淺析熱電廠鍋爐受熱面檢修技術管控

摘 要：某熱電廠鍋爐受熱面檢修中需要對高溫再熱器管屏、高溫過熱器部分管段進行更換，對低溫過熱器下部加裝一組蛇形管，涉及舊管屏拆除吊裝、新管屏安裝焊接和焊后熱處理、無損檢測等工作，本文結合實際施工作了闡述探析，通過嚴格的技術工藝控制和質量管理措施，高效完成受熱面的檢修施工，確保鍋爐的穩定、安全運行。

關鍵詞：鍋爐；受熱面檢修；吊裝；焊接；技術管控

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.23.168

1 引言

某熱電廠4號鍋爐自投運以來，一直存在再熱蒸汽溫度偏低的問題，嚴重影響了電廠的經濟效益。綜合來看主要由下述原因引起：原設計再熱器受熱面積略欠，低負荷為欠溫運行；汽機通流和密封改造使得高壓缸排汽溫度降低；低氮改造和低氮燃燒模式，降低了爐膛出口煙溫，導致壁再及后續對流受熱面吸熱量均減小。利用機組C修機會進行受熱面增加的改造，以期使再熱汽溫和過熱汽溫達到設計值（541℃）。為此，需要通過嚴格的技術工藝控制和安全質量管理措施等檢修技術管控，為機組的安全、穩定運行提供保證。

2 檢修存在問題

由于本機組后豎井寬13.2m，低溫過熱器共計102片，每片自上而下5根管子垂直分布，管子規格為Φ57×7mm，管排間距相當狹小，且在割除管道時易損傷其他管子，新管安裝焊接時較鍋爐建設時安裝焊接順序困難位置多，導致焊接作業難度打；高溫再熱器共計58片管屏，布置于折焰角上部，單片管屏重量約為2t，管屏長寬尺寸為14.3m×2m，管屏底部距折焰角約為240mm，上部穿出頂棚管約為2.5m，爐前側為中再，爐后側為高過，周邊空間狹窄，吊裝難度較大。由于本機組建成投產已有多年時間，所以高溫過熱器需更換管排材質中涉及SA213-T91和12Cr2MoWVTiB對接焊口，增加了焊接難度，對熱處理工藝要求較高。

3 施工工藝流程

4 技術管控

4.1 管排拆除順序及方法

管排割除前，必須做好切割的尺寸定位，留有適當的切割余量，防止切割尺寸超圖紙要求，造成管屏總體尺寸不符合設計要求。

（1）高溫再熱器：為便于吊裝施工，每屏拆分為兩屏，中間切斷，優先倒運下半屏，下半屏清空后再拆除上半屏。上半屏拆除時，因空間狹小，機械切割無法操作，在焊口下100mm位置使用氣割切斷，然后使用切割機沿焊口上邊緣切斷。拆除順序為自中間向兩邊，高再進行整片管屏更換，共計58片，見圖1。

（2）高溫過熱器：采用機械切割方式，拆除后散管通過人孔運出，然后集中運送到業主指定地點，高過進行部分管段更換，共計76片，見圖2中實線部分。

（3）低溫過熱器：空間狹小，機械切割無法操作，使用火焊在距焊口后側200mm位置切斷，然后再使用切割機沿焊縫位置切斷，切斷后檢查水平管內是否留存有雜物。拆除后將其切斷為散管，通過人孔運出，然后集中運送到業主指定地點。拆除順序為爐右、爐左、中間，低過增加一組蛇形管，共計102片，見圖3中實線部分。

4.2 管排拆除注意事項

（1）管排切割應提前劃線，找好水平，避免斜切，切割位置應在原焊口上部，避開熱影響區。

（2）管排切割時密切注意切割片方向，避免誤傷附近管子，切斷后逐根檢查，確認無割傷。

（3）管排拆除后的防護：管排橫口、朝天口切斷后立即進行封堵，封堵方式采用管子內部塞緊水溶紙，外端使用膠帶或管帽封堵。吊裝孔位置的焊口還需使用鋁皮或槽鋼做硬性隔離。

