吊掛式余熱鍋爐安裝工藝

冉 隆，朱志堯

(中國五冶集團有限公司，四川成都610063)

1 項目介紹

縱觀世界的發展情況，節能降排、環保的工程項目都得到重視，隨著國內外能源供需矛盾的加劇，我國越來越重視節能工作，并提倡建設節能型社會，一切項目以節能優先。本項目為利用燒結環冷機產生廢氣為資源的余熱鍋爐的安裝為例進行介紹。根據對余熱資源的調查，從溫度、氣體流量和氣流的連續性、穩定性，燒結環冷機350℃以上的廢氣是尚未利用的最好的余熱資源。該項目實施后可以生產出蒸汽達38～50t/h。全年可生產蒸汽達32×104t以上，可以節省標準煤近3×104t。將使能耗進一步降低，本套余熱鍋爐由杭州鍋爐廠設計并制造，鍋爐本體由副省煤器、省煤器、蒸發器、過熱器、汽包等組成，鍋爐受熱面為吊掛式結構。

2 工藝流程

2.1 余熱鍋爐水循環系統

由給水泵送入余熱鍋爐的給水首先經過省煤器被加熱至170℃左右進入汽包。汽包內的欠熱水經下降管導入循環泵升壓后送入蒸發器。然后被加熱為汽水混合物(208℃)再進入汽包。汽包上部的蒸汽經過汽水分離裝置后成為干蒸汽，然后被管道導入過熱器加熱為270℃、1.7MPa左右的過熱蒸汽，再經減溫器和調壓閥，輸出蒸汽為1.6MPa、260℃。

2.2 余熱鍋爐規定設計參數

余熱鍋爐規定設計參數見表1。

表1 余熱鍋爐規定設計參數

續表

2.3 鍋爐生產流程簡圖

鍋爐生產流程見圖1。

圖1 余熱鍋爐生產流程

3 鍋爐安裝質量控制點

(1)安裝基準中心線的投放和基準標高的設置精度控制;

(2)座漿墩設置及墊鐵安裝;

(3)鋼性梁安裝;

(4)鍋爐安裝幾何精度和標高、中心基準點劃線精度控制;

(5)鍋爐框架鋼結構焊接質量控制;

(6)鍋爐受熱面部件:省煤器、蒸發器、過熱器、鍋筒、集箱安裝精度控制;

(7)管道的焊接質量控制―質量控制重點。

4 鍋爐安裝流程

鍋爐安裝工藝流程見圖2。

圖2 鍋爐安裝工藝流程

5 吊掛式余熱鍋爐安裝基本方法

5.1 鍋爐鋼架安裝

5.1.1 基礎驗收

鋼架安裝前，根據提供的基礎荷載圖、土建設計圖紙、預埋件布置情況等對鍋爐基礎進行驗收，確認基礎尺寸是否正確，并經鍋爐安裝部門與土建部門雙方簽訂基礎竣工認證書后方可進行鋼架的安裝。

5.1.2 鋼架安裝

鍋爐鋼架由于運輸問題，都是單體送到施工現場，現場必須每片組裝成整體，然后單片整體吊裝就位。質量控制要求可參見《鍋爐安裝工程施工及驗收規范》(GB50273－2009)。鋼架地組見圖3、圖4。

鍋爐鋼架的安裝質量將直接影響其它部件的安裝質量，故安裝調校必須仔細進行，同時在調校過程中還應注意的是橫梁與柱在點焊固定后，在同一平面內進行對稱施焊，以控制焊接變形。

圖3 鍋爐鋼架地組要領示意

圖4 鍋爐鋼架地組檢測示意

鋼架安裝找正時，可根據安裝基準標高找點，測定各立柱的1m標高點，立柱標高可用墊鐵進行調整，并緊固地腳螺栓，然后連接各立柱之間橫梁。

鍋爐鋼架安裝順序為:

