余熱鍋爐省煤器更換施工工藝

王令強(qiáng)，馬春緯，劉 楊，陳曉勇

中國(guó)石油天然氣第一建設(shè)有限公司，河南洛陽(yáng) 471023

中國(guó)石油大慶石化140×104t/a重油催化裝置有2臺(tái)余熱鍋爐，每臺(tái)鍋爐有4組省煤器，其中6組省煤器質(zhì)量為28.1 t，另外2組質(zhì)量為29.7 t。由于省煤器換熱效率降低，需要全部更換，另外省煤器之間的中間連接煙道、省煤器與底部連接的膨脹節(jié)也需要一同更換。運(yùn)用余熱鍋爐省煤器更換施工工藝，僅用8 d時(shí)間完成了8組省煤器模塊及中間連接煙道和2個(gè)膨脹節(jié)的更換，大大提高了省煤器更換施工效率。

1 施工方案比選

每臺(tái)鍋爐4組省煤器模塊上下豎向布置，利用中間連接煙道連接，省煤器模塊上部通過(guò)膨脹節(jié)與過(guò)熱器模塊相連，底部與煙道通過(guò)膨脹節(jié)相連，均為焊接連接。

余熱鍋爐省煤器拆除平面布置見(jiàn)圖1。兩臺(tái)余熱鍋爐位于中部，西側(cè)為泵房，南側(cè)為泵房2，東側(cè)為三級(jí)旋風(fēng)分離器，北側(cè)為排煙煙囪和煙道，吊車(chē)站車(chē)位置在管廊北側(cè)7#道路。吊裝作業(yè)需跨越水平煙道，作業(yè)半徑大，根據(jù)吊裝計(jì)算選用400 t履帶吊車(chē)進(jìn)行模塊吊裝及倒運(yùn)[1]。

圖1 余熱鍋爐省煤器拆除平面布置

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)平面布置、空間結(jié)構(gòu)以及實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，初步形成三種模塊更換方案。第一種：2臺(tái)余熱鍋爐的省煤器模塊拆除后均從鍋爐（L-2）東側(cè)6 m平臺(tái)處拆除及運(yùn)輸。受吊裝及運(yùn)輸影響，需要拆除該平臺(tái)上的定排罐及配套管道和勞動(dòng)保護(hù)平臺(tái)，還需拆除該平臺(tái)上2臺(tái)鍋爐省煤器模塊之間的儀表穿線管。按照此方法，400 t履帶吊車(chē)可站在固定位置完成所有吊裝，無(wú)需吊車(chē)移動(dòng)走車(chē)，減少了移車(chē)的相關(guān)工作。第二種：兩臺(tái)鍋爐省煤器模塊拆除后，東側(cè)鍋爐（L-2）的模塊從東側(cè)平臺(tái)運(yùn)輸，西側(cè)鍋爐（L-1）的模塊從西側(cè)平臺(tái)運(yùn)輸。這樣也需拆除定排罐及配套管道和勞動(dòng)保護(hù)平臺(tái)，而且鍋爐（L-2）西側(cè)運(yùn)輸空間較小，為滿足模塊運(yùn)輸要求，還需拆除西側(cè)鍋爐立柱，并采取加固措施，在吊運(yùn)過(guò)程中400 t履帶吊需來(lái)回行走繞過(guò)煙囪進(jìn)行吊裝，并且還需要倒運(yùn)超起配重。此方案拆除、加固及恢復(fù)工作量較大，大型吊車(chē)工作效率低，省煤器更換速度慢。第三種：省煤器模塊從鍋爐頂部吊出，該方案需要拆除鍋爐頂部煙氣入口、過(guò)熱器及其配套管道，400t履帶吊也需要繞過(guò)煙囪進(jìn)行吊裝，還需要倒運(yùn)超起配重。拆除及恢復(fù)的工作量較大，吊車(chē)?yán)眯什桓摺＞C合上述三種方案，在考慮工期、工作量以及成本等綜合因素下，決定采用第一種方案，施工效率高。余熱鍋爐結(jié)構(gòu)立面見(jiàn)圖2。

