9F机组卧式余热锅炉模块型式的选择探讨

9F机组卧式余热锅炉模块型式的选择探讨

练小斌

中电投珠海横琴热电有限公司广东省珠海市519031

摘要：由于具备发电效率高、用水量少、占地面积小、建设周期短、调峰能力强、环保等优势，近年来燃气-蒸汽联合循环电站在我国各地大量兴建，余热锅炉的配套选型得到广泛重视，本文分析了相关模块型式及小模块与大模块特点，并深入探讨了9F机组卧式余热锅炉模块的吊装要求，为同类型电厂大模块与小模块的选型及大模块吊装提供经验借鉴。

关键词：9F机组；余热锅炉；模块型式；选择探讨

前言

燃气-蒸汽联合循环电站配套的余热锅炉，一般为三压、再热、无补燃、自然循环余热锅炉，且具备模块化结构、标准设计、系统简洁、布置合理、性能先进、高效节能、安全可靠等特点，本文围绕9F机组卧式余热锅炉模块型式选择深入分析探讨，余热锅炉与燃气轮机更加匹配、高效。

1、模块型式分析

余热锅炉采用对流换热管束组成的模块化结构及开齿螺旋鳍片管组成的换热面，解决了大流量、小温差、低阻力传热困难等问题。余热锅炉在炉膛内布置换热面，分别设有下集箱、上集箱，使用吊杆和上集箱的两个吊点将其悬挂在顶部横梁。墙板与集箱间、模块之间均留有合理的检修空间，且设有检修人孔门。9F机组卧式余热锅炉的换热面模块存在两种结构型式：大模块和小模块，由电厂结合实际针对性选择。大模块从炉前向炉后分为六组，每组可细分为三个独立的模块（沿锅炉宽度方向），共有模块18个，最大模块重116t、最小重48t；小模块同样从炉前向炉后分为六组，每组可细分为左、中、右三个模块（沿炉宽方向），三个模块可进一步细分为若干个小模块，共有模块96个，最大模块、最小模块重量分别为25t、8t[1]。

2、大模块、小模块特点分析

2.1大模块特点分析

大模块由于模块数量较少，具备安装快捷、整体吊装、高度集成等特点，另外运输车次少还可节省运输时间和费用。在具体的吊装过程中，大模块的应用需配合采用大型机具吊装，吊装时间大大缩短。在制造厂的装配车间内完成了大量焊接、组装工作，且每个模块与炉顶护板自成一体，现场的工作量大大降低，且施工均在炉膛外进行，提高了现场安装的工作效率，安装工期也大幅缩短。此外，大模块的炉膛保温和密封效果更有优势。

由于大模块单体重量大，其运输和吊装的灵活性较差，且必须应用大型吊装机械和运输车辆，但随着我国社会机械化程度不断提升，近年来我国机械设备模块化、大型化受运输车辆和起重机械限制正不断降低，越来越多的运输和施工单位能够为大模块的运输和安装提供技术支持和服务。值得注意的是，虽然大模块更为适用于9F机组卧式余热锅炉，但由于较大的体积和重量，大模块的安装必须重点关注吊装方案的组织制定，并同时保证吊装环节施工安全。

2.2小模块特点分析

小模块具备重量轻、体积小、运输与吊装方便等特点，但模块总数较多，不能工厂化制作，小模块现场吊装、保温、炉膛密封、焊接工作量大幅提升，现场焊接的质量控制难度较大，现场安装时间很长。应用小模块的电厂余热锅炉很容易在投运后出现如膨胀不畅、漏烟气、模块振动、接缝处保温效果不好、管道焊口断裂、尾部受热面锈蚀等各类故障。为避免出现这类问题，必须严格控制小模块的现场施工环节。小模块的施工安装即使不出现问题，应用小模块的余热锅炉密封性仍会明显逊色于应用大模块的余热锅炉，因此本文建议电厂尽可能选择大模块的9F机组卧式余热锅炉[2]。

3、9F机组卧式余热锅炉模块的吊装要点

结合上文分析，大模块9F机组卧式余热锅炉存在显著优势，但考虑到大模块余热锅炉的吊装难度较大，本文选择了某电厂9F机组卧式余热锅炉作为研究对象，重点探讨了余热锅炉模块的吊装。

3.1余热锅炉模块的布置

考虑到篇幅限制，仅围绕9F机组卧式余热锅炉的中压受热面模块展开研究，该部分由除氧蒸发器&热水加热器、中压省煤器、中压蒸发器、中压过热器四个模块构成，表1为模块的具体参数。

表1模块的具体参数

图1#2模块翻身示意图

3.2机具、工器具配备

大模块安装需配备1台200t全路面汽车吊作为主吊机械，主要负责模块翻转、吊装就位，以及1台100t全路面汽车吊，用于模块竖起后翻转架的分离。其他需要使用的工具包括各规格的钢丝绳、弓形卸扣、量具仪器等。

3.3吊装方法

模块可采用侧入法和顶入法吊装，前者无需应用大型起重机械，但在吊装前无法完全焊接钢架、护板，同时需临时加固钢架之间连接，并配备辅助起重机械完成模块的翻转，考虑到该方法较为繁琐，本文建议用顶入法吊装。顶入法吊装能够保证模块从上向下进入炉膛就位，且模块就位前需完成顶梁及护板、底梁及护板、锅炉钢架及护板的焊接，同时需完成所有地脚螺栓紧固、保温层及内衬板安装（炉膛接缝处）。

3.4计算

为保证吊装的高水平开展，计算环节必须得到重视，计算对象包括200t汽车吊负荷率、钢丝绳安全系数。以模块翻身过程中的计算为例，图1为#2模块翻身示意图。深入分析可以发现，#2模块翻身时存在最大负荷率，重量为64t，其他重量为3t，采用27.5m主臂、8m工作半径时，可求得77t的200t吊机额定起重量，由此最大负荷率计算可表示为：；而在模块就位过程中，#2模块就位时的重量为54t、其他重量3t，在工作半径为8m时，可求得63t的200t吊机的额定起重量，由此可确定最大负荷率为：。

结论

综上所述，卧式余热锅炉模块型式选择直接影响9F机组运行效果，本文分析了大模块、小模块特点及大模块吊装优化方案等内容，展示了大模块优势及9F机组卧式余热锅炉模块的吊装要点，在实际施工过程中，模块吊装进度的控制、余热锅炉模块大型化发展趋势同样需要得到重视。

参考文献

[1]郑春,王东方.论生活垃圾焚烧发电工艺方案及余热锅炉设计选型[J].能源与节能,2018(10):90-93.

[2]张杰,张兰芳.一台废气处理余热锅炉的选型与设计[J].工业锅炉,2016(05):23-25.