火電廠鍋爐安裝技術及質量控制探究

周航生

（中國電建集團福建工程有限公司，福建 福州 350018）

鍋爐作為火電廠重要的機組設備，其施工工藝及質量控制對電站的安全運行起著舉足輕重的作用。文章就火力發電廠鍋爐在安裝過程中應注意的幾個問題進行了探討。當前，我國的發電方式主要是以火力發電為主，而鍋爐是火力發電廠運行的關鍵部件。所以，火電廠的鍋爐是否能夠安全地運行，與火電廠的電力生產經營活動是否能夠正常地進行有密切的聯系。此外，還應該在施工現場建立專門的質量管理機構，對整個施工過程展開監控與檢查，并能及時發現并解決問題，從而保證安裝工作的質量與進度。與此同時，施工人員應該對鍋爐安裝施工中的各種技術要點有一個準確的把握，從而提升安裝操作的規范性和精確性，保證鍋爐安裝施工的質量和效率，為火電廠的電力生產的正常進行打下一個良好的基礎，進而為國家的國民經濟建設和社會發展提供一個安全、穩定、優質、高效的電力資源。

1 火力發電鍋爐系統的構成

在火電廠的運營中，鍋爐設備的作用是把化學燃料的能量轉換為熱能，對鍋爐受熱面的水進行加熱，產生數量豐富、質量穩定的過熱蒸汽，并將其傳輸至汽輪機，驅動引擎進行發電。隨著社會經濟的發展，人們對能源的需求量與日俱增，導致了火電廠鍋爐的裝機容量日益增大，安裝工藝也日趨復雜。煤炭是鍋爐生產和運轉中最主要的一種燃料，在燃燒之前，煤首先會變成煤粉，然后將煤粉吹入鍋爐的爐膛中，使其燃燒并釋放出熱量。總之，火力發電廠鍋爐的工作過程主要有三個方面，即燃料燃燒、導熱和蒸氣蒸發。對于鍋爐裝置的工作原理，即工藝流程，可作以下解釋：在煤倉內，原煤通過給煤機送至磨煤機，將煤磨成煤粉。它是一種能夠快速到達煤粉燃燒點并快速進入燃燒，并向外部釋放能量的新型燃料，其中心溫度可高達1500℃[1]。鍋爐內壁上存在著大量的水冷壁管。水冷壁和頂部過熱器共同構成了鍋爐的輻射受熱表面，在吸收熱量的同時，也起到了降溫和防止局部壁面燒毀的作用。在鍋爐的生產過程中，煤粉燃燒之后，會產生大量的灰粒，灰粒會在爐內底部的冷灰箱中積累，并逐漸進行冷卻、固化，最后落入裝爐渣的裝置中，形成固定爐渣。對于高壓給水系統，由給水泵提供至鍋爐的水首先進入省煤器吸收鍋爐尾端釋放出的煙氣熱量后進入汽包，通過下降管為載體到達水冷壁的底部機箱，然后依次分配給四墻水冷壁管。以上均為鍋爐生產過程汽水流程的一部分，從中可以看出，在火力發電廠中，鍋爐扮演著非常重要的角色，其安裝質量的優劣，將直接關系到發電廠的生產運營情況和收益水平。所以，在開展鍋爐設備的安裝工作時，一定要按規范工藝技術的應用流程，提高其標準化、規范化程度，才能最大限度地提升設備的安裝質量，從根本上保障其安全可靠的運行[2]。

2 火電廠鍋爐安裝工程存在的主要問題

2.1 鋼架問題

在進行鍋爐的安裝之前，必須先做好鍋爐鋼架的安裝這個前期工作，如果不能保證鋼架的質量，就會影響到后續鍋爐安裝作業和火電廠的正常運行，甚至會造成安全事故。一般來講，鍋爐鋼架故障的成因為：（1）在進行鋼架安裝操作前，沒有及時發現其生產制造問題，造成后續安裝時鋼架不平穩。（2）鍋爐鋼框架在裝配過程中，因安裝不當、吊裝不當等原因，造成鋼框架扭轉、變形。（3）在鍋爐鋼架的安裝和質量驗收過程中，測量儀器的使用不夠科學，不夠合理，會造成鍋爐鋼架的水平和垂直度等偏差太大，從而造成鍋爐鋼架的嚴重變形。（4）在鍋爐鋼框架的安裝過程中，沒有按結構圖進行焊接、切斷，導致鋼框架的焊接質量不合格。（5）在鍋爐鋼架的安裝施工中，若未按圖紙的設計要求安裝，將導致其接頭尺寸與設計不符，使其在使用中發生傾斜、扭轉[3]。（6）在鍋爐鋼框架的焊接過程中，由于操作者的操作不當，導致了鋼框架的開裂。（7）鍋爐鋼架裝配時，因使用的材料及工裝不符合標準，導致鋼架質量達不到標準。（8）在鍋爐鋼框架的焊接過程中，操作者若不能嚴格遵守有關規程，將導致焊接質量不合格。