圖2 余熱鍋爐結(jié)構(gòu)立面示意

2 施工工藝

2.1 施工流程

省煤器模塊更換施工流程見(jiàn)圖3。

圖3 省煤器更換施工流程

2.2 移動(dòng)小車(chē)、軌道準(zhǔn)備

省煤器拆除后，向外倒運(yùn)時(shí)需要依靠移動(dòng)小車(chē)運(yùn)輸，小車(chē)選用自重小、承載能力大、移動(dòng)平穩(wěn)順暢、牽引力小的12 t級(jí)規(guī)格。搬運(yùn)每組省煤器時(shí)使用4個(gè)12 t級(jí)移動(dòng)小車(chē)，能夠滿足省煤器模塊重力載荷[2]。

為使設(shè)備平穩(wěn)運(yùn)輸。移動(dòng)小車(chē)下方鋪設(shè)HW350×350×12×19的H型鋼軌道，軌道上部翼緣板兩側(cè)敷設(shè)∠25×3角鋼,每隔150 mm點(diǎn)焊，固定在H型鋼上，防止移動(dòng)小車(chē)脫落。兩側(cè)翼緣板之間每隔500 mm用一節(jié)D42 mm×3 mm的短管點(diǎn)焊連接作為支撐，腹板兩側(cè)交替增加支撐，增加型鋼的強(qiáng)度，保證小車(chē)在運(yùn)輸模塊過(guò)程中的安全性，確保省煤器模塊在軌道上運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。制作完成的軌道如圖4所示。

圖4 自制移動(dòng)小車(chē)軌道

軌道型鋼在敷設(shè)時(shí)，兩段軌道連接處應(yīng)置于鋼結(jié)構(gòu)平臺(tái)橫梁處，并把軌道點(diǎn)焊在結(jié)構(gòu)平臺(tái)橫梁上，確保軌道穩(wěn)固。吊車(chē)?yán)Ф撕附庸潭ㄔ阡摻Y(jié)構(gòu)上。

2.3 模塊拆除前準(zhǔn)備及加固

余熱鍋爐省煤器模塊拆除之前，需要提前拆除鍋爐L-2東側(cè)R-3罐及其附屬管道、儀表控制箱、儀表穿線管、勞動(dòng)保護(hù)平臺(tái)及余熱鍋爐鋼結(jié)構(gòu)框架EL 8 800 mm層寬度方向的橫梁。

余熱鍋爐支座承重分布為：EL 6 000 mm層彈簧支座支撐低溫省煤器下模塊、低溫省煤器上模塊及中間連接煙道Ⅱ、Ⅲ的重量；EL 13 600 mm層剛性支座支撐高溫省煤器下模塊、高溫省煤器上模塊、過(guò)熱器模塊及中間連接煙道Ⅰ、Ⅱ的重量。

省煤器模塊拆除順序由下而上，因此每個(gè)模塊拆除前需要對(duì)其上部模塊進(jìn)行加固固定。為保證在拆除低溫省煤器及下部的膨脹節(jié)后，下部煙道不發(fā)生變形和位移，需要在鍋爐鋼結(jié)構(gòu)框架EL 6 000 mm層橫梁的橫向、縱向及豎向使用［10槽鋼進(jìn)行加固，與膨脹節(jié)本體進(jìn)行焊接連接。

將軌道型鋼焊接固定在余熱鍋爐EL 6 000 mm層鋼結(jié)構(gòu)上，兩端用［14槽鋼連接加固，在兩條軌道型鋼運(yùn)輸模塊一側(cè)的端部焊接兩個(gè)10 t級(jí)板式吊耳，用于牽引模塊向外運(yùn)輸。在加固槽鋼中間各焊接一個(gè)10 t級(jí)板式吊耳[3]，吊耳上設(shè)置定滑輪。400 t履帶吊車(chē)通過(guò)定滑輪牽引省煤器配合倒鏈牽引出省煤器。

2.4 省煤器拆除

在鍋爐鋼結(jié)構(gòu)框架EL 16 740 mm層端面橫梁兩側(cè)各焊接一個(gè)10 t級(jí)板式吊耳，同時(shí)在被拆除的省煤器模塊本體框架4個(gè)角上各焊接一個(gè)10 t級(jí)板式吊耳，用倒鏈將省煤器上部4個(gè)吊耳懸掛于EL 16 740 mm層端面橫梁上的吊耳上。

