塔式鍋爐垂直水冷壁制造工藝技術研究

汪萬中

摘 要：作為鍋爐水冷中受熱過程中非常重要的一部分，水冷壁主要是鋼管組成，這些鋼管主要分布在鍋爐爐膛的四周，在水冷壁的周圍會有很多流動的蒸汽和流動的水，塔式鍋爐在運行的過程中，會接受來自鍋爐爐膛外部火焰的熱量，水冷壁在運行的過程中吸收的熱量主要是爐膛燃燒過程中產生的輻射熱量。本文就塔式鍋爐垂直水冷壁制造工藝進行研究，希望能夠在一定程度上提高塔式鍋爐垂直水冷壁的使用性能。

關鍵詞：塔式鍋爐；水冷壁；垂直管屏；制造技術

水冷壁又被稱之為上升管，其的主要作用就是吸收鍋爐高溫煙氣和鍋爐內火焰的輻射熱，現在我國很多鍋爐在蒸發受熱面都是由水冷壁組成的，作為水循環中經常會應用到的部件，垂直水冷壁能夠有效的對爐墻進行保護，對塔式鍋爐進行冷卻。垂直水冷壁能夠在鍋爐內進行熱交換，保證爐膛既不會被高溫破壞，又能有效降低爐膛的溫度，起到對爐膛進行冷卻的作用。

1 垂直水冷壁部分結構特點

一般塔式鍋爐在進行制造的過程中，一般采用的都是垂直式的水冷壁，這些水冷壁在進行設置的時候，一般都會設置成垂直管屏布置形式，采用螺旋管圈的設置方式，在進行管道上端設計的時候，施工人員采用的一般主要是Y型三通、直型三通的方式進行設計。相關人員在進行水冷壁垂直管屏設計的時候，可以采用水平布置的方式，這種設計方式能夠有效提高鍋爐本身的受熱面積。在進行水冷壁管屏設置的時候，相關人員可以采用不同的穿墻孔板的結構進行設計，不僅能夠有效提高水冷壁本身出現的漏風現象，還能提高其本身的氣密性。

大容量超臨界鍋爐爐膛下部水冷壁常采用螺旋管圈式，而爐膛上部則采用垂直上升管屏。這2種水冷壁之間的連接方法一般有2種，即采用中間集箱或分叉管。爐膛下部水冷壁由傾斜上升的螺旋管圈組成，在各面墻相交處均有成排彎頭，根據各廠設備情況可以采用臥式成排彎，立式成排彎2種方法彎制。采用成排彎的優點是水冷壁管屏在工地可以直接焊成整體結構，減少工地焊口數量，縮短現場組裝周期；缺點是制造廠內制造周期長，工序多，成排彎頭精度不易保證，工地安裝難度較直管屏也有所增加。螺旋管圈水冷壁成排彎工藝雖然是可行的，但也給制造廠生產帶來了很大難度，如彎曲精度控制不好，極易造成空間彎頭現場大量返修。

2 垂直管屏部件制造難點

2.1 管屏中由6000多塊孔板組成4000多個腰形孔，孔板數量多，每個部件的孔板尺寸也不同。孔板的加工成型及裝焊均有嚴格的尺寸要求，所以孔板的加工及裝焊均為管屏制造的難點。

2.2 MPM焊接成屏，對于管屏焊接孔板的位置處采取哪種MPM焊接分片的工藝方法更為簡單有效，又為管屏制造的難點之一。

2.3 前后墻管屏上部均焊接三通，數量大。裝焊尺寸要求嚴，三通的裝焊為此結構管屏的又一難點。

3 垂直管屏關鍵制造工藝

3.1 穿墻孔板工藝

相關人員在進行垂直管屏制造的時候，要不斷加大對管屏節距裝配和公差等因素的重視度，采用位置和數量的分析方式對其的工藝進行實驗，并且在進行實驗的時候，還要采用對沖制成型工藝和數控氣割工藝，塔式鍋爐垂直水冷壁制造工藝的水平才能得到提升。相關人員在進行管屏節距裝配和公差的時候，要的不斷加大對余量的重視度，對孔板本身的寬度進行加工，并且采用沖制成型的方式進行施工，在進行孔板寬度加工的時候，相關人員要不斷加大對圓弧公差控制的重視度，保證其本身寬度外形尺寸能夠控制在相關規定的標準之內。

