垃圾焚燒發電廠鍋爐施工優化與探討

上海電力安裝第二工程有限公司 邵朝忠

引言

鍋爐設備是發電廠的核心設備之一。隨著垃圾焚燒發電廠建設項目越來越多，如何更高效地落實鍋爐區域施工管理逐漸成為熱門話題。垃圾焚燒發電廠鍋爐專業工期跨度長、牽涉設備多、系統龐大復雜。在傳統管理與策劃思路之外，探索新的優化措施是本文討論的重點。本文從大件施工方案與力能布置，工藝與工序，區域進度優化三個方面進行優化探討。

1 垃圾焚燒發電廠鍋爐區域介紹

1.1 焚燒爐與余熱鍋爐

垃圾焚燒廠鍋爐區域設備布置緊湊且不規則，施工方案的制定對整體施工效率有很大影響。焚燒爐大體分為：垃圾料斗、爐排框架、爐排、推料器、出渣機。垃圾由垃圾抓斗放入料斗中，經過通道由推料器推入爐排燃燒。隨著推料器、爐排運動，垃圾經過干燥、燃燒后變成灰渣，由出渣機排至渣坑。余熱鍋爐大體分為鋼架、汽包、垂直煙道、水平煙道、保護性蒸發屏、過熱器系統及過熱蒸汽調節系統、省煤器、灰斗等，整套設備全部布置于余熱鍋爐平臺上。

1.2 鍋爐區域施工重、難點

大件施工方案、工藝工序管理與進度控制是鍋爐區域三大關鍵點，也是前期策劃中需要重點關注的方向。大件施工方案是綜合場地情況、機械配置、安裝素質等方面得出的綜合性方案。結合垃圾焚燒發電廠場地狹小、土建結構密集、爐型結構不規則等特點，需在策劃方案時更加關注受熱面組合形式、土建結構緩建預留、鋼結構緩裝件選定、組合件臨拋策劃、本體就位先后次序等。鍋爐專業牽涉系統多而雜，施工工藝、安裝工序也非常豐富，需要富有專業能力的技術人員、質量管理人員做好全過程的支持與監督。由于牽涉垃圾儲運、垃圾焚燒、灰渣處理等，所以鍋爐專業的進度管理與控制更是決定整個項目能否如期完成的重點之一。

1.3 鍋爐區域關鍵路徑

鍋爐專業關鍵線路貫穿整個垃圾焚燒發電廠施工，是最為重要的安裝主線。結合項目里程碑節點，一般分為：鋼架開吊、汽包就位、鍋爐水壓、烘煮爐、吹管、垃圾投料、整套啟動。根據主線，進一步完成二三級進度的編制。通過三級計劃的梳理，可以更有針對性地做好進度梳理和施工優化，在之后章節再做闡述。下面，將從力能布置及大件施工方案、工藝與工序和區域進度優化三個方面進行淺析。

2 大件施工方案及力能布置

2.1 大件設備施工方案

2.2 鍋爐區域力能布置

常規垃圾焚燒發電廠一般布置兩條及以上焚燒線，主力機械布置主要分為兩種：塔式起重機或履帶式起重機。塔式起吊效率高、操作視野好，而履帶式靈活性強、載荷更大，兩者各有特色。

首先談談塔式起重機的選擇。布置20t 及以上塔吊布置在兩臺爐中間位置，大多選擇余熱爐平臺前后兩側，方便塔體附著。此類布置利用塔吊完成絕大多區域內的設備吊裝，超大件例如大阪梁、汽包等會另行安排大型履帶機械進場完成。但會產生幾個問題。首先，兩臺爐大件吊裝施工周期在6～8個月，塔吊基礎、附著及拆除的成本均攤后是否還具有較好的經濟效益；其次，受塔吊最大起重量限制，受熱面超大件、垃圾料斗等超大件的組合會被迫增加高空施工的難度和風險；第三，工程前期的板梁、汽包，以及后期的垃圾吊均為整件到貨，勢必牽涉到大型移動機械的反復進場，綜合機械成本是否有優勢值得商榷。

