余熱鍋爐安裝的控制要點

裴海朋

中國化學工程第十一建設有限公司 河南開封 475002

余熱鍋爐安裝的控制要點

裴海朋

中國化學工程第十一建設有限公司 河南開封 475002

結合云南源鑫炭素有限公司600kt/a炭素項目余熱鍋爐的安裝工藝進行分析,總結此類鍋爐的安裝經驗,為以后安裝此類鍋爐提供可借鑒的經驗。

特種設備余熱鍋爐安裝

1 概述

云南源鑫炭素有限公司600kt/a炭素項目余熱鍋爐為杭州鍋爐廠設計生產的Q243/1100-117-9.81/540型,煙氣進口溫度1100℃,蒸發量117t/h,主蒸汽溫度540℃,工作壓力9.81MPa。余熱鍋爐主要包括鍋爐鋼架、水冷壁系統、省煤器系統、蒸發器系統、過熱器系統、爐墻系統、鍋爐管道系統、灰斗、進出口煙道、輔助設備包括定期排污擴容器、連續排污擴容器、取樣及加藥裝置等。余熱鍋爐屬于特種設備,危險性大,所以,對于每一道工序必須嚴格控制和把關,才能確保鍋爐安裝質量。

2 余熱鍋爐整體安裝工序

余熱鍋爐整體安裝工序如圖1所示。

本文只對重點工序進行總結分析。

3 余熱鍋爐鋼架安裝

為了焊接方便、尺寸測量準確、工作效率高,立柱對接和構架組合應在穩定的平臺上進行。

鋼架安裝一件,找正一件,嚴禁在未找正好的構架上進行下一工序的安裝,以免造成無法糾正的誤差。

鍋爐鋼構架組合安裝時應先找正,并點焊牢固,留有適當的焊接收縮余量,經復查尺寸合格后才允許正式焊接,采用對稱同時焊接的方法,嚴格控制焊接后的焊接變形。

吊裝時應保持結構的穩定,必要時臨時加固,構架安裝后應復查立柱的垂直度,主梁撓曲值和各部位的主要尺寸,控制在允許偏差之內。

鍋爐大板梁在承重前、鍋爐水壓試驗前、鍋爐水壓上水后、水壓試驗完成后、鍋爐點火啟動前應測量其垂直撓度,數據應符合設計要求,同時進行基礎沉降的測量。

4 余熱鍋爐受熱面的組合安裝

4.1 受熱面安裝的基本要求

(1)水冷壁、省煤器、鰭片蒸發器、光管蒸發器、低溫過熱器、高溫過熱器組合和安裝前應分別進行通球試驗,試驗采用鋼球,每個鋼球必須編號,嚴格管理,不得將球遺留在管內,通球后用防水帆布將端口覆蓋住,并用繩系好。

(2)受熱面管子對口時,按照圖紙要求做好坡口,對口間隙均勻,管段內外10mm～15mm范圍內在焊接前應打磨干凈,直至出現金屬光澤。對口端面應與管子中心線垂直,本臺余熱鍋爐其端面傾斜度不得大于0.5mm,局部錯口值不得大于壁厚的10%,且不大于1mm。

(3)進行受熱面部件焊接時,要求從中間向兩邊同時施焊,以減小焊接變形。

(4)膨脹指示器安裝必須符合圖紙要求,安裝牢固、布置合理、指示正確。

(5)不得在汽包,受熱面管和集箱上引弧和焊接。

(6)汽包、集箱的安裝尺寸要求,標高誤差≤±5mm；汽包水平度誤差≤2mm；集箱水平度誤差≤3mm；相互距離誤差≤±5mm；垂直度誤差≤長度的1/1000,且不大于10mm。

圖1 余熱鍋爐整體安裝工序

4.2 汽包安裝

(1)按圖紙、規范對汽包及附件進行驗收,檢查汽包內部裝置,零件安裝位置正確,焊縫無漏焊、無裂紋,各接管座應無堵塞、無雜物,內部清理干凈,密封前及時辦理簽證。

(2)在汽包兩端封頭上劃出水平中心線和鉛錘中心線,并復查底座中心位置。

(3)吊裝時,注意汽包不得碰撞、磨損。

4.3 水冷壁安裝

(1)水冷壁組合后,管組的外形尺寸、平整度、對角線等項目應滿足下面要求：整片水冷壁寬度誤差≤15mm, 水冷壁長度誤差≤±10mm, 對角線偏差≤±10mm。

(2)水冷壁安裝順序：右側水冷壁→左側水冷壁→后水冷壁下半部分→前水冷壁下半部分安裝,前、后水冷壁上半部分要等爐膛內的蒸發器、過熱器安裝完成后再進行安裝。

(3)剛性梁組合安裝要求,標高允許誤差≤±5mm,與受熱面中心管距允許誤差≤±5mm,彎曲或扭曲值≤10mm,連接裝置膨脹自由,方向正確。

(4)水冷壁安裝后,應按圖紙要求檢查鍋爐的密封性,所有未嚴密之處均應添加密封鋼板,仔細焊接,所有水冷壁現場安裝的焊縫,焊后均需用煤油進行滲透檢漏,使整個水冷壁成為一個密封的整體。

