超超临界机组螺旋段水冷壁安装研究与分析

超超临界机组螺旋段水冷壁安装研究与分析

邵洪儒

山东电力建设第三工程有限公司        山东    青岛  266000

摘要：在电厂受热面的安装过程中，螺旋水冷壁的安装是一道技术难题，如何保证螺旋水冷壁的安装质量，控制好螺旋水冷壁的上升角度，防止水冷壁整体扭转变形，对整个受热面的安装质量的保证起到了关键性的作用。

关键词：直流锅炉；螺旋水冷壁；安装技术

随着节能减排问题的日益突出，发电机组采用高参数、大容量的趋势已经明确，机组参数的提高引起了锅炉结构及受热面材质发生大幅变化，超超（超）临界锅炉采用螺旋水冷壁结构，这对锅炉安装提出了更高的要求。将螺旋水冷壁的安装关键质量控制点，进行明确说明，来保证锅炉螺旋水冷壁的安装质量。

1螺旋水冷壁概况

目前，超（超超）临界压力直流锅炉炉膛四周一般为全焊式膜式水冷壁，由下部螺旋盘绕上升水冷壁（包括过渡段螺旋水冷壁、中部螺旋水冷壁、冷灰斗螺旋水冷壁）和上部垂直上升水冷壁两种不同的结构组成，两者间由过渡水冷壁和混合集箱转换连接，炉膛角部为圆弧过渡结构。螺旋水冷壁是超超临界压力直流锅炉最为重要承压部件，其结构复杂，安装要求高。

2 螺旋水冷壁主要技术措施

2.1螺旋水冷壁组合
一般来说，电厂设备现场拼装组合多为根据现场施工机械的配置来尽最大量的拼装，以节省机械费用，某公司安装的内蒙古国电建投布连电厂一期工程2×660MW机组2号炉布置了一台80T的塔式起重机。但就算机械满足的条件下，螺旋水冷壁的组合拼装也不是越大越好，布连工程组合4至5片管屏为一个组件，切角管排多数带在左右侧水上螺旋水冷壁吊装过程中重点是控制好螺旋上升角度，从而防止水冷壁整体扭转。

中部螺旋水冷壁在地面预组合时，应符合图纸要求，为防止管屏在安装中由于制造或施工过程中所产生误差积累引起螺旋角失控，避免大面积的修复，在组合场上对螺旋管屏进行整体拼装，拼装时应该按照厂家出产预拼的基准线核对螺旋角度、组件长度、宽度、对角线以及片级间拼缝是否超差，超差时应及时调整，符合要求后划定组件基准中心线，作为安装时上下对接的依据。为避免安装误差积累，设多层控制点，分层找正，减少误差积累。

2.2 焊接变形控制
炉膛截面大、刚性差、焊缝集中。螺旋管区域安装密封铁件和焊缝数量非常多，施工中必须采取相应措施，以防止焊后变形。为防止角部焊鳍片引起变形，可采取以下措施：

1）螺旋管屏与角部连接管焊后，立即把管节距调至设计值（如与螺旋上升角度有矛盾，可适当调整）。镶嵌鳍片间隙尽量小，并有90%以上与管焊位吻合，间隙为1～2mm，多数间隙为1mm左右。增加点焊长度及密度；采用分散跳焊，减少变形，对同一鳍片焊接，拟定焊接顺序，交叉施焊。焊条采用R307，焊丝采用R30，管口采用全氩弧焊焊接，控制焊接电流在80～120A之间。为防止螺旋水冷壁平面波浪形变形，可在张力板（绑带）与管屏加垫金属件，限制变形。焊密封扁钢前，应在焊口位置拉线，保证焊口平齐，并校核组件的长度、宽度和对角长度，长度和宽度误差应符合《电力建设施工技术规范第2部分：锅炉机组》的有关规定。
2）管屏组合无误并焊接密封后，打磨管子坡口，坡口型式采用V型，坡口角度55～60度，将管子的坡口及内外壁10～15mm范围内油漆、垢、锈等在对口前清理干净，直至显示金属光泽。调整两边高度，使对口间隙在1.5～3mm，管屏对口有折口、错口时，应割开管子间鳍片直至能轻松对口，调整高度使对口合格，并使管屏室不产生相对移动，达到要求后，焊工进行焊接。

2.3 中部螺旋水冷壁吊装技术

布连工程锅炉中部螺旋水冷壁加切角管屏共有100多片，4至5片管屏为一个组件，切角管排多数带在左右侧水上。所有管排都在布置了63T龙门吊的组合场组合，组件组合完毕，需经过尺寸验收检查，如发现问题尽量在地面处理完毕，以免给高空安装带来困难。

中部螺旋管排吊装前，水冷壁上部垂直段到中部螺旋段间的过渡集箱需找正完毕并加固可靠。过渡集箱找正包括标高、水平度、中心线、对角线、宽度。过渡集箱找正尤为重要，找正好坏直接影响到螺旋管排的安装。