圖1 塔吊布置案例圖

選用履帶式起重機作為施工主力機械，一般布置在焚燒爐側面，如果為多條線布置，遵循先中間后兩邊的原則進行施工。根據目前國內500t/d 及以上爐型，常規選擇260t 以上履帶式起重機械即可滿足全部吊裝任務。進場時間控制在二層鋼架施工完成后，撤場時間為垃圾吊就位后。履帶吊的使用也有著自身弊端：首先，需要高標準處理機械占位及行走路徑上的場地，對于下方設備基礎需嚴格保護；第二，常規垃圾焚燒廠布置緊湊，履帶吊的占位會影響周圍土建結構的施工，緩建是否影響全局進度，需全局考慮；第三，履帶吊的選取主要考慮大件吊裝的便捷，對鍋爐區域內設備供貨情況要求較高，從而保障施工連續性。

圖2 履帶吊布置案例圖

大件吊裝是鍋爐專業的重中之重，而現場力能的針對性布置將更好地降低施工風險、提升施工進度、保障施工質量。

3 工藝與工序

3.1 煙風系統

煙風系統具有設備占地大，組合拼裝、焊縫數量多等特點。對系統設備提前預制、穿插臨拋、焊接保障等方面提出了更高要求。

煙風道焊接設計常規采用雙面焊接，一面滿焊一面段焊。在焊接工藝上，采用氣保焊可大幅提高施工效率。但氣保焊對焊工素質要求較高且煙風道多為薄壁鋼板，對質量提出了更高要求；第二，合理做好內外焊縫的滿焊和段焊選擇。例如：工期緊張、場地狹小等因素，在完成部分焊接、滿足強度的情況下就需臨拋，此時高空遺留焊縫的施工難易程度是需密切關注和綜合考評的。此外，對于煙風系統管道焊縫位置的滲油實驗和保溫前的風壓實驗，是相關質量監督部門必須嚴格把關落實的檢驗項。

煙風系統尤其是風系統，從工序優化的角度出發，需要更多考慮大體積管道和設備的就位問題。無論是一二次風管道、風機還是空氣預熱器，需要在前期策劃時結合區域力能覆蓋與周邊土建結構施工情況確定好就位時間窗口與運輸路線。例如：鍋爐區域內風系統管道在受熱面大件吊裝的過程中就應開始地面組合；一次風母管在土建垃圾坑側墻結構到頂后就應馬上著手臨拋；結合烘煮爐系統投用先后情況，煙風管道施工先后順序上做好側重等。

3.2 汽水系統

汽水系統分為大口徑管道與小口徑管道。前者講究施工先后順序，后者更注重排布走向。垃圾焚燒爐設備布置緊湊，大口徑管道需要合理策劃就位先后次序，避免后期費時費力。下降管、再循環管道的先行施工可以避免與風系統管道、疏放水管道甚至鋼架平臺的碰撞。除此之外，把握管道就位前支吊點的施工節奏，強調合金鋼材質強調焊接與熱處理工藝等，也是工序與工藝上的重點。

建筑力學這門課程是建筑類專業的學生的必修課。從該課程本身的內容來看，理論性非常強，一般教材都會以緒論、靜力平衡[1]作為開篇。從學生的角度來看，很多學生本身高中時是文科類的，對物理學習的很少，看到這樣的教材，可能會立即失去興趣。因此教師在此課程的教學中，如何能將學生的學習興趣吸引回來，講好入門課程非常關鍵。此時多媒體教學就是一個非常好的方法。隨著科學技術的發展和普及，高職院校多媒體教室已較為常見，電腦、音響、投影已經是常用的教學輔助工具。相比起白紙黑字的課本，和黑底白字的板書，色彩豐富、內容精彩的多媒體教學方法，更能吸引學生的注意力。

小口徑管道的施工常規置于大口徑管道之后，尤其是疏放水管道的集中布置，除了講究施工工藝更要考慮檢修操作與整體美觀。強調小口徑管道的設計策劃，其中包含：膨脹彎設置，集中管路走向，閥門組占位等，可借用當下流行的BIM 技術快捷解決小管道二次設計與防碰撞檢測。

