垃圾焚燒發電項目焚燒爐安裝施工工藝探討

吉英俊

(山西省工業設備安裝公司，山西 太原 030012)

隨著經濟的發展，環境保護問題日益突出，垃圾焚燒發電是解決城市垃圾處理的有效方法，而垃圾處理的核心是焚燒爐。以大同垃圾焚燒發電項目為例，該焚燒爐采用目前國際先進的技術工藝，并融匯了國內循環流化床垃圾焚燒技術三大院校(清華、浙大、中科院)的工藝技術優點，針對大同垃圾的熱值情況，由太原鍋爐集團有限公司設計制造，選用TG-500-75/3.82-LM型循環硫化床鍋爐，該鍋爐不僅回避了以往國內循環流化床垃圾焚燒爐的技術缺陷，而且為我國北方地區垃圾發電產業垃圾焚燒工藝開辟了新的技術領域，大大降低摻煤比例，由于本鍋爐從構造上有所不同，布置緊湊，異形水冷分離器與過熱器包墻膜式壁為整體布置，鋼架分外鋼架和內鋼架，新增水冷屏，施工噸位大，合理、安全、有序地安排施工工藝，確保工期質量。

1 垃圾焚燒鍋爐本體主要部件安裝

受熱面安裝。受熱面重量為207.84 t，其中鍋筒重16.332 t、水冷系統重 122.02 t，過熱器重 42.438 t、省煤器重 27.050 t。

1.1 鍋筒安裝措施

鍋筒通過懸吊裝置吊掛在頂板上，吊裝前，先用25 t汽車吊將鍋筒移至就位正下方的零米處，將懸吊裝置組合在鍋筒上，吊車位置在Z2Z3區域，吊鉤從頂板的正上方落下，調整吊臂角度，通過起吊將鍋筒就位。這種吊裝方法，不需要轉臂，安全可靠，前部頂板和鍋筒就位同時使用160 t吊車。需要注意的是Z1Z2區柱的纜風繩不得拆除，并且鋼架與外鋼架能連的橫梁必須連接焊好，以增加鋼架的穩定性，因鋼架柱Z1Z2中心距為8 000 mm，鍋筒全長為8 440 mm，需注意的是，在Z1Z2區的擺放位置是沿柱Z1Z2 45°處，前后方向與就位時一致，吊到就位標高時通過人力旋轉擺正將吊桿穿頂板孔進行固定。

1.2 水冷系統安裝措施

1)水冷系統由懸吊式全膜式水冷壁爐膛、爐膛屏式水冷壁、流化床、懸吊式異形水冷分離器、返料回路、懸吊式全膜式尾部煙道包墻過熱器;分離器與爐膛組成一個整體，懸吊在頂板上，既解決了膨脹密封問題，同時又相應增大了鍋爐的受熱面積。2)膜式壁在吊裝前，懸掛裝置經檢查合格，吊耳、吊桿、吊板和銷軸等連接牢固，焊接工藝符合設計要求，吊裝機具已做過負荷試驗，使用狀態良好，各種吊裝索具如鋼絲繩、卡環已做過全面檢查核實，確保吊裝的安全性。3)膜式水冷壁吊裝時，采用在鋼架頂板上臨時設置吊點，水冷壁分片組對合格后，對管子按照規范要求全部進行吹掃和通球試驗，能與集箱組對的盡量組對，合格后用25 t汽車吊吊至25 m處手拉葫蘆鏈能接住的高度，每片用兩個5 t手拉葫蘆吊掛，吊裝順序按照從上至下，前、頂、側、后的順序吊裝就位。水冷床就位前，將四片水冷屏用卷揚機就位，水冷床就位時保證流化床的幾何尺寸至關重要。4)水冷壁找正時，是以爐頂板梁的縱橫向中心線為基準線，確保各受熱面上聯箱的縱橫相對位置，以鋼架立柱的1 m標高線為基準點，測定各受熱面部件的標高。吊桿緊固時，負荷分配均勻。5)合龍、拼縫工作是水冷壁安裝過程中的一處重要工序，工作內容包括:水冷壁下集箱的找正加固，各管屏及四角的拼接，各處密封件的安裝。各管屏間拼接間隙要均勻、平整，不得強拉硬拼，造成過大外應力，拉傷水冷壁管子，拼縫間隙應符合圖紙要求。四角合龍拼縫時，一定要保證爐膛空間尺寸，分上、中、下多處檢查爐膛縱橫尺寸。水冷壁拼縫焊接工作量較大，要求每條拼縫均要雙面焊接，達到嚴密不漏，確保焊接質量。6)剛性梁的安裝以上聯箱為基準，放線允許偏差為±2 mm，剛性梁安裝允許偏差為±5 mm，剛性梁安裝應自上而下逐層進行。剛性梁安裝時基準點要一致，以保證各剛性梁角部裝置的連接質量。各連接件焊接應牢固可靠，特別是角部裝置安裝時，一定要保證其焊縫的長度和高度，防止運行中爐膛壓力突然增大造成爐墻拉裂的現象，直段剛性梁隨膜式壁地面組對焊接。

