超超臨界機組螺旋段水冷壁安裝方法優化

鄭軍

摘要：本文著重闡述了目前國內超超臨界火電機組在鍋爐水冷壁螺旋段安裝過程中，容易發生的在安裝工序、找正驗收、管屏對口過程中普遍存在的一些客觀問題，從廠家的設計思路、上下道工序的交接及安裝方法的優化三個方面對其做了相應的分析及論述，同時也提出了施工方法優化的一些建議，希望在以后的安裝，尤其是在我公司以后承接百萬機組的安裝中，積累一定的方法和經驗。

關鍵詞：超超臨界;螺旋段;方法;施工;優化

1引言

神華國能焦作電廠上大壓小異地擴建2×660MW級機組工程選用上海鍋爐廠設計制造超超臨界參數變壓運行直流鍋爐，最大連續蒸發量2024t/h，為一次中間再熱、單爐膛P型鍋爐，燃燒系統為切圓燃燒方式，由于水冷系統在主要熱負荷區采用螺旋管圈的運行方式，所以對于每一根管子，都是均勻地通過每一面墻，而且每根管子的任何一點與其它管子相比，其受熱條件都是一致的，再加上其結構上的一致性，確保了其水冷壁出口汽溫基本一致。但螺旋段水冷壁在安裝過程中，經常會出現角度無法精準掌握、在安裝至下段螺旋段組件時容易出現較大尺寸的偏差、錯口情況，不但無法保證對口工藝，導致焊口區產生對口應力集中，還給冷灰斗段水冷壁的安裝對口帶來相當大的難度。因此，超超臨界鍋爐螺旋估水冷壁的安裝找正工藝對質量控制及機組后期的運行移交至關重要，必須在施工過程中的每個環節進行相應的優化。

2如何進行安裝方法的優化

螺旋水冷壁是近些年在超臨界及以上直流鍋爐上應用的較多的一種工藝。螺旋水冷壁管從冷灰斗向上，按一定角度螺旋盤繞上升，上部與過渡段水冷壁相接，下部與冷灰斗下部混合集箱相連。下面，以焦作電廠660MW超超臨界機組鍋爐螺旋段水冷壁安裝為例，主要從以下五方面進行安裝工藝方法的優化論述：

2.1上道工序（即過渡段組件）的驗收確認;

螺旋段水冷壁吊裝前，垂直段下口是否在同一標高及整體成框找正后的驗收確認至關重要，直接影響到過渡段及下一步螺旋段組件的整體安裝質量。如下圖一所示，為垂直段、過渡段及中間集箱的連接布置情況。

基于此，在垂直段水冷壁整體找正時，我們將四面墻下平面的開擋、對角，尤其是標高做為重要質量控制點進行了要求，四面墻力爭調整到同一標高面，相鄰兩面墻的標高偏差≤1mm，整體開擋尺寸≤2mm。對因為管排制造偏差過大的情況，通過調整上部集箱吊桿的螺帽和露出絲扣高度，將偏差進行均分且側重于嚴格保證與過渡段接口截面的尺寸;同時，對個別偏差較大的管口，通過車削、打磨進行主動調節控制，其它管口在磨口時也根據測量尺寸情況對部分超差較小的管口進行微調，來滿足最終的驗收要求。給下一步過渡段及螺旋段的安裝打好基礎。

2.2螺旋段管屏的整體地面預組裝;

鍋爐螺旋段水冷壁安裝前進行單面墻的整體地面預組合拼裝，包括螺旋段吊帶，整體進行預組裝，這樣可以盡早地檢查、發現并提前消除管排制造偏差和設備缺陷，并及時在地面全部進行消缺處理，完全避免了安裝到燃燒器區域、冷灰斗時，容易出現螺旋段管口對接錯位過大的安裝通病，大大提高了安裝一次驗收合格率，降底了螺旋段水冷壁吊裝、安裝工作中的無法預知的問題，做到了質量工作的預控性、可控性。