2.2 受熱面問題

在鍋爐受熱面的安裝過程中，如果沒有對其管道內壁進行及時的通球清理，會造成管道內壁的污垢過多，這樣在投入使用后，就會造成介質的流動受阻，從而加速管道內壁的腐蝕。同時，由于鍋爐長期運行在較高的溫度下，如果出現某些特定的情況，使得其中一個部位的溫度驟然升高，就會產生鼓包現象。此外，鍋爐的制造質量、焊接質量、蒸汽再循環等都會對鍋爐的受熱表面產生較大的影響[4]。

2.3 輔助設備問題

在鍋爐的安裝工作中，為保證鍋爐的正常運行，增加電廠的出力，通常都要使用風機作為輔助設備。雖然風機只是輔助設備，但是在選擇時仍有很多問題，導致所選擇的風機不能很好地保證鍋爐安全穩定運行要求。在熱電廠的實際生產中，如果沒有正確的取值，則會對鍋爐的實際工作參數產生較大的影響。另外，在安裝過程中，由于各類設備之間的不協調，給施工帶來了很大的安全隱患。

3 火電廠鍋爐安裝工程施工對策

3.1 施工準備措施

首先，對安裝質量進行審查。在進行火電廠鍋爐安裝工程施工時，要與施工環境條件相結合，選擇適當的鍋爐安裝施工企業，對他們的有關資質進行嚴格審查，保證有序施工，從而提升鍋爐安裝施工的質量。其次，仔細研讀有關設計的描述。在開展鍋爐安裝作業前，應該對鍋爐的各種參數進行仔細的研究，保證其質量符合安裝施工的要求，并且做好其設計原理分析工作。最后，檢查并確定裝備的選擇。為了確保裝置的性能和火電廠的整體發電效率，必須在鍋爐正常安裝的情況下，對安裝階段的各種零部件和設備進行合理的選擇。

3.2 鋼架組裝

在對鍋爐鋼架進行裝配前，必須對鋼構件進行合理的調整，并對支柱的位置、中線等進行準確的測量。在實際的測量工作中，要對柱頂的標高進行嚴格的控制，對螺栓的水平進行合理的調節，對立柱柱腳進行固定，并將纜風繩暫時固定在這個立柱的上端。此外，在進行鍋爐鋼架橫梁的安裝工作時，要盡可能地降低標高誤差，對其他重要部件的標高進行嚴格的控制，并使用高強度螺栓按要求的力矩來完成安裝連接和固定。

3.3 鍋筒安裝

鍋爐吊裝方案應以鍋筒起吊重量為依據，制定具體的起吊點，在具有相應資格的起重人員的帶領下進行。在實施起重作業之前，一定要認真檢查起重工具的實際狀態，確認沒有問題后方可實施起重作業。同時，在吊運、安裝時，應保證爐膛中心線與基準線相吻合，及時調整爐心、標高。以上吊運工作結束后，要合理設置永久性吊具，使鍋爐與鋼框架的橫梁得到有效的固定。

3.4 水冷壁安裝

在設備清點、編號完畢后，進行水冷壁管道的地面拼裝作業。首先，進行通球試驗，嚴格檢查水冷壁管排的真實尺寸和通流直徑，在所有的鋼球編號工作完成后，按照程序進行試驗，確保鋼球有序地通過管排。在確認水冷壁的流量滿足了相應的要求后，則可以開始焊接和固定工作。做好地面的拼裝和剛性梁的臨時吊掛工作，有秩序地吊裝水冷壁，并對爐子頂部對應吊桿的螺絲進行合理的調整，對中基準，利用梁柱和槽鋼對集箱進行有效的加固。其次，在吊裝水冷壁上豎直段時，前墻、左右墻、后墻組件應依次吊裝，并通過增設吊點來分散應力，防止管排變形[5]。

3.5 鍋爐本體就位找正

當鋼架安裝完成，并經驗收后，按照標高的具體控制要求，結合鋼柱的位置，對水冷壁和豎井包墻進行定位和調整，保證前、后墻和兩側聯箱的中心都與鍋爐的對稱中心線一致。根據設計圖紙的標高，結合鍋爐鋼架的具體位置，合理地調整鍋爐的安裝位置。利用水平儀測量方法，確保前后墻、兩側墻及后包墻的標高與設計圖紙相符，并詳細記錄施工參數。在將上部管排固定好之后，要根據圖紙的要求以及安裝施工工序，將下部管排吊裝到位，保證安裝的垂直度與設計要求一致，并保證角部焊接的質量達到標準。

