9F燃機余熱鍋爐安裝技術質量控制探討

王盛

（廣州市吉瑞電力工程技術咨詢有限公司，廣東 廣州523075）

本9F余熱鍋爐采用露天布置、臥式爐型，其鋼結構為鋼構架與爐殼組合自支承形式，鍋爐本體由進口煙道、換熱室、出口煙道和煙囪組成。換熱室的前部連接鍋爐的進口煙道，尾部連接鍋爐的出口煙道和煙囪。高、中、低壓3個鍋筒和除氧器置于爐頂鋼架上，低壓鍋筒同時作為除氧器水箱。換熱室內共布置了6個模塊，合計123片單受熱面，單受熱面重約為20 t，垂直布置于換熱室內，每個模塊沿鍋爐寬度方向分成左、中、右3個單元，如表1所示。綜合所知，從燃氣輪機排氣擴散段處煙氣進入鍋爐進口煙道，然后流經鍋爐本體各受熱面后，經出口煙道、煙囪排入大氣。

表1 鍋爐受熱面模塊組成

隨著中國經濟社會快速發展，電力需求量也越來越大，為保證電力的供應，提高發電的清潔環保，將燃氣與蒸汽聯合起來實現循環工作的9F燃氣輪機組因其利用效率高、清潔環保逐漸得到廣泛推廣。由于9F燃機機組具有設備部件體積大、質量重、對施工要求高等特點，在安裝調試過程中需加強質量管控。9F燃機余熱鍋爐作為燃氣機組重要的組成部分，在燃氣機組工作中起到不可替代的作用，實現能量之間的相互轉換，在轉化過程中產生大量的能量，因此對9F燃機余熱鍋爐安裝技術要求非常嚴格，本文將對9F燃機余熱鍋爐安裝技術進行研究探討，以不斷積累9F燃機余熱鍋爐安裝質量控制技術，促進燃機余熱鍋爐安裝技術的進一步發展。

1 9F燃機余熱鍋爐組成結構

2 9F燃機余熱鍋爐安裝質量控制

2.1 余熱鍋爐鋼結構安裝

余熱鍋爐鋼結構由柱和梁、鍋爐底護板、鍋爐側護板、鍋爐頂板梁和鍋爐頂護板拼接而成，均由工廠預制，分若干片供貨。由于余熱鍋爐采用鋼結構來承載整個鍋爐的質量，因此確保其結構的穩定為其主要原則。在鋼結構安裝前，首先，根據工廠所提供和裝箱清單以及施工圖紙，依次復核各零部件的數量和尺寸，以及各部件配合部分是否正確，若在運輸和保管過程中發現損壞情況，記錄并消除缺陷方可進行組合安裝；其次，余熱鍋爐基礎應驗收合格，仔細核對基礎底板與基礎表面間的墊鐵厚度，并采用焊接方式來連接墊鐵與底板，并對基礎底部和基礎表面進行二次灌漿，其強度未達到設計要求強度前不得承重；然后，結合現場安裝空間及吊裝方案合理規劃安裝次序，盡量避免因安裝錯誤導致鋼結構發生變形，同時，在安裝過程中全程配備輔助人員進行組件連接，可借助花蘭螺絲校正鋼架連接，進而保證鋼結構的穩定性；最后，在整個安裝過程中，全程采用經緯儀在立柱的兩個垂直面進行垂直度測量，當發現公差超標時，使用葫蘆拉緊或松弛來進行調整，直至符合設計、標準規范要求，并用水平儀測量鋼結構額水平度，然后進行連接點高強螺栓初緊，待復查合格后再進行終緊。

余熱鍋爐兩側護板豎直安裝在柱和頂護板上，吊裝時為了防止側護板變形，采用“雙擊抬吊”對側護板進行翻身。單個側護板就位后，采用分段焊將側護板與立柱固定，并拉纜風繩對側護板進行調整以及固定。纜風繩分別固定在爐左和爐右放置的路基箱上。兩側相對應的兩塊側護板安裝完成后，吊裝頂板梁，并采用高強螺栓和側護板頂部連接固定。鍋爐側護板和頂板梁全部吊裝就位后，將頂護板依次進行安裝。余熱鍋爐整體鋼結構安裝完成后，對底護板、側護板、頂護板和梁進行密封焊接，并依據規范和設計要求進行滲透檢查或煤油滲漏檢查，確保整體焊縫的密封性。