螺旋段地面預組裝示意圖如下圖所示：

螺旋水冷壁在地面預組合后，管排按照安裝位置擺放在組合架上，將管屏的中心線及安裝基準線畫好并作出明顯標記，將檢查中發現的管屏外形尺寸的偏差、缺陷在組合場及時進行處理和調整。在能夠滿足運輸及吊裝的前提下盡量多的組合，同時，將螺旋段吊帶按圖紙上的定位尺寸，同螺旋段水冷壁同時整體進行組裝，在單面墻整體組件的開擋、對角、平整度、管口尺寸等驗收通過后，根據吊車起重能力，確定組件分段線，按組件劃分圖中的分斷線，將吊帶也進行切割，打好坡口，做好編號和明顯標記，以備安裝時用。

地面預組合將缺陷處理完畢，減少了高空作業的難度，安裝時只需按編號及標記對正中心線與基準線即可，提高了速度、節省時間的同時，也更好的保證了施工質量。

2.3螺旋段安裝過程中的分段控制;

螺旋水冷壁安裝，分為過渡段、燃燼風水冷套、主燃燒器水冷套、冷灰斗4段進行過程找正控制。安裝時，先將前后左右四片過渡段水冷壁標高調整到同一標高，并進行剛性加固。考慮左右側水冷壁管排容易吊裝，施工速度較快，吊裝時先吊裝左、右側螺旋段水冷壁組件，進行密封焊接并將垂直搭接板、吊帶安裝上，以承受水冷壁的重量。對于左、右側水冷壁實行分層設點找正定位的方法找正加固牢固。注意：因為前后左右四片螺旋水冷壁通過燃燼風及主燃燒器水冷套的角部焊口直接相連，對找正質量要求非常高，稍有偏差，管口在標高方向即會出現錯口較大無法對口的情況。所以左右水過渡段、第一組螺旋段、上部燃燼風水冷套開始找正時，就必須確保各段水冷壁的標高、前后左右位置及爐膛對角線偏差，嚴格控制在《驗標》要求范圍內。中部左右螺旋水冷壁的加固不少于兩層，每層各片水冷壁不少于四個點。前、后水冷壁組件吊裝時只需以左、右水冷壁為基準進行安裝即可，節省了大量的找正加固用的材料。找正固定;前后水冷壁組件以左右水為基準安裝找正。冷灰斗水冷壁安裝前，前后冷灰斗水冷壁剛性梁先地面整體組合組合，吊裝后直接正式安裝就位，前后冷灰斗水冷壁直接吊裝放到剛性梁上安裝。此方案的優點是提高了安裝速度，保證了質量及施工安全，節省了加固材料，簡單、可靠、經濟、通用性強。

2.4燃燒器區域管屏的拼接尺寸控制;

在螺旋段水冷壁安裝至燃燒器區域時，同時要進行燃燒器的切圓放線找正工作。綜合考慮后，我們調整了燃燒器找正的方案及切圓放線的時間，優先保證螺旋段水冷壁的整體成框尺寸及燃燼風燃燒器、主燃燒器角部區域水冷壁的找正、對口質量。燃燒器我們考慮在此區域角部焊口完成后，再進行燃燒器與水冷套、連接體找正對接，通過對爐膛開擋對角拉鋼絲，找出爐膛中心點，調整燃燒器左右位置，使經過一次風噴口中心的鋼絲按圖紙角度位置且經過爐膛中心點，然后進行水冷套和連接體與燃燒器的定位、密封焊接工作。經過安裝工序上的優化調整，即達到了優先保證螺旋段水冷壁的安裝質量，又滿足了燃燒器找正對切圓放線的相關要求，的這樣具體找正如下圖所示：

2.5螺旋段整體成框驗收固定;

爐膛螺旋管區域的剛性梁采用框架結構，正確安裝，可以在鍋爐運行突然發生爐膛壓力超過運行壓力時，能保護受熱面不致損壞或者產生很大的永久變形，控制鍋爐的膨脹方向和防止在震動時對受壓件產生較大的附加應力。因此，從螺旋段水冷壁上部安裝開始，各面的剛性梁要求同步進行安裝，在分段成框找正完成后，及時連接爐膛角部的剛性梁連接板、銷軸、墊板等附件，

3結束語

水冷壁螺旋段組合安裝的質量工藝，對鍋爐整體受熱面施工質量至關重要。通過以上對螺旋段水冷壁安裝上道工序的管制、地面整體預組拼、過程中的各種質量點控制等嚴格要求和工序優化，很好的達到了預期目標，收到了比較好的施工效果和各方好評，進而給我公司以后承接百萬機組，積累了一定的實踐經驗。