淺談流化床鍋爐旋風分離器拆除工藝

上海電力安裝第二工程有限公司 孫琳玲 顧紅凱 王國興

此次改造的鍋爐于2008年3月投產，以摻燒石油焦和煤為主。至2021年8月此臺機組發電量為83.64億千瓦時，供熱量5686萬吉焦。經過13年的連續運行，鍋爐存在落煤管堵塞、空預器漏風率高、底渣系統可靠性差等一系列問題。隨著近年來煤炭消費總量的大幅下降，此鍋爐需通過技術改造實現國家規定的煤耗指標。同時由于機組的可靠性逐年下降，使得熱電部對石化的供熱、供電保障壓力也逐年增加。如在日常運行中機組發生非停，石化工藝生產線會產生巨大的、無法估算的損失，故此次對流化床鍋爐進行改造。按業主方要求在拆除原帶有澆筑料的旋風分離器后，采用水冷分離器以達到提升效能、清潔生產的目的。

旋風分離器分為上下兩部分，上部分為垂直段、下部分為錐體段，是一種通過渦旋分離，在不使用過濾器的情況下從空氣、氣體或液體流中去除微粒的設備。在旋風分離器的圓柱形或圓錐形容器內建立了高速旋轉流。空氣以螺旋形式流動，從旋風分離器的頂部（寬端）開始、在底部（窄端）終止，然后以直流的形式通過旋風分離器的中心離開旋風分離器并從頂部流出。旋轉流中較大、較密的顆粒具有很大的慣性，無法遵循旋轉流的緊密曲線，因此撞擊外壁，然后掉到旋風分離器的底部，可以將其除去。在下半部錐形系統中，隨著旋轉流向旋風分離器的狹窄端移動，旋轉流的旋轉半徑減小，從而分離出越來越小的顆粒。

1 拆除前準備

1.1 工藝流程

此次旋風分離器拆除的主要難點就在于工期緊、工程量大、拆除施工空間有限、澆注料與分離器罩殼錨固件的接觸牢固且拆除困難。常規施工方法為在旋風分離器的外側和內側均搭設滿堂腳手架進行人工拆除作業，但采用滿堂搭設腳手架工序復雜且耗時久，在拆除過程中腳手架容易出現因澆注料松動而塌落的風險，也容易出現由于腳手架搭設時與澆注料發生接觸、而方不便澆注料與罩殼拆除的情況。為解決上述拆除難點，故決定采用在旋風分離器內側搭設懸吊組合平臺的方法進行拆除作業，這種拆除方式可靈活變換臨時升降平臺的高度以滿足現場復雜的施工要求。

具體拆除吊裝工藝流程為：臨時吊拋中心筒-旋風分離器頂部罩殼切割-清理旋風分離器頂部澆注料-搭設懸吊平臺-清理旋風分離器垂直段澆注料-旋風分離器垂直段罩殼切割-椎體段搭設腳手架-清理旋風分離器錐體段澆注料-旋風分離器椎體段罩殼切割-拆除分割線處外殼板-拆除中心筒-完成。

1.2 鍋爐臨時平臺的搭設

此臨時平臺搭設的目的，是便于將已拆除的旋風分離器（片狀）運至鍋爐外，通過吊車吊至鍋爐零米。此臨時平臺搭設在鍋爐擴建端21米層，H-J排內（圖1）。

在鍋爐擴建端21米層H-J排內，借用底灰庫、石灰粉筒倉原有的鋼結構8m層位置向鍋爐副鋼架位置敷設臨時拖道平臺。因石灰粉筒倉原有鋼結構比底灰庫原有鋼結構高出2m，因此需在此處安裝一個2m的H300型鋼及斜撐；腳手架從0m搭設至11m，即底灰庫、石灰粉筒倉原有鋼結構位置；在12m層臨時平臺上布置一根生命繩，同時從12m層至21m層的臨時平臺布置一個爬梯并配備防墜器，用于人員上下。