2.2 模塊安裝

受熱面為模塊化廠內組裝，由上集箱、下集箱、管屏、管夾、防震隔板、水平煙氣阻隔板、垂直煙氣阻隔板等組合而成。在卸車前檢查受熱面在運輸過程中是否損壞，受熱面管子、集箱管接頭及耳板等是否有損壞，受熱面的主要位置尺寸是否正確，外觀有無砂眼、裂紋、撞傷、壓扁等缺陷及廠家焊縫質量情況，依據圖紙和發運清單等逐一核實，模塊驗收合格后方可將模塊卸車至指定區域。受熱面模塊吊裝是非常重要的一項安裝工作，應使用專用吊裝工具受熱面吊裝架和受熱面翻轉架，防止受熱面模塊因受力不均造成受熱面模塊彎曲變形。模塊卸車及上架均采用廠家提供的專用吊具，如圖1所示，單片模塊起吊時，由1根大扁擔梁和8根小扁擔梁構成起吊系統，起吊點不少于48處，吊鉤必須對應模塊的管夾位置。

圖1 吊裝專用吊具

在受熱面模塊安裝前，提前將廠家專用工具翻轉架布置于爐側，底部通過2個圓柱銷鉸接在H形鋼支撐上，支撐與余熱鍋爐爐柱腳剛性連接，如圖2所示。同時在爐頂鋼梁處焊接吊耳固定滑輪組、爐底布置2臺卷揚機和爐頂布置2根H形鋼作為電動鏈條葫蘆掛點，用于拉起翻轉架和模塊就位。

圖2 翻轉架安裝示意圖

吊裝順序需考慮到貨情況和存儲順序，受熱面從爐前或爐后依次進行吊裝。采用受熱面吊裝架從存儲點吊至水平放置的翻轉架中，并調整順序。同時啟動2臺卷揚機，用翻轉架連同受熱面模塊緩慢扳起，履帶吊吊鉤隨翻轉架角度升起，翻轉過程中注意觀察兩側鋼絲繩收繩速度，確保翻轉架兩側受力均勻，當翻轉架與水平夾角為80°～85°時，停止卷揚機。履帶吊將受熱面從翻轉架中緩慢吊出，直至脫鉤，用爐頂2臺滑車將受熱面拖運至對應的吊掛裝置正下方，并采用電動鏈條葫蘆將其牽引至安裝位置，拖運過程中注意調整滑車行走速度保持一致，防止受熱面滑行過程中發生扭曲變形，同時在受熱面吊裝過程中，用全站儀全程監護側護板變化情況。如有變化記錄數據，并采取相應的加固措施。

吊裝完畢后，根據圖紙要求調節吊桿高度，穿裝吊桿裝置，確保吊桿處于垂直位置，并且受力均勻。在吊裝組件的位置確定好后，調整螺母位置，根據鋼架的標準高度，找到上集箱標高，根據橫向縱向中心線找出開檔的尺寸，按照圖紙要求安裝并且固定[1]。

2.3 余熱鍋爐管道安裝

余熱鍋爐管道包括高壓主蒸汽管道、熱再出口管道、再熱器進口管道、集中下水管、過熱蒸汽管道、再熱蒸汽管道、內部輔助管道、排汽管道、給水管道、外部輔助管道、排污疏水管道、啟動和連排管道、放空管道等。

余熱鍋爐管道到貨后，及時對合金鋼材料進行光譜復測，并對硬度、金相等項目進行抽檢，如15CrMo、12Cr1MoV、P91、P92等，確保其材質與圖紙要求一致，安裝前，需將管段內部異物清理干凈，尤其是受熱面管道，防止管道在運輸過程中因端口封蓋脫落而進入雜物等。同時管道在打磨后，需檢查管件內部是否留有雜物，如有雜物需將其清理干凈方可實施對口工作。管道組對時需考慮設計坡度等要求，并保證坡口角度、間隙等滿足要求，如發生錯邊超標等現象，嚴禁強行組對。管道安裝過程中，加強管段尺寸測量工作，通過測量管段不同工作位置坐標及標高來保證管道坡度值滿足圖紙要求。

