亚临界,超临界机组锅炉水冷壁安装技术专业论文

浅谈大型超临界锅炉水冷壁安装方法

作者：靳川川

摘要：在大型超临界锅炉安装过程中，锅炉水冷壁是受热面当中重量最重、结构复杂、吊装困难、安装周期最长的设备，它的安装顺序及周期影响着其它受热面设备的安装，甚至整台锅炉的进度。本文结合相关实例、技术数据对大型锅炉水冷壁的安装方法和工艺流程进行重点阐述。 关键字：超临界锅炉 螺旋水冷壁 工艺流程 组件划分 组件吊装 吊具布置及计算 前言: 大型超临界锅炉水冷壁方案具有较大的多样性、可变性，且人力、物力、机械占用比例最大。因而它对整个锅炉安装的经济性、安全性起关紧作用。本文内容重点对如何选用吊装机械、水冷壁组合要点、水冷壁安装架子制作、螺旋水冷壁找正方法、水冷壁对口与密封焊接变形控制方法、水冷壁刚性梁安装要点等有关技术方案进行阐述。

一、超临界锅炉水冷壁安装 1.1水冷壁施工工艺流程见图1.1-1

.

专业技术人员图纸会审吊装方案选择确定编制吊装顺序清册技术交底作业人员资格确定设备吊装前准备水冷壁作业起重工质检钢架找正验收炉顶构件预留刚性梁预是否放工具材料准备组合平台搭设起重工具准备起重机具性能试验合是否格机具更换燃烧器设备检查二是否级否四级是设备清点管屏摆放管屏通球四是否级刚性梁安装不合格不合格不合格合格合格地面找正地面对口焊接地面整体复查管屏吊装就位不合格不合格是合格合格四级否单侧管屏调整刚性梁安装四侧管屏调整否二级是合格不合格否四级是四侧管屏合拢刚性梁角部装置安装水冷壁整体验收合格

图1.1-1

1.2水冷壁组合

1.2.1水冷壁组件划分原则

1）应充分考虑水冷壁的结构特点，划分组件时应尽量保持水冷壁的完整性，尽量不拆、不破坏原设备；对于个别超重件不宜从集箱分段，应采用甩管排方式。

2）组合件的大小应根据起重机械的起重能力来确定，但应对个别超重组件采用辅助起吊机械或其它起吊方案。 3）在划分组件时，对组件零部件、零星件、易损件力求组合在组件上。起吊后不易施工部位应力求进行组合。 4）组合件的外形尺寸，在起重机械起重范围内和安装工序条件允许的情况下，力求达到最大。尽可能的减少高空作业，对带有危险性作业部件应组合在组件上。尽量减少高空焊口作业。

5）组件划分时，应适当考虑组件在起吊、运输的加固量最小，或采用通用加固件方式。应充分注意到组件之间衔接的科学性。应综合考虑各种条件后，考虑费用最低的方案。

6）实例：霍州“上大压小”工程1#锅炉上部水冷壁组件划分见表1-1。河曲二期扩建工程3#锅炉水冷壁组件划分见图1.1-2、表1-3

表1-2 霍州“上大压小”工程1#锅炉水冷壁组件划分 序号 1 2 3 4 名称 前墙左侧组件 前墙右侧组件 左（右）侧前组件 左（右）侧后组件 外形尺寸（长×宽×高） 20348×10970.6 mm 20348×8227.4 mm 20048×9233.8mm 20048×8687.7mm 单位 件 件 件 件 数量 1 1 2 2 组件重量 40384Kg 35917 Kg 38847 Kg 28602 Kg 备注 上部管屏式水冷壁组件由水冷壁管屏、集箱、刚性梁、炉 .

5 6 7 8 9 后墙凝渣管组件 后墙折焰角左组件 后墙折焰角右组件 水平烟道底部水冷壁左组件 水平烟道底部水冷壁右组件 11350×9710mm 10454.8×10991×3967mm 10454.8×8247.8×3967mm 9710×4500mm 9710×4500mm 件 件 1 1 15000 Kg 15000 Kg 件 1 21861 Kg 件 件 2 1 10000 Kg 29148 Kg 墙附件等组成。

表1-3河曲二期扩建工程3#锅炉中部侧墙螺旋水冷壁组件划分 序号 1 1#—9#管屏 2 10#～17#管屏 3 18#～19#+29#～30#管屏 4 21#～23#+31#～34#管屏 5 36#～43#管屏 6 24#～28#管屏 3581×15597.4mm 9541.2×10455.4mm 件 2 9882kg 件 2 8045kg 13064.3×5820.5mm 件 2 11975kg 名称 外形尺寸单数单组件重量 10062kg 中部件 2 14722kg 螺旋水冷件 2 5523kg 壁组件由水冷壁管屏、张力板、炉墙附件等组成。 备注 （长×宽） 位 量 19082.3×6877.33mm 19082.3×8564.44mm 13064.3×4589.2mm 件 2

图1.1-2

1.2.2水冷壁组合实例

1）、根据霍州“上大压小”工程1#锅炉水冷壁的组合角度分析，由于上部管屏式膜式水冷壁与中部、下部螺旋管圈式水冷壁的不同，其组合时既有相同之处，又有各自不同要求。小管径水冷壁其刚度、强度较小，对焊口、鳍片焊接收缩影响较大，组合中应注意控制，管屏式水冷壁除上述应考虑外，还应控制其长度和宽度尺寸。而螺旋管圈式水冷壁应重点控制其起升角及同心圆度，而保持管节距两者是相同的。 2)上部垂直管屏水冷壁组合