鋼柱吊裝及校正→橫梁安裝及校正→樓梯安裝→平臺及欄桿安裝。

通過鋼立柱底板下的調整墊鐵進行調整。每組墊鐵不應該超過3層。墊鐵放置位置應保證底板受力均勻，不致變形。立柱就位后，用鐵錘檢查墊鐵不得有松動。

同時對立柱的垂直度進行測量:在上、中、下3點進行測量調整;各平臺的標高的調整則以立柱1m標高線為基準;經全部找正，符合要求后，進行澆灌。

5.2 鍋筒及支座安裝要領

5.2.1 安裝基準

鍋筒的安裝基準中心和基準標高，是鍋爐框架安裝結束后投在框架上的基準中心和1m標高點。

5.2.2 安裝前檢查

鍋筒的支座、吊環，在安裝前應檢查其接觸部位。在90°接觸范圍內，圓弧應吻合，個別間隙≤2mm。

5.2.3 鍋筒的支座應符合下列要求

(1)支座與橫梁接觸應平整嚴密;

(2)支座的預留膨脹間隙應足夠，方向應正確。

本鍋爐鍋筒總重8.8t，內徑為1 600mm，壁厚24mm，全長8 090mm。

鍋筒采用支座固定，支座固定在鋼架平臺上。安裝時可通過支座下部鍥形塊調整找正;使鍋筒兩端符合水平及標高要求，并按圖紙裝焊螺栓。

5.2.4 鍋筒的檢查和校正

(1)檢查管接頭數、規格和位置是否正確，管結構是否有損傷，如有損傷應在地面修復;

(2)檢查鍋筒內外壁有無劃痕、挫傷等缺陷。深度＜2mm的缺陷，磨平光滑過渡即可，深度≥2mm的缺陷補焊磨平;

(3)根據管接頭的實際位置檢查并找出鍋筒的縱、橫向中心線(出廠時鍋筒上已經做有標記，需要確認)。

5.2.5 鍋筒安裝完畢后的檢查

(1)與鍋筒相連的各連接管對接完畢后，在整體水壓試驗開始前應進行鍋筒內的嚴格清理和檢查，經驗收合格后，嚴密封閉入孔門;

(2)鍋筒安裝結束后，應根據鍋筒中心標出水位表的0水位(即正常水位)以及最高最低水位，具體按照設計要求進行標注。

5.3 鍋爐受熱面管子的安裝及調整

5.3.1 受熱面管子安裝流程

過熱器安裝 →蒸發器安裝 →主省煤器安裝 →副省煤器安裝 →上下蒸發器管對接 →各級受熱部件外部集箱安裝 →焊縫焊接及射線檢測。

5.3.2 吊掛式余熱鍋爐的安裝及調整方法

(1)吊掛式余熱鍋爐與以往施工的干熄焦煙氣余熱鍋爐因其結構形式不同，它的安裝方法也不同。以引進日本技術的寶鋼干熄焦余熱鍋爐為例，主要受熱面和吊掛式余熱鍋爐大致相同，但其每個受熱部件為爐內支撐梁進行支撐，吊掛式余熱鍋爐則完全依賴于各受熱部件所帶的具有調整功能的吊耳吊掛各部件，因此受熱部件所安裝的順序完全不同，以往是由下至上安裝，吊掛式則為由上而下進行安裝。具體見圖 5、圖 6。

圖5 干熄焦余熱鍋爐受熱面結構形式

圖6 吊掛式余熱鍋爐受熱面結構形式

(2)根據吊掛式鍋爐的結構特點，可以采用吊車及滑輪吊裝各受熱部件，然后利用鏈條葫蘆作為輔助吊裝工具來對各受熱部件的安裝。具體見圖7、圖8。

圖7 安裝工作照

圖8 安裝工作照

(3)受熱部件調整質量的好與壞將直接影響下步焊接的質量，可利用可調式吊掛件進行第一次粗調。第二次精調各受熱面與外部集箱的連接管道(圖9、圖10)，在調整過程中需要特別注意的是:受熱部件的管道如有彎曲變形應采用機械的方法進行校正，嚴禁采用熱煨方式進行處理。受熱面各部件具體調整精度可參考《鍋爐安裝工程施工及驗收規范》(GB50273－2009)。