余熱鍋爐焊口因受熱面間距有限，故其焊口焊接操作空間狹小，存在焊接盲區，為了保證焊口一次合格率滿足合同要求，則要求焊接人員焊技能穩定、手法熟練，入場前進行焊工技能考核，對針對困難位置，進行針對性培訓、考核，如鏡面焊等。在焊口焊接之前，需仔細觀察周邊環境，如有必要需采取防風、擋雨措施，并檢查焊口組對質量，坡口表面清理情況，不允許出現浮銹、油污等，坡口角度、鈍邊和錯邊等應滿足標準要求，避免出現焊縫未焊透、未熔合、氣孔等焊接缺陷。焊前預熱、后熱和焊后熱處理是余熱鍋爐管道安裝過程中重要的一個環節，根據管件的材質、厚度等選擇相應的預熱、后熱溫度以及熱處理升溫、降溫速率、恒溫溫度和恒溫時間，確保焊接接頭硬度和金相檢驗合格。

2.4 鍋筒安裝

鍋筒上設有安全閥、就地水位計、平衡容器等，安裝前應先檢查鍋筒筒體、封頭內、外表面油污裂紋、撞傷等缺陷，焊接質量及尺寸是否符合要求。管接頭、管座等是否完好，找出鍋筒兩段的水平和垂直中心線進行油漆標記，并核對其位置是否正確，便于后續安裝或矯正工作。受熱面某塊吊裝結束后方可對鍋筒進行吊裝工作，對于吊裝的地點也有相應的要求，必須是在能防止鍋筒出現晃動的合適地點進行吊裝，吊裝的過程中，使用棕色繩子牽引鍋筒的兩端處來防止鍋筒出現晃動的情況，這種操作還可以有效防止鍋筒的管接頭被吊裝鋼絲繩擠壓[2]。為了保障吊裝鍋筒過程的平穩，當鍋筒吊離開地面的時候，可以暫停片刻，當鍋筒呈現平穩狀態的時候，方可進行下一步安裝操作。對于鍋筒吊裝到達指定位置的時候，應該及時找正并固定，保證鍋筒內部裝置符合設計要求。

最后，對鍋筒的中心標高、垂直中心線、縱橫向水平偏差進行復測，確保其偏差值保證在允許的范圍內。

2.5 其他部件安裝

除鍋爐鋼結構、受熱面和鍋筒等安裝外，鍋爐進口煙道、出口煙道、煙囪、鍋爐輔助設備等均需注意。

煙囪和煙道安裝就位前對基礎進行復測和驗收，并畫出縱向和橫向安裝基準線以及標高基準線，確保縱向中心線和橫向中心線相互垂直等。煙囪由多節筒節拼裝而成，每節安裝過程均需復測其橢圓度、垂直度等，避免誤差累計。

進口煙道、出口安裝時，應復查并保證其中心線與爐體、煙囪中心線一致，且在適當情況下應考慮提高地面組裝程度，進出口煙道膨脹節應嚴格按照廠家圖紙進行安裝，以免因安裝問題影響后期余熱鍋爐使用質量。

鍋爐輔助設備安裝前應先按照供貨清單、圖紙等進行開箱檢查，確認實物與圖紙、供貨清單相符，并無其他問題缺陷。在安裝前檢查輔助設備基礎混凝土強度，確保滿足要求后，依據鍋爐縱橫中心線進行基礎劃線，保證其標高及縱橫中心線偏差在允許值范圍內。設備安裝后如采用二次灌漿時，基礎表面無雜物、污垢等。地腳螺栓垂直度應滿足要求，并有防松裝置。如采用墊鐵進行設備調整時，每組墊鐵的長度、寬度以及墊鐵面積均符合要求，確保墊鐵與混凝土接觸面均勻。安裝結束后，小錘敲擊檢查墊鐵，無松動現象，并將各層墊鐵間點焊牢固。

3 結束語

隨著中國經濟的高速發展，電力供應結構的優化逐漸增強，9F燃氣輪機機組得到了大力推廣，不但使能源利用效率得到了大幅度的提高，同時也起到了環境保護的作用，故9F燃氣輪機成為發展的必然趨勢。因此，余熱鍋爐作為燃氣輪機機組的重要組成部分，其安裝質量直接影響燃機機組的運行效率則需從設計、生產、安裝等方面全面把控，確保余熱鍋爐的各項性能指標均達到設計、標準要求。通過對9F燃氣輪機機組余熱鍋爐安裝技術質量控制措施的分析探討，進一步積累對余熱鍋爐安裝技術和質量控制經驗，進一步推動9F燃氣輪機機組余熱鍋爐安裝技術的快速發展。