余熱鍋爐鋼結構模塊工廠化制作工藝研發

張福旺　徐桂沖　杜西河　張會艷

摘 要：早起發電站采用的鍋爐結構相對簡單，僅適用于小產量的電力生產活動，鍋爐設備能夠持續的壽命較短。工業科技發展后鋼鐵結構在鍋爐構造中占據了重要位置。余熱鍋爐結構特點就是的模塊化結構，其中的鋼結構模塊是由鋼結構和帶有內保溫層的墻板組成。針對余熱鍋爐鋼結構模塊結構復雜、制作工序較多的特點，本論文主要就是研究其制作過程中制作工藝。

關鍵詞：余熱鍋爐 模塊化 整體運輸

中圖分類號：TK229 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）01（b）-0000-00

1 工藝原理

結構簡介：余熱鍋爐的鋼結構模塊由鋼結構和墻板及其內保溫層構成，鋼結構主要組成部件為：H型鋼柱、支撐梁等；墻板主要組成部件為：護板、槽鋼、肋板等；保溫層主要組成部件為：U型支撐梁、保溫釘、保溫針、保溫材料、襯板、導流槽等。上、下側墻板與模塊框架組裝后整體整體運輸。

2 工藝

2.1 制作工藝流程如圖1所示

2.2 工藝要點

2.2.1 施工準備

（1）了解余熱鍋爐鋼結構模塊的安裝位置和結構形式；

（2）利用三維軟件建立模塊的3D模型；

1）根據模塊的分解詳圖，建立模塊零部件和整體的3D模型，展示裝配制作工藝流程。

2）通過分解3D模型，展現模塊的內部結構和零部件裝配關系，制定裝配制作工藝流程。

2.2.2 框架制作

（1） 鋼結構框架制作

柱、支撐梁的鋼板采用多頭火焰數控切割機下料，埋弧焊機拼接。拼接焊縫100%UT檢測合格。按照清單組對H型鋼、槽鋼等；采用埋弧自動焊機，按照焊接工藝焊接組對件的主角焊縫。采取合理的焊接順序、雙面交替對稱焊、反變形等措施控制焊接變形，利用機械矯正型鋼的焊接角變形。端銑加工柱兩端面，裝配制作H型鋼柱及各支撐梁等，并按質量要求驗收。 H型鋼柱及各支撐梁利用拋丸器預噴砂處理，除銹達Sa2.5級，并4小時內噴涂底漆。將H型鋼柱和支撐梁等裝配構成框架，復檢尺寸后再施焊。為便于裝配焊接，利用H型鋼翻轉卡具將框架翻轉，并在型鋼棱角處加墊護瓦保護鋼絲繩。鋼結構框架制作完后，進行整體驗收。

（2） 墻板框架制作

護板預噴砂處理達Sa2.5級，并4小時內噴涂底漆。數控切割機下料后，使用平板機、壓力機調平鋼板。采用數控折彎機按圖紙折彎護板，復檢折彎尺寸合格后，將其對齊、拼接。拼接焊縫分段間隔焊接，以減小焊接變形。墻板框架的槽鋼和肋板均預噴砂達Sa2.5級，并4小時內噴涂底漆，然后將其與護板裝配、焊接構成墻板框架。焊接時采取對稱焊、分段間隔焊等措施控制焊接變形。墻板框架的制作與鋼結構框架的制作同時進行，優先制作下側墻板框架，而上側墻板框架的制作在鋼結構框架的制作之前或同步結束，以保證上側墻板框架與鋼結構框架之間的裝配。

（3） 模塊框架制作

將上側墻板框架與鋼結構框架裝配焊接構成模塊框架，為方便焊接施工，可將模塊框架翻轉后再施焊。長焊縫必須采用分段間隔焊，以減小焊接變形。焊接完成后，矯正、復檢護板的平面度。

2.2.3 墻板保溫層制作

（1） 在模塊框架裝配同時，裝配下側墻板的U型支撐梁、保溫釘、保溫針，然后再裝配上側墻板。

（2） U型保溫支撐梁采用數控折彎機壓制而成，然后再裝配焊接底板，保溫材料填充密實。

（3） 復檢護板尺寸合格后，根據圖紙要求在墻板上放線，確定U型支撐梁、保溫釘位置并依次裝配。

（4） 保溫針按每平方米不少于11個的原則，均勻布置于保溫釘區域內的墻板上。

（5） 保溫材料敷設

在保溫車間按圖紙要求，先分層敷設下側墻板的保溫材料，再敷設上側墻板。保溫材料各拼接口嚴密對接。敷設完后，安裝自鎖壓板固定保溫材料。

（6） 襯板、導流槽裝配

不銹鋼襯板和導流槽做光譜檢測并標識，其它襯板和導流槽按要求防腐。利用AutoCAD將襯板、導流槽圖紙拆分，導入等離子數控切割機，下料并割制其圓孔，并將襯板按裝配順序編號。采用數控折彎機壓制襯板和導流槽。按編號順序鋪設襯板，保證保溫釘均位于襯板圓孔圓心位置。按圖紙位置及傾斜方向放置導流槽。緊固保溫釘螺母，緊固后再松動1/4圈，按圖紙點焊螺母。

2.2.4 模塊涂漆

將制作完的下側墻板利用專用工具翻轉。 對模塊框架、墻板框架裸露的基層進行處理，噴涂各層油漆，并檢測漆膜厚度。

2.2.5 模塊組裝

兩臺吊車抬吊模塊框架，緩慢下落至下側墻板框架的連接螺栓孔上方，吊車不松鉤，安裝連接螺栓，構成鋼結構模塊。按模塊尺寸制作兩個臨時支撐，支撐點位于H型鋼柱下翼緣，下側墻板保溫層與臨時支撐間隔100mm。臨時支撐僅供組裝后的模塊臨時擺放和發運使用。

2.2.6 模塊終檢

鋼結構模塊制作完畢后，匯總其過程驗收結果并對模塊外觀進行整體驗收。模塊出車間前對其保溫層進行整體防護，避免因雨雪天氣致使保溫材料被淋毀。

3 結束語

本制作工藝研發成功后，相應在高井子3×350MW、天津臨港1×350MW余熱鍋爐鋼結構模塊的制作工程中應用，經工程證明各制作工序合理、成熟，有效地縮短了制作工期，減低了制作成本。

參考文獻

[1] 美國國家標準AWSD1.1-2008《鋼結構焊接規范》，2008年

[2] 陶然 鍋爐鋼結構設計的步驟及特點 《電站系統工程》，2011年 第5期