4.4 鰭片蒸發器、光管蒸發器、低溫過熱器、高溫過熱器的安裝

(1)進行蛇形管的吊裝前,先將集箱就位、找正、固定,為了蛇形管與集箱對口方便,可用吊車將管吊裝到就位高度,然后在鋼架梁上臨時加裝倒鏈,這樣可以使單片對口時靈活方便。

(2)根據現場安裝條件,將蛇形管組由頂部進入爐膛,緩慢向下移動至安裝位置,安裝順序按照由下向上安裝,依次是鰭片蒸發器、光管蒸發器、低溫過熱器、高溫過熱器。

(3)吊裝時注意管組與水冷壁管系的吊裝間隙,不得碰撞蛇形管組和水冷壁。吊裝示意如圖2所示。

(4)過熱器、蒸發器的組合安裝誤差：蛇形管自由端誤差≤10mm,管排間距誤差≤±5mm,管排平整度誤差≤20mm,邊緣管與爐墻間隙誤差≤±5mm,受熱面的防磨裝置應按照圖紙要求留出接頭處的膨脹間隙,不得有妨礙煙氣流通的地方。

4.5 省煤器的安裝

(1)先將集箱就位、找正、固定,再進行蛇形管組的吊裝,以集箱為準找正省煤器管組。

(2)余熱鍋爐的省煤器分組供貨,每四根省煤器管子為一組,共18組,考慮到安裝標高比較低、每組重量比較輕,吊車作業空間狹小,故采用10t手拉葫蘆進行吊裝,由鍋爐底部緩慢向上移動至安裝標高,吊裝示意見圖3。

(3)省煤器的組合安裝誤差：組件寬度≤±5mm,組件對角線差≤10mm,聯箱中心距蛇形管彎頭端長度≤±10mm,組件邊管垂直度≤±5mm,邊緣管與爐墻間隙≤±5mm,受熱面的防磨裝置應按圖留出接頭處的膨脹間隙,不得有妨礙煙氣流通的地方。

圖2 蛇形管組吊裝示意圖

圖3 省煤器管組吊裝示意圖

5 余熱鍋爐試壓

鍋爐試壓水質必須經過鍋檢所檢測合格,上水時,打開鍋筒上的排氣閥,關閉鍋爐各個系統的排污閥,由高壓給水泵往鍋爐打水,將鍋爐本體及附屬管道水加滿,當鍋爐最高點的放空氣門向外溢水,且不夾帶空氣時,即可關閉放空氣門,暫停進水。

對鍋爐水壓系統進行全面檢查有無泄漏和異常現象,并做好記錄；在定排母管的排放口處安裝試壓泵,等鍋爐上滿水后,用試壓泵加壓,經檢查確認無泄漏和異常現象后,方可正式啟動升壓泵進行升壓,升壓速度一般不超過0.3MPa/min；當壓力升到試驗壓力的10%(1.35MPa)時,暫停升壓進行初步檢查,若未

發現泄漏和異常,可繼續升壓；當壓力升至工作壓力(10.8MPa)時,應停止升壓,進行全面檢查,對發現的缺陷及泄漏情況做好標識和記錄,并上報,視情況決定是否繼續升壓,若無泄漏及其它異常現象,升至工作壓力時,關閉水位計及其它不參與超壓實驗的儀表的一次閥,方可繼續升壓；當壓力升至超壓試驗壓力值時,系統試驗壓力為13..5MPa,應立即關閉試壓泵的出口管道上的出口閥,同時停止試壓泵,及時記錄時間,并在此壓力下保持5min觀察壓力下降情況,試驗壓力下保持5min后,應緩慢降到工作壓力,再次進行全面檢查,并做好記錄,檢查完畢,即可緩慢降壓,放水。

6 筑爐

余熱鍋爐的熱量是由回轉窯鍛燒石油焦后產生的,鍋爐與回轉窯距離較遠,故鍋爐進口煙道較長,煙道澆筑料的施工量是很大的,總計約400t,且施工空間狹小,必須和澆注料生產廠家協調好澆注料的進場時間,以防止澆筑料過期損壞,雨淋受潮等破壞。

