670MW超临界塔式褐煤锅炉钢结构双腹大板梁制作技术

670MW超临界塔式褐煤锅炉钢结构双腹大板梁制作技术

王红光李锋

（中国石油天然气第七建设有限公司青岛胶州266300）

【摘要】华能吉林九台市电厂670MW超临界塔式褐煤锅炉钢结构项目，是哈尔滨锅炉厂自主研发的600MW级超临界塔式褐煤锅炉产品，该项目的投产填补了我国在超临界塔式褐煤锅炉开发的空白，在国际上处于领先地位。

【关键词】锅炉；制作技术

Fabricationtechnologyof670MWsupercriticaltowertypeligniteboilersteelstructure

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WangHong-guangLiFeng

【Abstract】HuanengJilinJiutaiPowerPlant670MWsupercriticaltowertypeligniteboilersteelstructureprojectisthe600MWsupercriticaltowertypeligniteboilerproductresearchedanddevelopedbyHarbinBoilerFactory.TheprojectputintooperationtofillinthesupercriticaltowerligniteboilerDevelopmentoftheblank,inaleadingpositionintheinternationalarena.

【Keywords】Boiler;Productiontechnology

【中图分类号】TK226.2【文献标识码】A【文章编号】1002-8544（2016）22-0169-03

1.概述

华能吉林九台电厂670MW超临界塔式褐煤锅炉钢结构项目的投产填补了我国在超临界塔式褐煤锅炉开发的空白，在国际上处于领先地位，并且我国对此项技术拥有自主知识产权，属于典型的民族工业。

该项目双腹大板梁为整台锅炉钢构承重的核心部件，双腹大板梁上下叠梁重量达398吨，分为双腹板上叠梁和双腹板下叠梁，上叠梁由三段组成，中间通过法兰板进行连接在一起，下叠梁由两根H型钢组对，中间加强筋板通过螺栓将下叠梁连接在一起，上叠梁和下叠梁中间通过四块叠合板进行连接，两端通过T200mm的法兰板进行连接，整根双腹大板梁上叠梁和下叠梁通过M36高强螺栓连接成为一个整体。大板梁上叠梁的规格为：II3900×1200(580)×30(40)/140(50)－31200（㎜），左右两段重量分别为54.5吨，中段重量为93.5吨，下叠梁的规格为：II3950×900(580)×40/140/50－31200（mm）,下叠梁两根重量分别为55.5吨和81吨，两端法兰板重量为60吨，单根双腹大板梁总量为398吨。

该锅炉钢结构的设计时，由于锅炉占地面积小，导致各个杆件所受荷载成倍增加，各个杆件的规格都要比常规的锅炉钢结构大出3～4倍，双腹大板梁部分为整台锅炉承重部件，承挂所有装置，大板梁制作是整个项目的重中之重，也是整个项目的关键。本文主要以双腹大板梁的施工为例，阐述超临界塔式褐煤锅炉钢结构大板梁的制作工艺及质量控制方法。

华能吉林九台市电厂670MW超临界塔式褐煤锅炉钢结构双腹大板梁主要技术参数见表1。

2.超临界塔式褐煤锅炉的钢结构双腹大板梁制作难点分析：

（1）所有双腹大板梁制作完毕不允许下挠，最大上挠度不得超过15mm。

（2）主大板梁DL-1，T30腹板主焊道为全焊透结构并且要两侧达到12mm焊角高度，T40腹板主焊道为部分焊透结构；法兰端板与腹板间也为全焊透结构，焊接变形较大。

（3）主大板梁DL-1中，上下叠梁之间的叠合板间平面度不得大于1mm，叠合板的间隙不得大于1mm，所有螺栓穿孔率为100%，钻孔数量达2210个，尺寸精度要求高；主大板梁上叠梁三段之间法兰的间隙不得大于1mm，螺栓穿孔率为100%；主大板梁端头法兰与T200连接处间隙不得大于1mm，螺栓穿孔率为100%；上叠梁分段处法兰板采用整体全位置焊接。

（4）双腹大板梁上叠梁与下叠梁需进行提前预组装，确保大板梁叠合板的间隙。

（5）双腹大板梁上叠梁采用立式组对，便于调整两块叠合板在同一平面上。

（6）双腹大板梁法兰板需提前端铣，为避免法兰板组焊后端铣等工序，提高工效及成本。

（7）所有的法兰板提前端铣后，其法兰板的焊接变形控制，采用整体螺栓连接全位置焊接法兰板。

（8）所有的大板梁的规格、重量特别大，且翼板和腹板拼板规格不一，吊装、翻转、运输等难度大。

3.大板梁制造工艺的制定

为了保证双腹大板梁的制作质量，在施工前期我们对大板梁进行了技术方案的论证。主要论证以下内容：①大板梁主体焊道坡口形式包含坡口角度、组对间隙等。②大板梁主体焊道的焊接规范、焊接顺序及焊道填充量。③大板梁焊接后的焊接变形量，包含长度收缩、扭曲弯曲变形等。

结合以往施工单根大板梁叠梁的经验，通过对双腹大板梁制作技术难点的分析和讨论，最终确定下双腹大板梁合理的施工工艺方法。其双腹大板梁制造的工艺流程图见附图1

（1）喷砂喷漆预处理：由于双腹大板梁规格重量特别大，很难在产品施工完毕后进行整体喷砂、喷漆，我们要求大板梁主体钢板到厂后先进行喷砂喷漆预处理。从而可以提高工效，节约施工成本。

（2）下料切割：为保证大板梁组对及焊接后的外形尺寸，确定大板梁腹板宽度按±2㎜下料,翼板及叠合板按±2㎜下料，其它配件筋板按±1㎜下料。其上叠梁腹板和下叠梁腹板需整体下料，均匀切割出上拱不大于15㎜的预变形。见图1。