21m層臨時平臺兩側向鍋爐布置腳手架通道；21m層鍋爐副鋼架布置一根生命繩；21m層臨時通道滿鋪20mm厚鋼板；21m層旋風分離器位置滿鋪腳手板；焊接要求臨時平臺中的H型鋼、工字鋼須滿焊；臨時平臺上的纜風繩用于裝拆臨時平臺；爬梯用于裝拆臨時平臺時人員的上下，安裝臨時平臺后拆除爬梯，拆除臨時平臺后再重新安裝爬梯；該臨時平臺能夠承重約28噸。

1.3 懸吊組合平臺的搭設

組合平臺為8邊形結構，采用#12槽鋼焊接制作（直徑3米），中間固定不動部分使用腳手板滿鋪，外側外伸可調節部分也使用腳手板滿鋪，側向距離根據錐體角度的變化進行左右調節（圖3）。懸吊組合平臺重量約1.5噸，加上施工人員及工具重量，使用時總計重量約4噸。

利用中心筒內5噸的卷揚機及4組滑輪組的配合，4組滑輪組分別接鉤1個2~3噸鏈條葫蘆懸吊該組合平臺，組合架處鋼絲繩利用鋼絲繩夾固定，可使用鏈條葫蘆調節組合架的上下高度。調節懸吊組合平臺的升降高度，當懸吊平臺與煙道人孔門高度齊平時，人員便可通過人孔門進出施工作業。

5噸卷揚機及4組滑輪組接鉤4個2~3噸鏈條葫蘆，可承載約20噸的重物；該組合平臺重量1.5噸，平臺上施工人員10人約2噸、施工材料0.5噸，總重量約4噸，因此滿足吊裝要求。為確保施工中懸吊組合平臺不超載及人員高空作業時的安全，施工人員必須嚴格執行以下要求：

平臺上的施工人員不得超過10人；平臺上的施工人員出入、施工作業時必須帶好安全帶及防墜器，安全帶掛在防墜器上，另外再架設一根防墜器用來固定鋼絲繩作為雙重保險；平臺內不得堆放超過0.5噸材料，銷釘及澆注材料進入平臺后需立即進行施工；分離器的進口煙道因懸吊平臺作業時的下降即會成為臨邊，因此需拉設生命繩并懸掛警示標牌；在分離器進口煙道的人孔門前，需安排監護人員對進出人孔門的施工人員進行受限空間作業登記并監護，無關人員不得進入煙道內部。

1.4 旋風分離器拆除的準備

在鍋爐0米層劃分區域、搭設圍欄，應有專人負責，禁止非相關人員進入施工現場，施工人員應經過安全教育考試合格，并體檢合格后方可上崗；在拆除作業施工前，必須有相對應的工作票，必須關停與拆除設備相關的電、氣、水及其他危害設施后方可進行拆除工作；拆除前，需檢測爐膛、風道等有限空間內氣體，對人體有害的氣體含量低于國家標準方可進行拆除工作；布置卷揚機：在已搭設的21米鍋爐平臺處，布置5噸卷揚機、2噸卷揚機各4臺，用于拆除旋風分離器；9米平臺一次風箱處布置2噸卷揚機2臺（從21米處挪移過來）；空預器下布置2噸卷揚機1臺（從21米處挪移過來）。

旋風分離器及返料腿腳手架的搭設：15m至44m借助鍋爐原有每層平臺，圍繞旋風分離器及返料腿搭設腳手架；隔離平臺的搭設：44.6m鍋爐剛性梁處搭設臨時隔離平臺，用于倒料（腳手管、新增鋼梁等）；21m鍋爐剛性梁處搭設臨時隔離平臺，用于倒料（腳手管等）；34.2m至42m爐膛出口煙道內，用腳手架網格搭設立面硬隔離，防止在拆除過程中廢料落入爐膛內。

臨時拖道布置：在21.6m層旋風分離器位置各鋪設【20工字鋼、16mm厚鋼板，做成9×1.8m的3塊臨時拖道，用2噸、5噸卷揚機將切割的分段、分片、分塊部分吊運至擴建端21米層臨時平臺；保溫外裝板及保溫棉的拆除：49m新增剛梁最大單件重5噸，因此采用100噸汽車吊將新增鋼梁吊至44m平臺，100噸汽車吊站位于底灰庫、石灰粉筒倉外道路上，跨距約10米，起吊高度約49米（含吊鉤及索具）、主臂升至51米，吊籃在實際使用前要做載重實驗，實際使用時不得超過實驗重量。

