保證水冷壁安裝質(zhì)量，同時又大大縮短了施工工期，提高工作效率。