3.6 省煤器和低溫過熱器安裝

（1）在進行安裝工作前，要切實執行單片通球的檢測，并對集箱進行仔細的檢查，保證其符合要求后，再進行安裝工作。（2）在省煤器和低溫過熱器管排的安裝過程中，應按由里到外的順序安裝，使用合理的安裝方式，安裝蛇形管束時，應選擇有經驗的安裝工人。（3）嚴格控制焊接過程中的質量，尤其是在管夾管口安裝過程中，要盡可能避免對管排造成破壞。（4）安裝省煤器時，在確定了具體的安裝位置后，要從低溫區開始，到中溫區，再到高溫區進行作業[6]。

3.7 空氣預熱器安裝

在安裝空預器時，要對設備參數進行準確的檢測，對設備進行深度清洗，以保證管路的質量。同時，檢查管板緊固程度和設備的平整度，如有異常，應及時處理；在管線的鋪設上，要合理地選擇管線的鋪設方向；與作業要求及相關的吊裝設備相結合；在安裝空氣預熱器的時候，為了確保裝置內部的氣密性，提高系統的穩定性，必須使用垂直聯接的方式來實現管道的首尾相連；在旋轉式空預器中，應該按照有關的技術要求，進行總成的裝配，將各總成的誤差控制在容許的范圍之內，強化對法蘭面的車削控制，確保徑向和軸向的密封。

3.8 吹灰器安裝

在鍋爐運轉過程中，吹灰器起著舉足輕重的作用，它的運轉好壞直接影響到鍋爐的發電量。所以，在進行吹灰器安裝作業之前，應該對所有的零件進行全面、嚴格的檢測，確保吹灰器內部各個零件的精度和傳動裝置的靈敏性，從而提升該設備的工作效率。此外，要根據火電廠鍋爐安裝的特定標準和規范進行安裝，需要遵循的細則如下。（1）在裝設吹灰器時，必須使所需裝設位置的標高偏差小于5mm。（2）在安裝吹灰器噴管時，必須嚴格控制它的水平，這個參數偏差不能超過3mm。（3）為了保證吹灰裝置的有效運轉，在安裝噴管時，必須嚴格控制噴管的斜率，以保證實際的工作效率[7]。

4 火電廠鍋爐安裝的注意事項

（1）注意鋼架吊裝的安全性，在進行鍋筒吊裝前，必須進行相關的檢查，保證各個部件的完整性和完好無損，在吊裝到位后，要對鍋筒進行焊接，這時必須打開兩個端部的蓋子，以保證鍋內的空氣流通。室內照明設備應保持在較低的電壓下。（2）要保證焊接是可靠的、安全的，不僅要滿足有關的要求，還要保證焊接所用的材料都是符合有關標準的，選擇的焊接工人也要有一定的專業知識和經驗，如果出現了焊接缺陷，要立即采取措施進行處理。

5 火電廠鍋爐安裝過程質量控制目標

為了加強鍋爐安裝質量管理，消除鍋爐安裝過程質量通病，應制定切實可行的預防措施，嚴格控制工程質量和工藝，杜絕質量事故的發生。使質量得到有效控制，提高工程質量，以確保下列目標的實現。

（1）鍋爐安裝工程質量全面達到設計要求、設備廠家要求及國家標準、部頒標準，創優質工程。保證充分發揮設備設計所具有的可靠性和可維修性。（2）強化施工管理和工藝管理，優化工程施工，精益求精，消滅質量通病，嚴格控制工程的安全、質量、進度、現場文明施工，各項技術、質量指標符合規定要求，工期按時完成。（3）單位工程質量合格率100%[8]。（4）使用材料合格率100%，使用正確率100%。（5）主要輔機的振動、軸承溫度符合規程規范要求。（6）鍋爐受熱面焊口無損檢測一次合格率≥98%。（7）消除設備八漏(漏氣、漏水、漏油、漏灰、漏煤、漏粉、漏風、漏煙)。（8）設備及管道保溫外表面溫度低于50℃，保溫外層平整光滑、無裂紋；保溫金屬罩殼安裝規范、牢固、搭口良好，保溫外護板施工工藝規范，具有工藝觀賞性。（9）小口徑管布置合理、規范、整齊、美觀。（10）油漆顏色符合設計，色澤一致，無流痕、皺褶、氣泡、脫落、返透、污染。（11）各類標識的材質、規格統一、齊全正確、醒目、規范、牢固。（12）整套啟動試運期間鍋爐“零”爆管。（13）鍋爐水壓試驗、鍋爐整體風壓、鍋爐酸洗、鍋爐點火、輔機試運轉、整套啟動和“168 小時”試運行一次成功。

6 結語

隨著工業化進程的加快，人類對能源的需求也在不斷增加，在這種情況下，火力發電廠如何保證鍋爐的優良性能，直接關系到機組的安全、穩定運行。然而，在實際安裝鍋爐的過程中，會產生許多問題。為了提升鍋爐安裝質量，為火電廠整體安全穩定運行提供有力保障，應該以火電廠設計和安裝施工所用設備的具體情況為依據，科學合理地制定施工技術方案，制定出行之有效的質量管理措施。