1.3 過熱器、省煤器安裝措施

1)蛇形管安裝前應進行通球試驗，并對管口進行修正、打磨。對合金鋼材質要進行光譜復查。安裝時應注意安裝順序，保證間距及垂直度，以保證整體的偏差在允許范圍內，寬度允許差±5 mm;對角線允許差±10 mm;邊管垂直度允許差±5 mm。2)蛇形管在組合、安裝時，應先將集箱找正固定好，安裝基準蛇形管，基準蛇形管安裝中，應仔細檢查蛇形管與集箱管頭對接情況和集箱中心距蛇形管端部的長度偏差，待基準蛇形管找正固定后再安裝其余管排，其余管排以基準管為主，按圖紙及規范要求固定一片，焊接一片，上部用鋼筋臨時固定保證間距，全部蛇形管找正找平后，組合安裝定位板，將臨時鋼筋割除，并檢查護瓦的方向、位置及牢固情況。3)防磨裝置應按圖留出接頭處的膨脹間隙，焊接應牢固、平整，并不得有妨礙煙氣流通的地方，所有密封件安裝時應符合圖紙要求，焊接牢固，平整，密封處嚴密不漏。

2 焊接技術要求

焊接是鍋爐本體安裝最重要的環節，關系到鍋爐運行的長期性和穩定性。為此，鍋爐本體管口直徑φ≤60 mm的焊口采用全氬弧焊，管口直徑大于60 mm的焊口采用氬弧焊打底，電弧焊蓋面的形式。為保證焊接質量，必須注意以下幾點:

1)環境溫度一般應保持在0℃以上。2)焊縫間隙應均勻，焊接對口內壁平齊，其錯口不應大于壁厚的10%且不得大于1 mm。3)焊縫咬邊深度不應大于0.5 mm，兩側咬邊總長度不應大于管子周長的20%。4)焊縫及其熱影響區表面應無裂紋、未熔合、夾渣、弧坑和氣孔。

3 垃圾焚燒鍋爐水壓試驗

水壓試驗是鍋爐安裝中一項主要工序，其目的是檢驗鍋爐本體受熱面的焊接質量是否符合規范要求;鍋爐結構、材料能否滿足水壓試驗壓力，以保證鍋爐能長期、穩定運行。鍋爐本體水壓試驗主要包括從給水進口到集氣集箱出口的省煤器、鍋筒、水冷壁、下降管、過熱器以及鍋爐附屬的汽水管道、閥門等。根據《蒸汽鍋爐安全技術監察規程》有關規定，鍋爐水壓試驗壓力應為PS=1.25Pg=1.25 ×4.24=5.3 MPa(鍋筒工作壓力為 4.24 MPa)。水壓試驗需注意以下幾點。

3.1 壓力表及水溫要求

1)水壓試驗壓力為5.3 MPa，壓力監控選用兩塊經技監局校驗合格的精度不低于1.5級，量程為0 MPa～10 MPa的壓力表，壓力表位置為鍋筒和升壓泵出口各一塊。2)水壓試驗時水壓區域環境溫度應在5℃以上，鍋筒內水溫應保持在20℃～70℃之間。

3.2 鍋爐水壓試驗后防腐措施

1)水壓試驗臨時管線要沖洗至合格為止。2)鍋爐水壓試驗合格后，按SD223《火力發電廠停(備)用熱力設備防銹導則》采取有效的保護措施，采用濕法防腐時，冬季應有防凍措施。本鍋爐采用充氮保護。3)水壓試驗用水為加氨和聯氨的除鹽水，藥品要化驗合格。

3.3 水壓試驗用水水質指標

根據DL-1996電力工業鍋爐壓力容器監察規程第10.6條，額定蒸汽壓力為9.8 MPa以上鍋爐整體水壓試驗時，應采用除鹽水。水質應滿足下列要求:

1)氯離子含量小于0.2 mg/L;2)聯氨或丙酮肟含量為200 mg/L～300 mg/L;3)pH值為10～10.5(用氨水調節)。

3.4 水壓試驗用水和排放措施及指標

為了保護環境，做到零排放，水壓試驗后將水排入廠區污水池進行中和處理，中和后的排放指標為:pH值為6～9;COD含量:小于100 mg/L;懸浮物:小于50 mg/L。