4.3 坡口制備及新管屏檢驗

（1）焊接接頭的形式應按照設計文件的規定選用，焊縫坡口應按照技術協議加工。

（2）如無規定時，焊接接頭形式和焊縫坡口尺寸應按照能保證焊接質量、填充金屬量少、減少焊接應力和變形、改善勞動條件、便于操作、便于無損檢測等原則選用。

（3）受熱面管子下料與坡口加工必須采用機械加工的方法。

（4）管道（管子）管口端面應與管道中心線垂直。其偏斜度 △f 不應超過下列規定：

1）管子外徑D≤60mm，△f≤0.5mm；

2）管子外徑D>60～159mm，△f≤1mm。

（5）新管屏坡口清理完成后應及時內部吹掃，清理干凈管內雜物，并通球合格后封堵管口，編號待用。

（6）通球實驗：試驗用球必須編號，不得將球遺留在管內，通球后應做好可靠的封閉措施，并做好記錄，通球球徑選擇參照下表：

（7）設備到場后進行檢查驗收，作好設備清點記錄，檢查設備與圖紙、設計說明書是否一致、是否齊全，并對所有設備外觀檢查，檢查是否有壓扁、撞傷、裂紋、重皮、砂眼等，并核查尺寸是否要求，若存在不合格項，及時向業主反映。

（8）按照技術協議要求對管排進行光譜復查，光譜檢驗完畢后用油漆標示，檢驗完畢后應形成復檢記錄。

4.4 安裝對口

（1）在管子對口前，確認坡口打磨干凈，在管端內外10-15mm范圍內無鐵銹、油污，并露出金屬光澤。對口間隙2mm～2.5mm，對口偏折度小于管徑的1%。

（2）管子對接后內壁齊平，錯口值不大于管壁厚度的10%，且不大于1mm。

（3）所有管口及時規范封口，確保在對口前管子保持牢固封閉狀態，并在對口前進行檢查確認。為了保證垂直度達到驗標要求，利用對口專用工具進行對口焊接，確保管道安裝質量。

（4）除設計規定的冷拉口外，其余焊口禁止強力對口，更不允許利用熱膨脹法對口，以防止引起附加應力。

（5）進行汽冷定位管組裝時焊口位置

（6）焊接前焊工應對焊口的組對情況進行檢查，并經專業人員驗收合格后方可進行焊接。

4.5 焊前預熱endprint

對高溫過熱器中SA213-T91和12Cr2MoWVTiB的對接焊口，焊前用火焰預熱至200℃-250℃，預熱溫度按焊接規程、焊接工藝評定、外界溫度等確定，用紅外測溫槍進行實時測溫。

4.6 點固焊

焊口點固使用GTAW工藝點固3點，工藝與正式焊接工藝相同。焊點的長度為20mm～50mm。

4.7 焊接

（1）SA213-T91和12Cr2MoWVTiB的對接焊口，可采用內部充氬的方式防止根部氧化。

（2）氬弧焊接過程中注意焊槍均勻行走，焊槍角度合適，填絲均勻。困難位置打底層焊接采用內加絲法，做好焊縫防氧化措施。

（3）低過焊接時，由于管排間距狹小，焊槍無法伸入焊接位置，視線完全受阻，焊接工作無法進行。因此應征求業主同意，采用手動葫蘆將待焊接部位兩側管排分別向外拉開一定距離，以便于將焊槍伸入待焊部位。拉開一定距離后，應首先焊接上下垂直分布的5根管子中的最上部焊口，依次向下焊接，避免焊接順序不當形成新的困難位置。

4.8 焊后檢查與清理

焊接完畢后及時進行100%自檢，發現缺陷及時進行打磨和修補。

4.9 焊后熱處理

需熱處理的部件，熱處理前仔細檢查，禁止熱處理焊縫承載外力，熱處理時吊掛裝置不能移動、松開或撤除，防止熱處理焊縫受力。加熱器安裝時，使加熱器與焊件表面貼緊。焊后熱處理時焊縫中心位置對稱布置2個測溫點。焊接接頭熱處理完畢，經自檢合格后做好記錄和標記，并及時整理熱處理報告。

4.10 焊口返修

針對缺陷制定具體的返修工藝措施，采用機械打磨清除缺陷。返修處理結束后重新委托進行探傷，返修焊口焊接、熱處理工藝執行原工藝。

4.11 工程驗收

施工結束，配合熱電廠進行本次檢修項目的驗收工作。竣工資料移交，包括開工申請表、安全技術交底、焊接及熱處理記錄等資料。

5 主要吊裝工藝

5.1 高溫再熱器吊裝

設備概況：高溫再熱器共計58片管屏，布置于折焰角上部，單片管屏重量約為2t，管屏尺寸約為14.3m×2m，管屏底部距折焰角約為240mm，上部穿出頂棚管約為2.5m，爐前側為中溫再熱器，爐后側為高溫過熱器，周邊空間狹窄，吊裝難度較大。