3.2 針對大量的孔板裝焊問題，采取專用的裝焊工裝解決裝焊及精度問題

在進行孔板焊裝施工的時候，相關人員要不斷加大對工裝方法使用的重視度，嚴格按照施工圖紙相關規定的標準進行施工，保證托板和孔板本身的尺寸能夠達到相關規定的標準，在進行孔板施工的過程中，相關人員要保證孔板加工本身的準確性。在進行孔板安裝施工的過程中，相關人員要保證管子和孔板位置能夠對中，在進行管子定位的時候，相關人員要保證定位板本身的擺放的正確性。在進行孔板焊接施工的過程中，相關人員要保證焊接施工工藝能夠達到相關規定的標準，相關人員還要手動將孔板拎起，才可以進行下一個孔板焊裝施工。

3.3 三通裝焊工藝措施如下

施工人員在進行裝焊施工的過程中，相關人員要不斷加大對焊裝管屏上端校正施工的重視度，對其的劃線進行科學的校正，對管屏的余量進行切割，在倒三角的內部進行鏜孔。

在進行焊裝施工的過程中，焊接施工人員也會采用三通焊裝施工的方法進行施工，并且在進行施工的過程中，還要對其的水平線進行詳細的檢測，保證其的拉線能夠符合相關規定的標準。施工人員在進行邊關施工的過程中，要不斷加大對工裝槽鋼施工的重視度，采用水平儀的方式對邊管進行找平，保證水冷壁邊管的相關標準能夠符合施工圖紙的要求。相關人員在進行施工的過程中，可以采用吊線的方式進行施工，三通支管本身的垂直性才能得到提升。

裝焊其他中間三通時以粉線及槽鋼上位置線為基準裝焊，并與槽鋼點焊；裝焊所有三通時均不能強制裝焊，邊緣偏差≯1mm，內壁允許的錯邊量≯0.5mm。

管屏油漆前去除輔助工裝槽鋼，并打磨焊點。

3.4 針對不同孔板的密集程度工藝上可以采用后開孔或空焊的工藝方法，管屏下端縮進結構采取空焊工藝方法

當管屏中孔彎管在管屏統一標高位置且數量較多時，可以使用空焊工藝，即MPM焊機焊接到距孔彎管與管屏對接處一段距離提前停槍，抬槍空焊過孔彎管密集區域處一段距離后，再落槍繼續焊接管屏其余的位置。這樣既能節省焊材，又方便后續割磨管子與扁鋼，為鑲入孔彎管制造便利條件。

當管屏中孔彎管數量較少時，采用后開孔工藝方法，即直管屏生產完成后，直接在管屏所需鑲入孔彎管處割磨管子與扁鋼，鑲入對接孔彎管，以完成產品要求。

4 管屏整體制造工藝流程

4.1 管子扁鋼下料，管子直管接長檢測合格，MPM焊接成屏，對于管屏焊接孔板位置采取空焊或者后開孔工藝方法。

4.2 管屏焊制成屏，消除旁彎、校正劃線合格后，進行焊接三通工序，三通焊接完成進行檢查合格。

4.3 管屏上部扁鋼氣割孔；管屏中部及下部裝焊孔板，裝焊孔板時采用專用裝焊工裝，裝焊完畢后采用檢驗棒檢查。

4.4 管屏所有裝焊補焊工序完畢校正合格。

4.5 管屏校正劃線進行完工工序，割余量、倒角、水壓、通球、油漆等工序。

5 結束語

綜上所述，在塔式鍋爐運行的過程中，垂直水冷壁發揮著非常大的作用，其在塔式鍋爐的爐膛內部設置很多并聯管子，這樣不僅能夠有效提高其本身的受熱面，管內的水會吸收鍋爐內部的輻射熱量，降低塔式鍋爐內部的溫度，從而起到對爐墻進行保護的作用。現在我國鍋爐垂直管屏制造技術已經非常成熟了，這一技術不僅能夠在一定提高塔式鍋爐的整體性能，還能提高鍋爐的使用壽命。

參考文獻

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