3.3 鍋爐密封

與常規火力發電廠不同，垃圾焚燒發電廠的鍋爐密封比較復雜、繁瑣。由于焚燒燃料采用垃圾，所以更需重視密封作業防止臭氣泄露；由于爐型不規則，密封作業難度更高涉及區域更多；由于密封工藝眾多，施工標準與人員素質要求更加嚴格。強調兩點密封管理優化；施工工序及工藝要求。

3.3.1 施工工序從兩方面出發

焚燒爐爐型不規則，很多組件固定完畢后不利于后續設備進入，所以例如隔墻、擋板等組件可先行臨拋，待相關內部施工完成后再進行定位與密封焊接。另一方面，要注重密封焊接的先后順序——從內向外逐層閉環施工。焚燒爐內部存在多層結構，并且每層都有不同的密封要求。施工前交底清晰、施工中注意工序、施工后及時報檢，保持密封作業始終受控。

3.3.2 密封工藝要求

是單面焊還是雙面焊、是雙面滿焊還是段焊滿焊結合，焊縫的長度、高度、材質選擇等,這些都需要技術人員認真審核圖紙，向焊工詳細交底的。除焊接之外，現場還存在門孔和法蘭位置需要密封處理。需要注意不同位置的密封介于溫度不同、膨脹量不同、介質不同等存在施工工藝區別，需格外注意。

本章通過煙風系統、汽水系統和鍋爐密封三個方面就工序和工藝做了探討，此外受熱面組合、輔機設備安裝、液壓爐排等位置同樣具有優化的空間。

4 區域進度優化

垃圾焚燒發電廠作為民生工程常伴隨時間緊、任務重的特點，此類項目的進度優化可聚焦關鍵路徑與交叉作業。

4.1 進度策劃

進度的優化需緊緊依托各項節點，任何一項計劃的開始、完成都應在上級計劃或者總進度的范圍之內。通過梳理，讓我們對每階段進度管理重點一目了然，對于可控的進度滯后也做到胸有成竹。

舉一個例子。爐排系統施工貫穿于項目始末，從第二層鋼架吊裝時就開始進行爐排框架預存，液壓濾油合格后才能開始爐排液壓動作試驗，中間歷經爐排片就位、初次傳動校驗、液壓缸設備安裝、整體密封焊接、油管路布置等。結合總體工期有近一年時間，看似相對寬松的施工周期卻往往升級為很多垃圾焚燒發電項目的關鍵路徑。過程中對難度預估不足、對工期缺乏緊迫感，很多工序步驟前后邏輯關系的不清晰，造成爐排系統施工成為了老大難。根據整體工期制定爐排系統各階段施工的節點目標，合理組織各階段富裕勞動力完成施工任務提高效益，這些需要提前策劃、提前布局。

4.2 交叉作業

交叉作業分為時間與空間兩個維度來考慮。

從時間上說，同一時間段開辟多施工作業面。例如：在鍋爐鋼架吊裝完成之后，可根據工期要求制定焚燒爐與余熱爐同步施工的計劃。利用焚燒爐上部受熱面與尾部余熱爐受熱面中間的金屬膨脹節作為前后分界，對前后爐膛分別找正并用型材固定四角，從而形成整體框架，隨即可同步進行前后爐膛內隔墻、管排等設備的安裝作業。

空間意義上的交叉作業比較常見，同時也是比較常規的提高施工效率、縮短整體周期的方法。結合垃圾焚燒發電廠布置緊湊、空間狹小的特點，在開辟多個作業面的過程中強化安全意識，落實現場旁站管理制度。隔離措施到位，必要時采取硬隔離；高空作業做好工器具防墜、焊接接火措施；上方執行吊裝作業時嚴禁下方繼續施工，其他安全措施在此不一一列舉。

5 結語

本文通過大件施工方案優化舉例和不同力能布置方案的對比，施工工藝和安裝工序的介紹，進度計劃和交叉作業的管理運用，闡述了垃圾焚燒發電廠鍋爐區域施工優化措施的若干方案。總結來說，施工優化離不開保障安全、提高效率、增強質量，這也是在施工策劃、安裝過程、監督管理中離不開的三大基本要素。