中部螺旋管排吊装，先吊装左水一个组件，再前水一个组件，右水一个组件、后水一个组件，按照向下旋转依次吊装。管排用25吨低驾平板车转运，由于螺旋组件管排较长，为了防止管排变形，根据管排长度在平板车上加了两根梁支撑管排，侧水比前后水宽度要小，用80T塔式起重机直接从炉顶预留的开口吊入，前后水用低驾平板车将管屏转运到炉膛底部，起吊时用65T汽车吊配合80T塔式起重机台吊，缓慢抬起防止管腔变形，起吊、抬吊点位置要准确。管排吊装到位时根据管排重量在水冷壁的背火面分别布置了两个10T的手拉链条葫芦和两个5吨的手拉链条葫芦，向火面分别布置了4个5T的手拉链条葫芦，将管排接钩到位，这样管排接钩平稳。管排到位后找正焊接固定。

2.4 冷灰斗螺旋水冷壁吊装技术

冷灰斗螺旋水冷壁的吊装在炉膛四个角的顶部每个角大致位置分别布置了一台10T的卷扬机，卷扬机固定在顶部板梁上。左右侧冷灰斗螺旋水冷壁在组合场组合好后用25吨低驾平板车转运到炉膛底部吊装，由于管排逐渐缩小吊装、安装较容易。冷灰斗螺旋水冷壁安装吊装难度就在前、后水冷壁。

在炉膛底部地面分别将前、后水刚性梁和冷灰斗螺旋水冷壁整体组合，可以减少空中安装、吊装的难度。首先将冷灰斗螺旋水冷壁在63T龙门吊的组合场组合中部螺旋水冷壁的组合架上按照图纸进行预组合，为了便于转运到炉膛底部每两片对接组合焊接，组合过程中注意控制尺寸。在炉膛底部组合、吊装顺序先后水冷壁再前水冷壁。按照图纸将后水冷壁冷灰斗刚性梁全部进行组合，组合控制好各尺寸对角线、中心距离、水平度并且加固牢固可靠。然后将63T龙门吊组合组合的管排用25吨低驾平板车转运到炉膛下，再用80吨塔式起重机铺设管排，布置65吨汽车吊配合抬吊，再借助手拉链条葫芦调整到位进行整体组合。

3防止水冷壁爆管措施

3.1 保证设备安装的严密性

1）在施工中对运到现场的设备要妥善存放和保管，对所装设备应全面的检查和检验。对设备出现的裂纹、砂眼、管壁过薄、锈蚀严重、用材、焊缝缺陷等要认真检验做好记录，超过标准要求时采取措施进行返修和处理，必要时应进行单根和单片水压试验。

2）对安装中大量的管口焊接、密封装置的拼缝，应按有关规程（规范）所要求的工艺严格进行，确保焊接质量。

3）对临时加固件的割除和对口鳍片的切割处要认真检查，以防割伤母材。

4）炉膛内部的所有焊口焊缝余高、密封焊缝要全部打磨，达到设计高度。

3.2 保证受热面管子和联箱内部通畅洁净

1）管内不洁，原因是多方面的，在制造上加工管理不力，运输和存放不当，联箱管座中可能留存钻屑和眼镜片、锯片、焊条头、焊瘤、焊渣、泥沙等杂物。

2）在组合安装前对受热面管子和联箱管座要进行100%压缩空气吹扫、清理，并作100%通球试验，不易观察的联箱内部建议用专用内窥镜进行检查和处理。

3）在通球过程中要专人负责，认真做好试验记录，对通球完成的管子和联箱要及时封堵牢固，直至焊接对口完成。

4结束语

依据以上措施经过在我公司承建的吉安电厂660MW超超临界机组、贵溪电厂600MW超临界机组几台超超临界锅炉的安装实践，针对螺旋水冷壁的运输、现场保管组合、吊装、安装以及重点的工序、质量控制等，起到了良好的效果，不仅保证了螺旋水冷壁的安装质量，避免了螺旋水冷壁中心扭转和焊接变形的难题，而且提高了施工效率，在168h试运中未发生爆管，在现场力能不同的情况下，螺旋水冷壁的安装方法也不尽相同，许多方面还有待进一步完善和提高，对以后超超临界锅炉螺旋水冷壁的安装质量控制具有指导意义。

参考文献

[1]孟祥泽，宋朝辉.超超临界机组锅炉设备安装[M].北京：中国电力出版社，2014(05).

[2]魏海斌，王先文等.超临界直流锅炉螺旋水冷壁安装介绍与措施[J].山西电力，2012(03):58-60.

[3]玉华.浅析锅炉安装技术措施[J].中小企业管理与科技(下旬刊)，2010(11).