圖9 尚未調整的受熱面與集箱連接管道

圖10 調整完畢的受熱面與集箱連接管道

(4)受熱面管與集箱的連接焊縫以及上下蒸發器間的聯絡管焊縫，由于處于高溫高壓的環境下，焊縫質量必須得到最好的控制，因此焊縫對口調整時需要引起大家的高度重視。

安裝受熱面應充分注意以下幾點:嚴禁在受熱面上引弧;起吊時嚴禁損傷受熱面，注意管內、集箱內清潔;對接焊縫按規定進行無損探傷。

5.3.3 通球試驗

受熱面管在組合安裝前必須分別進行通球試驗，試驗用球應采用鋼球，且必須編號和嚴格管理，不得將球遺留在管內。通球后應作好可靠的封閉措施，并做好記錄。

5.4 鍋爐管道加工及焊接工藝要領

5.4.1 管道加工

受熱面管子應盡量采用機械切割，用坡口倒口機、角向磨光機和內園磨光機進行坡口加工。

5.4.2 管道接頭對口

管徑D≤60mm管子對口，應盡量采用管子對口鉗(專用工具)。D＞60mm管子對口應采用能靈活拆裝的對口卡具，嚴禁在管子上焊接“拉碼”強行對口。

5.4.3 焊接工藝及措施

(1)配管對口質量不合格的焊縫不得施焊;

(2)雨天或風速大于2m/s而未采取防風、防雨措施時，不得施焊;

(3)壁厚小于4mm的管子宜采用全氬弧焊焊接，壁厚大于4mm的管子，應采用氬弧焊打底，電焊蓋面(為了確保焊接質量，鍋爐受熱面管道采用全氬弧焊焊接);

(4)多層焊焊縫的接頭(即起弧點和收弧點應錯開，錯開的最小距離不得小于10mm。應特別注意收弧和接頭質量(充分熔合、熔池飽滿);

(5)薄壁管子(壁厚約3mm的管子)不得采用“一次焊接成形”工藝，必須二次成形，兩層焊肉的接頭必須錯開8～10mm，以確保焊縫內、外成形和接頭質量。嚴禁在被焊件上引燃電弧，試驗電流或焊接臨時支撐物等;

(6)焊縫質量檢驗標準按照《蒸汽鍋爐安全技術監察規程》執行。

5.5 鍋爐總體水壓試驗的步驟及要求

(1)水壓試驗前檢查鍋筒、集箱并清掃干凈;

(2)鍋爐本體壓縮空氣吹掃干凈，再用水沖洗，直到放出的水干凈后才能升壓;

(3)水壓試驗時，鍋爐上最少應安裝2只經校驗合格的壓力表，試驗壓力以主汽包或過熱器出口聯箱上的壓力表讀數為準;

(4)鍋爐總體水壓試驗是在汽、水管系并經X射線探傷檢驗合格后進行;

(5)試驗所用壓力表2塊必須經過校驗合格，精度等級不低于1.5級，并且壓力表量程為試驗壓力的1.5～3倍。安裝在高點的壓力表安裝在排氣口上，待管箱滿水排凈空氣后安裝;

(6)試壓試驗時的環境溫度一般應在5℃以上，否則應有可靠的防寒防凍措施;

(7)水壓試驗壓力為鍋筒的1.25倍，升降速度一般不應大于0.2MPa/min，當達到試驗壓力的10%左右時，應做初步檢查;如未發現泄漏，可升壓至設計壓力檢查有無漏水和異常現象;然后，繼續升壓至試驗壓力，保持20min后，壓降值不大于0.05MPa，緩慢降至工作壓力，進行全面檢查，檢查期間壓力應保持不變;檢查中若無破裂、變形及漏水現象，則認為水壓試驗合格。

6 結束語

吊掛式余熱鍋爐的安裝重點及難點在于鍋爐受熱面設備的安裝順序以及鍋爐受熱面管道的調整，調整的精度將直接影響下步的焊接質量，從而影響整個鍋爐的安裝質量。通過對吊掛式鍋爐安裝工藝的介紹，相信各位對此類結構的鍋爐及其工藝都有了一定的了解，熟悉了這種吊掛式的余熱鍋爐的安裝步驟及其施工方法，在今后的安裝過程中，要針對吊掛式余熱鍋爐的特點，注意受熱面管道的調整及焊接質量問題，最終得到最好的安裝質量。