因折焰角到頂棚的距離約為11.5m，高度不滿足管屏翻身需要，且爐前有中溫再熱器、爐后有高溫過熱器，空間狹小，故排除通過側墻水冷壁進入的方案。經現場勘探，唯有通過折焰角開吊裝孔的方案可行。

（1）機具布置。

1）高溫再熱器吊裝需用主要起吊機械為 2臺3t卷揚機，分別編號為#1、#2，2臺卷揚機均布置于爐左鋼架橫梁上，采用工字鋼制作加固梁，工字鋼與鍋爐鋼架焊接固定，然后卷揚機底座焊接至加固底座上，達到固定目的。沿鋼架橫梁設置導向滑輪，#1卷揚機鋼絲繩引導至鍋爐外立面懸臂梁；#2卷揚機穿過大包、頂棚進入爐膛，并自折焰角吊裝孔穿出。

2）爐左63.8米鋼架橫梁上布置1處懸臂梁，懸臂梁探出鍋爐鋼架外立面約1m，梁懸臂與鋼架橫梁采用焊接連接方式，梁端焊接吊耳布置滑輪，#1卷揚機鋼絲繩通過滑輪引導至懸臂梁上，作為主要起吊點。

3）#2卷揚機鋼絲繩通過滑輪引導至大包上方的大板梁上，布置定滑輪。通過大包開孔沿高溫再熱器管屏中心垂下，大包開孔對應折焰角開孔，鋼絲繩通過這條垂直通道行走。

（2）開設吊裝孔：吊裝孔位置位于折焰角中部，第29屏高溫再熱器管屏正下方位置，開孔長度約為2.5m，寬度約為1.5m（2道剛性梁中間）。確保開孔上邊緣位于高溫過熱器和高溫再熱器之間、下邊緣位于高溫再熱器和中溫再熱器之間，便于焊接恢復。

（3）集箱加固。

1）為防止集箱位移，頂部吊掛裝置拆除前應使用工字鋼、槽鋼等將集箱兩端固定，借助周邊吊架、集箱、鋼梁生根。

2）根據現場情況，若集箱吊架為彈簧吊架，則需將彈簧吊架固定，防止管屏拆除后彈簧行程改變。

（4）高溫再熱器管屏吊裝過程：

1）吊裝流程：管屏自爐左0m起吊，管屏倒立起吊，使用#1卷揚機將管屏提升至上部管口高于44m層鋼架停止起升，由一臺3t電動倒鏈（位于靠近爐膛位置）接鉤管屏上端，通過卷揚機與電動倒鏈配合將管屏放平，然后在鍋爐外立面位置掛一臺3t電動倒鏈接鉤管排重心，由兩臺電動倒鏈配合使管排向爐右行走，行走至管排上端口已到達折焰角吊裝口位置，由#2卷揚機接鉤管屏上端，并將靠近爐膛的電動倒鏈轉移至管屏尾部，由卷揚機、電動倒鏈配合將管屏傾斜穿入爐膛，待管屏豎直后，電動倒鏈不受力摘鉤，由#2卷揚機將管屏提起，管屏起升至底部超過折焰角后，在頂棚上使用倒鏈將管屏倒運至安裝位置（頂棚管已全部拆除，具備水平轉移條件），安裝對口。