主要工器具配置：100噸汽車吊（起吊鋼梁、中心筒）1臺、50噸汽車吊（起吊罩殼）1臺、25噸汽車吊（起吊腳手架、板）1臺、5噸卷揚機（吊放中心筒）4臺、2噸卷揚機（吊放罩殼）7臺、切割工具（切割旋風筒罩殼）16套、1噸手拉葫蘆（吊放罩殼）10個、2噸手拉葫蘆（臨拋罩殼）10個、3噸手拉葫蘆（臨拋罩殼）10個、5噸手拉葫蘆（臨拋中心筒、固定吊籃）10個、撬棒（清理澆注料）12件、鋼絲繩（制作生命繩）12件、10噸叉車（清理澆注料）1臺、吊籃1個。

2 拆除工藝方法

根據圖紙及現場情況，首先在53.6m剛性梁加固、開孔生根及吊點，安裝4個5噸鏈條葫蘆用以臨拋中心筒，防止拆除旋風分離器外殼過程中中心筒掉落；腳手架拆除原返料腿底部的臨時出灰管，在該位置安裝15米長的φ800臨時管子至0米，用于拆除后的澆注料及旋風筒上部外殼切塊直接滑落至鍋爐0米；用碳弧氣刨法割除分離器外殼的頂板；分離器外殼頂板切割成小于500×500mm的小塊后，和澆注料一起通過之前搭設的φ800臨時管道輸送至0米并及時清理防止堆積過多。

旋風分離器分為上下兩部分，上半部分為垂直段、下半部分為椎體段，垂直段的筒體重量由中心筒上方的出口煙道懸吊和32m層的鋼梁托舉，旋風筒下半部分椎體段的主要重量由32m層鋼梁懸吊支撐，在旋風分離器內部搭設懸吊平臺以輔助清理澆注料和切割罩殼。在44.8m膨脹節至32m臨時分割線處，由上向下方式用碳弧氣刨或氣割方式割除分離器外殼的側板，每塊側板按長3~4m、高1m，約3~4m2左右割除，割除后利用卷揚機直接吊運至臨時拖道。

割除時需注意，割除分離器外殼的側板時，需先將外殼內的澆注料敲落，讓其落入φ800臨時管子至0米后，再用氣割方式割除外殼。若無法將澆注料敲落，需用碳弧氣刨方式割除外殼；割除時先在需割除的小塊鐵板上開孔用于掛鉤，防止小塊直接摔落；割除至臨時分割線處時，需保留分割線處外殼板，因為該出外殼板是與剛性梁連接，在割除32m至21m斜坡道分離器外殼時起到支撐作用。

44m至32m分離器外殼拆除后，在32m至21m分離器斜坡道內，沿外殼側板搭設腳手架后，敲落側板內澆注料至0米；32m至21m斜坡道分離器外殼，需由下向上方式，用碳弧氣刨或氣割方式割除分離器外殼的側板，每塊側板按長3~4m、高1m，約3-4m2左右割除，割除后利用卷揚機直接吊運至臨時拖道；拆除分割線處外殼板；分離器外殼及返料腿拆除后，用卷揚機將中心筒吊至0米。

3 結語

此次旋風分離器拆除的主要難點就在于工期緊、工程量大、拆除施工空間有限、澆注料與分離器罩殼錨固件的接觸牢固且拆除困難。通過在旋風分離器內側搭設懸吊組合平臺的拆除方式，減少了滿堂腳手架搭設的工作量、節省了時間；減少了受限空間內搭設腳手架引起的安全隱患；因后續水冷分離器安裝作業仍需搭設滿堂腳手架，用懸吊平臺可避免一次搭拆腳手架的工作量，達到降本增效的目的。

懸吊平臺不與澆注料發生接觸而方便澆注料與罩殼的拆除，避免了滿堂腳手架對澆注料拆除作業帶來困難；避免了腳手架因澆注料的松動脫離而發生塌落風險；利用懸吊平臺可減少困難、優化進度，如運料無需從腳手架上傳遞，可直接升降懸吊平臺的高度、可自由調節，不會碰觸筒壁和模板。