尖峰熱網加熱器的起重及裝配工藝

許國平

(上海電氣電站設備有限公司電站輔機廠,上海200090)

尖峰熱網加熱器的起重及裝配工藝

許國平

(上海電氣電站設備有限公司電站輔機廠,上海200090)

在制造大型尖峰熱網加熱器時,受車間內起重條件的限制,無法完成裝配和裝車等工序。根據設備制造標準及起重機械的安全規程的要求,分析了存在的問題,通過計算和利用簡易工裝,解決了裝配和起重量超標的問題,確保了加熱器的制造質量,安全地完成了加熱器的裝車發運工作。

機組;熱網;加熱器;起重;能力;裝配;管束;橫套

0 概 述

熱網加熱器有基本熱網加熱器和尖峰熱網加熱器,是熱電廠的主要換熱設備之一。熱網加熱器的主要功能,是利用汽輪機蒸汽作為熱源,加熱管網中的回水。尖峰熱網加熱器作為一種超大型的節能設備,設備總重量為61 t。鑒于車間的起重設備僅為2臺20 t行車,起吊能力遠低于設備重量,無法滿足制造和裝車發運的需求。經多方面評估和反復論證,根據車間內起重設備的能力,提出了多項技術解決方案,克服了制造中遇到的困難,最終順利完成了2臺尖峰熱網加熱器產品的制造和發運。

1 產品結構及制造能力的評估

尖峰熱網加熱器采用臥式布置方式,由水室、U型管換熱管、殼體、凝結水包殼等組成。水室為焊接件,換熱管采用304L材料,規格為?19mm×0.8 mm。在殼體的下方,布置了凝結水包殼,管板與換熱管的連接,采用脹接形式。加熱器的長度達15 m,高度約為4 m,殼體直徑為2.6 m,加熱器的總體重量為61 t。由于受場地及起重能力的限制,需進行制造可行性方面的論證,以解決制造中的技術性問題。尖峰熱網加熱器的外形及相關尺寸,如圖1所示。

圖1 產品示意圖

分析了尖峰熱網加熱器的結構特點,立足于自行解決制造時的困難,根據現有設備能力,對整個制造過程中可能出現的問題,梳理了4個主要難點,如表1所示。

表1 尖峰熱網加熱器的制造難點

1.1 設備制造的難點

產品的單臺總重達61 t,僅管側部分的重量就有54 t(包括管束),產品重量已超出車間現有行車的起吊能力(2臺行車總的額定起吊能力僅為40 t)。

1.2 難以確定工藝方案

由于受到生產條件的限制,對于整個制造工藝和順序的編排均有很大的變化,這與以往熱網加熱器的制造工藝,有著很大的不同。首先是殼體與管束橫套時的超重問題,當管束的穿管完成后,不能再次搬移,但又必須滿足整個制造工藝和起重裝運的要求。在裝配大型組件時,還存在制造方式、起吊及設備利用等各方面未定的因素。

1.3 組件裝配的難點

由于該產品為大型換熱器,在制造過程中,以現有的設備進行管束裝配和殼體橫套,存在超重的問題。大組件裝配時的吊運,將存在著很大的風險。

1.4 裝車發運的難點

用2臺20 t的行車,直接起吊61 t產品進行裝車,在安全操作規程上絕對不允許的。

針對產品制造上的難點,如果考慮異地生產,將耗費大量的人力、物力和財力。由產品的制造周期較長,外借場地和設備租賃的費用會很高,將使制造成本大大提高。經分析,解決起吊能力,是最關鍵的問題。只要采取適當措施,在現有車間內完成產品制造和吊裝發運是完全有可能的。經反復考慮和簡單計算,借助專業起重力量,是解決起吊問題的最好方法。

2 確定方案和采取的措施

經討論后,在保證安全的前提下,根據現有設備和條件,結合起重手法,利用組合型制造和起吊發運的方式,提出并制定了一套工藝方案。根據尖峰加熱器的特點,零件的加工以常規形式進行制造,利用組合裝配和簡易工裝,完成管束及大型組件的裝配。合理分配起吊重量,充分利用現有設備的潛力,完成裝車發運等工作。

2.1 裝配管束

將管板和短節筒體組合件固定在裝配架上,高度定為1.13 m,將管板支撐穩固,下方搭置小平臺,考慮到裝車時的特殊要求,確定合適的穿管方向,在預計橫套殼體筒體的走向上,在地面鋪設2塊400 mm×15 000 mm×20 mm的鋼板,以確保滑移時滾管的平穩滾動。放置管板并裝配管束的隔板和擋板,待穿管完成后,按工藝要求進行脹管和管口的刮頭工作。管束的裝配方式,如圖2所示。