2）吊裝順序：自兩側向中間，但需注意吊裝孔附近約20片管屏吊裝后不立即就位，而是緊貼在一起，為最后一屏斜穿留出足夠的空間，管屏全部吊裝完成后再將其就位安裝。

3）管屏吊點選取：爐外豎立起吊時，選取自管屏1/3處（出口U型彎頭位置）；水平倒運選取管屏重心；爐膛內豎直起吊時選取管屏密封板位置。

5.2 低溫過熱器吊裝

設備概況：低溫過熱器共計102片管屏，單片管屏重量約為1.2t，管屏尺寸約為10m×2.3m（最大寬度）。經現場勘探，低溫過熱器新增管段相應位置的左右側均有緊貼包墻的鋼架主橫梁，且每2片管屏間均有3根吊掛管，共計153根吊掛管，故排除通過側墻吊入管屏的方案。另外前包墻距離后墻水冷壁距離僅有5m左右，空間不滿足施工需要。后包墻距離爐后脫銷設備距離約為7m，但標高差只有2m左右，故采取爐后進入的方案最為可行，但受吊掛管障礙的影響，相應位置的后包墻及1根剛性梁均需拆除，為避免后包墻全部切斷產生的沉降，采取分段施工的方案，例如：按照爐左、爐右、中間的順序吊裝，先切除爐左三分之一寬度的后包墻，待該段低溫過熱器全部就位后，立即恢復后包管屏，并再次切除爐右側三分之一，吊裝完后再行恢復，以此類推直至全部完成。endprint

（1）吊裝孔。

1）吊裝孔選定在后包墻，開孔高度為標高40m至42.7m。

2）低溫過熱器吊裝需將相應位置的后包墻全部拆除，為避免切斷后產生沉降，選定自由兩側向中間開孔，先切除爐左1/3的后包墻，待此處的低溫過熱器全部安裝就位后立即恢復，再依次切除爐右1/3包墻，進行管屏吊裝工作。

（2）機具布置。

1）選用50t汽車吊布置在爐左0米，起重機后方起吊，主臂43m+副臂8.5m。

2）在爐后49.6米層橫梁下方布置1條軌道，軌道采用#20工字鋼制作，焊接在橫梁下方，軌道上布置1臺貓頭吊，貓頭吊下懸掛2臺2t倒鏈，用于管屏水平度的調整。

3）爐膛內部自爐后向爐前依次布置3臺2t倒鏈。

（3）低溫過熱器吊裝流程：

低溫過熱器吊裝主要起吊機械為50t汽車吊，爐后水平倒運采用貓頭吊配合倒鏈進行，均采2t倒鏈。在爐后49.6米層鋼梁下方布置一條工字鋼軌道，懸掛1臺2t貓頭吊，低溫過熱器管屏爐左起吊，使用汽車吊將管屏側立送至40米，貓頭吊下懸掛2臺倒鏈，使用倒鏈接鉤，并將管屏牽引至需要的位置，用貓頭吊下的倒鏈調整管屏至尾部高、前部低（防止磕碰脫銷設備及鋼梁），傾斜穿過后包墻，進入爐膛，待進入爐膛約3m后，尾部基本脫離脫銷區域，再將管屏調平，爐膛內沿管屏方向布置3臺倒鏈，使用倒鏈將管屏穿過吊掛管就位，然后安裝焊接。

5.3 高溫過熱器吊裝

設備概況：高溫過熱器共計76片管屏，單片管屏重量約為400kg，管屏尺寸約為3.4m×1.2m。

高溫過熱器管片吊裝相對簡單、速度較快，利用高溫再熱器施工間隙穿插進行吊裝，進入爐膛后使用倒鏈接鉤，穿過高溫過熱器管屏間隙到達爐后側，然后使用倒鏈水平向兩側倒運，就位安裝。

6 質量管理措施

（1）重點做好質量的事前預防、過程監督控制，加強巡回監督檢查，發現施工質量問題或不符合施工工藝要求的情況，及時制止并采取糾正措施，使每道工序的施工始終都處在可控、在控狀態。

（2）嚴格按照施工方案要求進行施工，施工中嚴格執行工藝工序和檢修工藝規程的質量標準。

（3）嚴格執行設備檢修三級驗收管理制度，即自檢、復檢、專檢的三級驗收。上道工序未經驗收合格不得轉入下道工序。

（4）施工過程中應嚴格執行ISO9000質量程序文件，進行施工的全過程質量控制，嚴格執行質量控制中的W、H點。

7 結論

在該鍋爐檢修施工中，通過對全程的技術管控，圓滿完成受熱面檢修工作，實現了機組正常運行，也為后續同類型機組的檢修提供了經驗參考和技術借鑒。

參考文獻：

[1]DL/T869-2012.火力發電廠焊接技術規程.[S]北京：中國電力出版社，2012.

[2]DL/T819—2010.火力發電廠焊接熱處理技術規程[S].北京：中國電力出版社，2010.

[3]公司焊接工藝評定手冊[Z].

[4]施工圖紙[S].

作者簡介：李順（1990-），男，山東菏澤人，本科，助理工程師，研究方向：從事電廠檢修焊接熱處理。endprint