4 爐墻施工措施

由于受流化床鍋爐燃燒技術特性的局限(此種燃燒方式風機負荷大、飛灰流速高，因此對受熱面及爐墻磨損嚴重)，因此鍋爐本體砌筑質量的好壞決定了鍋爐是否能長期穩定運行的關鍵。特別是爐墻折焰角頂部、一次風進口風箱頂部及點火裝置風面頂部，安裝澆筑高強澆筑料不易保證施工質量。實際施工中在這些受熱面采取了安裝前提前澆筑的方案，取得了很好的效果，保證了澆筑質量。具體方法是:在安裝前將需澆筑的部位反過來放置支模后澆筑，使用此種方法，不但地面操作方便，而且保證了爐墻施工質量，值得推廣。

5 烘爐施工措施

垃圾焚燒鍋爐烘爐時要注意以下幾點，烘爐效果良好。

1)要嚴格按烘爐曲線控制好烘爐溫度，并做好記錄。2)在流化床的上面鋪一層厚度高出風帽200左右的顆粒在3 mm～10 mm的煤渣底料，防止燒壞或堵塞風帽口子。然后放上木柴點火烘爐。同時打開引風機風門擋板，使鍋爐自然通風。3)鍋筒水保持在正常水位范圍內，上水采用間斷上水，上水時關閉省煤器再循環閥，上水后再開啟。值得注意的是，烘爐時若采用緊急卸水管通過疏水泵上水，若不打開省煤器給水再循環，鍋筒內是正常水位，省煤器內無水。4)本次烘爐在爐膛、左右一次風進口風箱、左右返料器返料箱設五處點火烘爐點，確保了鍋爐整體烘爐效果，值得推廣。

6 煮爐施工措施

在鍋爐的受熱面上有一層很薄的油、油脂膜及其分解物質形成的絕熱膜，將嚴重地阻滯熱量從金屬到介質的快速傳遞，使金屬壁溫上升，引起鍋爐管過熱和鼓包，嚴重引起爆管，為了清除鍋爐在制造、運輸、安裝過程中內部的油和油脂以及鐵銹，特進行堿煮爐。堿煮時，單臺鍋爐加藥量為每立方米水加氫氧化鈉(NaOH)和磷酸三鈉(Na3PO4·12H2O)各4 kg，鍋爐運行水容量按32.8 m3計算，本次煮爐加氫氧化鈉和磷酸三鈉各131.2 kg;兩種藥品同時使用，藥品的用量按100%純度計算，如無磷酸三鈉時，可用無水碳酸鈉代替，用量為磷酸三鈉的1.5倍;藥品加入后，升壓至2 MPa～2.5 MPa，排汽量為10%～15%額定蒸發量，煮爐24 h后，從下部各排污點輪流排污換水直至水質合格達到試運行標準為止;然后停爐或升壓進行蒸汽吹洗、蒸汽嚴密性試驗及安全閥調整等工作。煮爐采取如下措施，值得今后注意:1)加藥時及煮爐工作中要在專業人員指導監督下進行，配備足夠的勞保防護用品，以防止藥品傷人。2)煮爐期間，根據各升壓值檢查熱膨脹情況，發現異常，必須檢查原因并消除后，方可繼續升壓。煮爐期間，不得整定安全閥。3)除了儀表連接閥和排氣閥以外，所有的鍋筒閥門應關閉;藥液不得進入過熱器，雙色水位計及平衡容器，電接點水位計不得參與煮爐。由于鍋爐在各個工序施工前，重點研究安裝順序及重點施工環節，確保工期及施工質量。比如剛性梁、人孔門、密封罩在地面與膜式壁一同組對，加快了組對速度，減少了高空作業，提高了施工質量，同時重點抓好鍋爐的密封性和各部件的組對質量，對流化床及返料器的施工，反復檢查風帽的安裝情況，對鍋爐的膨脹情況給予高度重視，確保鍋爐按要求自由膨脹，砂封施工后，填充密封介質前，做好熱膨脹間隙記錄，槽內雜物清理干凈，確保密封良好，鍋爐整套啟動及運行情況良好，保質如期交付業主使用，鍋爐安裝完成后運行效果良好。

[1] DL 5031-94，電力建設施工及驗收技術規范(鍋爐機組篇DT/L 5047-95、火力發電廠焊接篇 DL 5007-92)[S].

[2] 太原鍋爐集團公司提供的鍋爐圖紙及技術文件[Z].

[3] 循環流化床鍋爐使用手冊[Z].