2.1）控制焊接变形方法：超临界直流锅炉水冷壁主要用小管径膜式管屏，在其组合、安装过程中，由于焊接鳍片工序，易发生横向收缩变形。变形都发生在大片水冷壁焊口处的边部，变形管子的数量约占焊管数量的1/4，越靠边部的变形越大，变形以焊口为中心，向上向下都有，是较典型的波浪变形的情况。控制这种水冷壁鳍片密封焊接的方法为：第一步：焊接所有的单数焊缝，这种隔一条焊一条的方法可以将焊接完成的焊缝收缩量消耗在

.

未焊接的焊缝上。第二步：再焊接余下焊缝的单数焊缝。注意不要将焊完的焊缝算上。第三步：将上述步骤再进行一次，但还要注意不要将焊完的焊缝算上。上述三步焊完后，留下的正好是所有8倍数的焊缝。将这些焊缝留下，随后将组件背面的鳍片焊缝按上述三步焊完。焊好鳍片焊缝后，还要按步骤将焊口处密封焊好，这些工作全部做完后，再焊接留下的焊缝。 2.2）管屏组合步骤

2.2.1）对照图纸识别管屏，分清管屏上下位置，里外方向，并作清楚的标识。

2.2.2）利用吊车将组件的管屏按照图纸编号顺序摆开（注意管屏正反件）。摆放时必须将上下管屏之间留500mm----700mm的空间，便于通球、磨口。

2.2.3）管屏摆开后，对每片管屏进行外观检查和通球试验。检查中发现的缺陷要及时处理并做好自检记录，如有大的尺寸误差，要及时通知厂家。

2.2.4）管屏拼缝时必须以管屏上的基准线作为依据调整管排尺寸、对角线符合要求后，将管屏之间的鳍片点焊，并在最外边管屏两边平台上焊上限位。

2.2.5）在管排的两端拉钢丝检验管口是否整齐，将超出钢丝的管子进行修整，保证管口在一条直线上。 2.2.6）管屏对口时要从中间开始焊接，每隔2～3道口焊完一个，利用已焊焊口起到固定间隙的作用，当焊完这一组管屏3～4道焊口后，再对对称区域管屏按上述方法进行打底层，待全部打底层完成后再进行盖面焊接。这样可减小管屏在焊口过程中发生的纵向收缩变形。 3）螺旋水冷壁组合

3.1）螺旋管圈式水冷壁的组合与安装质量要求高，并且有自身的独特要求，除防止前述的焊接变形外，还应对螺旋上升角进行控制，防止水冷壁整体扭转，在施工过程中采取相应的措施才能保证组合、安装质量。由于国内施工螺旋管式水冷壁经验不多，现仅就河曲二期扩建工程中的施工方法做一介绍。由于制造和运输等因素的制约，总重311455.5Kg螺旋管圈式水冷壁分成176件供货，前后墙的直管段与角部弯头为一体供货。螺旋管圈管子规格为φ38.1×7.3，材质为15CrMoG的合金钢管组成。中部管屏的螺旋上升角为18.736°，如果螺旋角偏差1°，

.

位于远转层中心处就要偏转339mm。因此组合时就必须采取相应有效措施，以保证其施工质量。

3.2）采取地面组合、预控尺寸，高空分层找正定位，有效的防止扭转及螺旋角偏差过大。在组合场地上，根据吊装顺序和吊车的工况，每次组合4～5片（场地较大，可将管屏全部预拼）。组合时，复查管排外形尺寸，主要检查管排的长度、管间距、对角线长、角度和平整度。首先用粉线绷直后，校对每片管排的安装基准点，确保每片的基准点都在同一条直线上（每片管排两边的管子上出厂时已做出安装基准点）。然后用同样的方法检查两端管口中心是否在一条直线上。用测量仪器测定组合后各管排的平整度，根据实际情况予以调整，确保所用管排均在同一平面内。用自制的角度测量工具检查每片管屏的上升角度，测量方法见图1.1-3。根据图纸要求，对管排的间隙进行调整。在相临管排组件间用白漆笔做“⊙”的符号，便于在吊装后的空中对齐找正。

图1.3-1在距管口一定

距离处拉一条粉线，用角度盘的斜边与管子的中心线对齐，看直边是否与粉线重合。螺旋水冷壁的角度偏差控制在0.5°之内。 0.5°

图1.1-3

中部螺旋管屏尺寸高达36m，为防止上述方法积累误差造成超差，在全高度中分段控制误差值，以保证总尺寸不超差。在最上层燃尽风喷口的中心标高，最下层燃烧器喷口的中心标高分设三个控制点，以锅炉钢架主柱标高和矩形截面为准，校核中部螺旋管屏标高和中心，安装一层找正一层，固定一层，可防止总标高误差过大和水平扭转。安装时采用倒装法，安装第一层为经过预测预控的管屏，以此为准进行标高调整和中心找正。标高误差控制在±2mm范围之内，如有误差，可利用管节距进行调整。 1.3水冷壁安装

1.3.2水冷壁组件的吊装原则