（3）上叠梁分段处法兰板及T200法兰板提前端铣：双腹大板梁因重量和外形尺寸较大，为便于送输，上叠梁设计时为三段制作，单独发运。分段处的法兰板要求端铣，为避免法兰板组焊后进行端铣，提高产品质量和施工成本，法兰板下料后对其表面进行端铣加工，然后进行表面喷砂和法兰板的钻孔处理。

（4）双腹大板梁翼板、腹板及叠合板拼板焊接、UT检测、热处理及矫形：大板梁翼板、腹板及叠合板的拼板按设计批准的会签图进行，其焊接、热处理根据焊接工艺参数进行严格控制。为保证其组对后的尺寸，所有钢板平面度超差处均需进行火焰矫形。

（5）双腹大板梁上叠梁立式组对：上叠梁腹板和叠合板通过提前组焊成T形钢后，将两T形钢立式组对于翼板上。见图2。

（7）双腹大板梁上叠梁分段齐头：对已组焊完的单段单根双腹梁所有尺寸检测合格后，中段双腹梁两端法兰板长度偏差均按±1mm齐头切割，左右两段长度偏差按±5mm齐头，其与中段连接处齐头，与两端法兰板处暂不齐头。齐头后，两腹板内侧坡口开2/3，外侧坡口开1/3，便于外侧焊接清根处理。见图4。

（10）双腹大板梁下叠梁整体试装：将下叠两根H型钢整体连接在一起，调整所有尺寸就位后，并在下叠梁两端搭设加固支撑。

（11）双腹大板梁上叠梁与下叠梁整体预装：为确保上叠梁与下叠梁整体组装在一起后，其叠合板的间隙和法兰板的间隙不大于1㎜，必须对大板梁上叠梁与下叠梁进行整体预装，预装时对叠合板间隙超差处进行火焰矫形，整体上拱量不得大于15㎜，对叠合板每间隔5米采用钢印打上吻合线，便于叠合板钻孔号线。

（12）双腹大板梁上叠梁和下叠梁分别齐头号线及叠合板钻孔：上叠梁与下叠梁预装尺寸调整记录合格后，将上叠梁三段分别拆开进行两端齐头、叠合板号线钻孔。叠合板钻孔时采用钻模板进行配钻，保证了两块叠合板孔的尺寸。见图7。

（13）双腹大板梁上叠梁与下叠梁整体试组装后组焊两端法兰板：为保证大板梁上叠梁与下叠梁两端法兰连接间隙不大于1㎜，上叠梁与下叠梁螺栓连接固定，对两端的法兰板进行全位置焊接，有效地控制了法兰板的变形。

（14）双腹大板梁试组装整体尺寸检查：大板梁上叠梁与下叠梁整体的弯曲、扭曲、旁弯以及整体的上拱和叠合板的间隙等尺寸均符合相关技术标准。

4.制造质量控制

（1）大板梁腹板、翼板焊道位置、上下左右方向、接口尺寸必须与哈锅设计处确认的大板梁会签图一致。

（2）大板梁的整体上挠度偏差≤15mm，不得有向下的挠度。

（3）大板梁的整体弯曲、扭曲、旁弯不得超过5mm。腹板中高强螺栓连接部位平面度偏差不超过1mm/m，其它部位平面度偏差不超过3mm/m。

（4）大板梁中两端头筋板的尺寸偏差不得大于1.6mm。

（5）板梁的最终长度偏差不大于10mm,两端法兰之间的群孔长度偏差不得超过3.2mm，板梁腹板群孔与群孔之间的偏差不大于1.2mm，群孔内各孔的位置偏差不超过0.5mm。孔群基准线至上翼板表面的尺寸偏差不大于0.5mm。

（6）无损检测：

①钢板厚度δ≥60mm必须逐张进行超声波检测，验收标准按JB/T4730-2005，钢板质量等级为Ⅲ级合格。

②大板梁中所有的对接焊缝都要进行100%UT探伤，厚度大于100mm以上的钢板拼接前，坡口加工前应对其边缘2倍板厚加30mm范围内进行100%超声波检测。超声波检测标准：JB/T4730-2005Ⅰ级合格。

③大板梁主角焊缝全焊透和局部焊透的坡口形式，进行100%超声波检测。

④下列部位应做磁粉检测：

a.钢板厚度大于38mm的低合金钢其所有的气割边缘应做磁粉检测。b.钢板厚度大于等于25mm的对接焊缝及去掉引弧板、熄弧板的焊缝两端面。c.所有的大板梁中的主角焊缝及大板梁中的其它所有角焊缝。

（7）板梁产品最终要进行除锈，等级Sa2.5级，螺栓孔150mm范围内不得油漆，其摩擦系数大于等于0.45。

5.产品质量检验

为了保证产品质量我们制定了详细的质量控制点：

①零件下料尺寸的检查；②拼板尺寸的检查；③大板梁腹板的整体号线下料尺寸检查；④上叠梁单段双腹板与翼板的组对，焊接规范的检查，焊后外观检查及UT、MT检查；⑤上叠梁中段及左右两段与中段法兰连接处的齐头后尺寸检查；⑥上叠梁三段双腹梁与法兰板的组对焊接整体尺寸检查；⑦焊后法兰板间隙尺寸的检测；⑧上下双腹叠梁整体预装整体尺寸检测；⑨上下双腹叠梁组焊两端法兰板后尺寸检测；⑩上下叠梁的试组装整体尺寸检查。

经过业主、总承包方、监理公司和安装公司的联合验收，华能吉林九台市电厂670MW超临界塔式褐煤炉钢结构双腹大板梁质量完全符合设计要求。