首先，拆除低溫省煤器（下）上方的中間連接煙道Ⅲ。為方便運(yùn)輸，可將其拆成1 000 mm長(zhǎng)的小塊鋼板。拆除完后割開(kāi)低溫省煤器（下）與中間連接煙道的焊縫，利用倒鏈提升低溫省煤器（下）。將軌道型鋼塞入省煤器（下）模塊下部，在軌道型鋼上放置4臺(tái)移動(dòng)小車(chē)，用倒鏈回落模塊至移動(dòng)小車(chē)上。利用倒鏈及400 t履帶吊將省煤器模塊從鍋爐框架內(nèi)拉出。按此方法依次將其他省煤器模塊拆除并倒運(yùn)出鍋爐框架內(nèi)。模塊運(yùn)輸示意見(jiàn)圖5。

圖5 省煤器模塊運(yùn)輸示意

模塊運(yùn)輸?shù)捻樞驗(yàn)椋合冗\(yùn)輸東側(cè)鍋爐L-2的4組省煤器模塊，再運(yùn)輸西側(cè)鍋爐L-1的4組省煤器模塊；2臺(tái)鍋爐的省煤器模塊同時(shí)施工拆除，交替運(yùn)輸互不影響。

2.5 中間連接煙道預(yù)制

所有連接煙道全部需要現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制、安裝。根據(jù)設(shè)備安裝承重情況，中間連接煙道Ⅱ提前預(yù)制成框安裝，中間連接煙道Ⅲ及中間連接煙道只進(jìn)行切割成片并留有安裝余量，中間連接煙道Ⅰ利舊，根據(jù)與高溫省煤器上模塊之間實(shí)際尺寸調(diào)節(jié)安裝。中間連接煙道Ⅲ及中間連接煙道待現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量后切除余量安裝焊接，如圖6所示。

圖6 中間連接煙道III分片安裝

2.6 省煤器模塊安裝

模塊安裝采用從上到下的順序依次安裝，每個(gè)模塊用400 t履帶吊吊裝至導(dǎo)軌上，通過(guò)移動(dòng)小車(chē)將模塊滑移至余熱鍋爐框架內(nèi)，利用框架內(nèi)安裝的10 t倒鏈提升模塊至安裝標(biāo)高，并將模塊進(jìn)行臨時(shí)加固固定[4]，然后摘除倒鏈。按此方法依次吊裝下一層省煤器模塊并進(jìn)行定位固定。所有省煤器模塊都更換完成后，將低溫省煤器下模塊用倒鏈提升至懸空200 mm，抽出導(dǎo)軌型鋼及小車(chē)，利用中間空隙設(shè)置滾杠拆除下膨脹節(jié)，更換新膨脹節(jié)。連接煙道在低溫省煤器模塊與膨脹節(jié)安裝定位調(diào)整后分塊安裝焊接。模塊的安裝及倒運(yùn)見(jiàn)圖7。

圖7 新省煤器模塊安裝

安裝承重支座時(shí)注意各個(gè)支座的安裝位置，特別是支座長(zhǎng)圓孔的布置方向，支座螺栓盡量靠近長(zhǎng)圓孔外側(cè)，以滿足高溫狀態(tài)設(shè)備的自由膨脹。設(shè)備支腳下墊不銹鋼鋼板，不銹鋼鋼板與橫梁焊接固定，而與設(shè)備支腳不焊接，因此支座可自由滑動(dòng)。

與利舊煙道及過(guò)熱段接口連接處，對(duì)破壞的襯里結(jié)構(gòu)用耐火硅酸鋁纖維和隔熱耐磨襯里進(jìn)行恢復(fù)。

3 結(jié)束語(yǔ)

本次2臺(tái)余熱鍋爐8組省煤器更換，成功運(yùn)用了移動(dòng)小車(chē)、軌道、吊車(chē)、滑輪、倒鏈等工具及其有效配合，在僅8 d時(shí)間內(nèi)將8組省煤器及2個(gè)膨脹節(jié)順利更換完成，為后續(xù)改造工作留出了充裕的時(shí)間。該方法對(duì)同行業(yè)余熱鍋爐省煤器等模塊的更換施工有一定的借鑒意義。