6.1 澆筑施工的具體要求

(1)徹底清除施工部位的腐銹、油污、灰塵及雜物,鉤釘安裝誤差不應大于5mm,垂直度及彎曲度誤差不應大于3mm。

(2)在澆筑料拌好后,必須在材料使用說明書上規定的時間內澆筑完,用振動棒搗固均勻、密實。

(3)按設計要求,合理設置膨脹縫,膨脹縫邊緣應平整、順直,膨脹縫誤差不應大于2mm。

(4)澆筑體表面應光滑、不應有剝落、孔洞和裂縫等缺陷、如有小缺陷,應及時修補。

6.2 爐襯砌筑的施工要求

(1)施工時檢查磚面的表面裂紋和缺損情況,表面裂紋寬度不大于0.5mm,深度不大于7mm,相鄰兩裂紋不得在角部相連,吊掛磚的主要受力部位不得有裂紋。

(2)砌筑時,耐火磚的向火面應該選用質量較好的磚面,破面、缺棱角的不得做向火面。

(3)敲擊時使用橡膠錘,不得使用鐵錘敲擊,以防止耐火磚破裂,泥漿初凝時不得敲擊磚體。

(4)膨脹縫的設置應符合設計的要求,膨脹縫的位置應避開受力部位及孔洞,砌體內外層的膨脹縫不應相互貫通,外部密封良好,無煙氣通道存在,膨脹縫內應清潔,縫內按照設計要求填充柔性耐火材料,耐火材料應與向火爐墻面齊平。

7 管道的吹掃

采用一段降壓吹管,過熱器、主蒸汽管路、高壓旁路串聯吹掃,整個系統蒸汽吹掃一次完成。利用汽包儲能降壓吹管,為減小成本,利用高溫烘爐期間汽包儲能進行吹掃。

其流程為：汽包→低溫過熱器→過熱蒸汽聯管→高溫過熱器→主蒸汽管道→臨沖閥→臨時管→靶板→排大氣,沖管至靶板考核合格為止。

8 余熱鍋爐整套啟動試運行

8.1 試運行的目的

(1)鍋爐機組在安裝完畢后,應通過72h整套連續試運行,試運行是對鍋爐整套系統設計、制造、安裝的一次全面檢查,檢查鍋爐是否能達到規定的額定出力與參數,各項性能指標是否符合原設計的要求,并檢驗所有輔助設備的運行狀態；通過試運行,暴露和消除設備的缺陷和間題,為機組投產做好準備。

(2)在整套試運行的同時(有時在試運前),根據需要完成鍋爐熱工的調整試驗,如初步調整燃燒室的熱力工況,鍋爐水動力試驗,爐空氣動力場測試,找出影響額定參數的原因,從而決定鍋爐效率；煙、風道的特性與輔助設備的運行性能等。

8.2 試運應具備的條件

(1)配合廠家對鍋爐安全閥進行熱態調校,且已合格。

(2)各項檢查和試驗工作已經結束,包括爐本體外的設備管道系統的吹掃、試壓、試驗、保溫、凈化等工作。

(3)輔助機械和附屬系統以及燃料、給水、除灰、廠用電等均準備就緒,并能滿足鍋爐滿負荷運行的需要。

8.3 試運行及要求

(1)鍋爐按運行規程點火升壓后,逐步增加供汽量至額定蒸發量,滿負荷連續試運行72h(如因某種原因不能帶至滿負荷時,由試運領導小組確定最大負荷)。在72h試運行期間,所有輔助設備應同時或陸續投入運行；鍋爐本體,輔助機械和附屬系統均應工作正常,其膨脹、嚴密性及震動等應符合技術要求；鍋爐各項參數均應基本達到設計要求。

(2)鍋爐升壓至0.3MPa至0.5MPa時,對新裝或者拆卸過的螺栓進行熱緊工作。

9 結束語

余熱鍋爐生產成本低,產生的蒸汽用于汽輪機發電,鍋爐出口煙氣用于脫硫系統生產化肥,整體利用效率可以達到90%,所以,近年來在工業生產中應用越來越廣泛。作為施工單位,我們在安裝余熱鍋爐的整個過程中,要考慮整個過程的安裝工藝,盡最大可能消除安裝過程中可能發現的間題,控制好每一道工序,每個工序都要落實到責任人,要求工人和管理人員,要各司其職,互相協調配合,優質高效的完成鍋爐安裝。

1 電力建設施工技術及驗收規范DL/T 5190-2012；

2 火力發電廠焊接技術規程DL/T869-2012；

3 云南源鑫炭素有限公司余熱鍋爐圖紙。

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