圖2 管束裝配示意圖

2.2 殼體制造

在殼體制造時,考慮到整個制造的可操作性,暫時不安裝疏水包殼和支座,待殼體和水室的終結環縫焊妥后,再裝配疏水包殼并焊接,將疏水包殼的裝配位置,放置在筒體的上中位置,以利于裝配和焊接。

2.3 殼體橫套管束

在殼體橫套時,由安裝公司的專業人員配合。殼體的前進動力以卷揚機為主,卷揚機的鋼絲繩走向和布置由專業起重人員決定。在殼體開口一側的下方,放置了自制工裝、墩子、道木和滾管,另一端用2臺行車抬吊,將殼體起吊至管束的同一高度上,同時,將翻轉架固定在筒體上。利用卷揚機的拉力,同步移動筒體,完成殼體的橫套。隨后,將翻轉架移至殼體加強圈位置,用行車微微抬起管板,拆去管板的支撐架和平臺,采用手工焊,利用翻轉架完成殼體終接環縫的焊接。殼體與管束的橫套方式,如圖3所示。

圖3 殼體、管束套裝圖

2.4 水室裝配

按圖紙的要求,將水室組合件與管板裝焊。裝焊時,在產品下部做好支撐和保險措施。暫不安裝水室分隔板,待殼側與管口的氣密性試驗和水壓試驗完成后,再進行裝焊。

2.5 最終裝配

最終安裝疏水室包殼和支座,可用翻轉架將裝配位置轉至上部。焊接時,轉動殼體需用行車配合,并用支撐桿固定,防止殼體因重心的偏移而翻轉。

水壓試驗時,應將疏水室包殼放在頂部。同時,在產品下部放置支撐桿,以防止產品突然翻轉(水壓試驗時重約100 t)。先進行殼體的氣體檢漏試驗,合格后,再對殼側作水壓試驗,最后進行水側的水壓試驗。

2.6 裝車發運

根據運輸規程的要求,發運前,將疏水包殼轉至水平位置(轉動時,用行車帶好以免出事故),并用型鋼支撐牢固,用行車分別抬吊產品的兩端,將包裝裝置分別移入合適的位置(同時移出翻轉架),裝妥后待發運。起吊位置及車輛配合裝車時的行走方向,如圖4所示。

圖4 產品發運示意圖(1)

裝車時,2臺行車將產品的一端抬吊至某高度,運輸車輛調整好方向倒入產品底下4/5長度,放下產品此端,然后再抬吊起產品另一端,用起重和滾動滑移的方式,將產品安放就位,最后借用行車撤去滑移用具。產品吊運就位的方式,如圖5所示。

圖5 產品發運示意圖(2)

3 遇到的問題和改進措施

在制造過程中,利用工裝配合,解決了裝配和起吊能力不足的問題。改進了殼體導軌的結構,在管束橫套前,解決了滾輪尺寸不匹配的問題。通過討論,及時調整了相關的配合尺寸,增加了支撐型鋼,并加寬了滾輪。測量了管束和殼體的實際配合尺寸,提供了防震柵板準確的安裝數據。

4 結 語

根據產品制造的相關情況,改孌了裝配順序,重新調整和編排了相關工藝,從管束與筒體的橫套裝配,到產品的整體裝車發運,整個制造過程較為順利。沒有因設備能力不足,變換產品的生產場地,降低了產品制造成本,既節約了外借場地和設備租賃的費用,還避免了對原生產計劃的影響和沖擊。

[1]GB 150.1~150.4-2011[S].壓力容器.

[2]GB/T 151-2014[S].熱交換器.

[3]TSG 21-2016[S].固定式壓力容器安全技術監察規程.

[4]GB6067.1-2010[S].起重機械安全規程.

Lifting and Assembling Process of Heater in Peak Heating Network

XU Guo-ping
(Shanghai Power Station Auxiliary Equipment Plant,Shanghai Electric Power Generation Equip.Co.,Ltd.,Shanghai 200090,China)

In the manufacture of heaters for large peak heating networks,the assembly and loading processes can not be completed due to the restriction of lifting conditions in the workshop.According to the equipment manufacturing standards and safety procedures for heavy machinery requirements,the existing problems are analyzed,through the calculation and use of simple tooling,the problem of assembly and the weight exceed the standard are solved,the manufacturing quality of the heater is ensured and the loading shipping of heater is completed safely.

unit;heating network;heater;lift;capacity;assembly;tube bundle;cross set

TK264.9

B

1672-0210(2017)02-0024-03

2017-06-07

許國平:(1962-),男,工程師,畢業于復旦大學經濟學院,從事輔機設備制造及技術管理方面的工作。