火力發(fā)電廠鍋爐空氣預(yù)熱器安裝控制技術(shù)分析

苗興偉

（中國電建集團(tuán)江西省電力建設(shè)有限公司，江西南昌 330000）

0 引言

空氣預(yù)熱器安裝不到位，可能導(dǎo)致鍋爐運行過程中出現(xiàn)多種異常現(xiàn)象，常見的如漏風(fēng)率過大、電流易波動、受熱面易磨損等。為避免以上問題，研究該裝置的安裝方法，形成有效的質(zhì)量控制策略。根據(jù)實踐經(jīng)驗，此類裝置的運行缺陷主要是由工序劃分不合理、工序質(zhì)量不到標(biāo)、安裝精度不足所引起，需從這些問題中探索安裝控制技術(shù)。

1 空氣預(yù)熱器的結(jié)構(gòu)及主要安裝內(nèi)容

空氣預(yù)熱器分為板式、回轉(zhuǎn)式和管式三種類型，其結(jié)構(gòu)和安裝方式存在差異。結(jié)合某火力發(fā)電廠的實際情況，研究回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的安裝控制技術(shù)。

1.1 回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的結(jié)構(gòu)特點

該火力發(fā)電廠在擴(kuò)建工程中采用三分倉容克回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器，其主要結(jié)構(gòu)包括外殼、G-S-P 轉(zhuǎn)子、驅(qū)動軸承、二次風(fēng)過渡管道、驅(qū)動電機(jī)、頂部結(jié)構(gòu)、吹灰系統(tǒng)、潤滑油加注系統(tǒng)、模數(shù)倉格等[1]。由于結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，安裝時需制定完整、合理的工序。

1.2 回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器安裝中的常見問題

根據(jù)工程實踐經(jīng)驗，回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器在安裝過程中有可能出現(xiàn)一系列質(zhì)量問題，進(jìn)而導(dǎo)致異常的運行狀態(tài)，表1 列舉了常見的安裝質(zhì)量缺陷及其成因。

表1 回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器常見安裝缺陷及成因分析

2 空氣預(yù)熱器安裝控制技術(shù)

2.1 合理分解安裝步驟

由于三分倉回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器具有多種組件，并且對標(biāo)高、水平度、中心線、密封效果提出了較高的要求，安裝過程中采用分體組裝的方式，需合理安排各組件的安裝順序，分解安裝步驟。

2.1.1 劃分安裝工序

在安裝預(yù)熱器主體結(jié)構(gòu)之前，應(yīng)該先完成底部基礎(chǔ)及支承結(jié)構(gòu)的施工，為主體結(jié)構(gòu)安裝做好準(zhǔn)備工作。總體上應(yīng)按照先定位、再連接的方式進(jìn)行。根據(jù)大量的實踐經(jīng)驗，總結(jié)安裝順序如下：布置膨脹支座→安裝下梁與主殼體板→完成殼體附件安裝→下部小梁及下部煙風(fēng)道安裝→推力軸承安裝→中心筒及短軸安裝→上梁、上部小梁、上部煙風(fēng)道安裝→導(dǎo)向軸承安裝→模數(shù)格倉安裝→電驅(qū)動裝置安裝→轉(zhuǎn)子附件安裝→密封部件安裝→附屬設(shè)備安裝→保溫及外護(hù)板安裝[2]。

2.1.2 分解安裝施工步驟

為保證安裝質(zhì)量，采用PDCA 循環(huán)法分解每個安裝工序。

（1）制定計劃（Plan）：在作業(yè)之前制定安裝計劃，包括安裝內(nèi)容、施工方法、所需材料和工具等。

（2）執(zhí)行計劃（Do）：根據(jù)準(zhǔn)備階段制定的計劃，科學(xué)完成施工任務(wù)。

（3）檢查執(zhí)行效果（Check）：通過施工人員自檢、技術(shù)員和質(zhì)量員的專項檢查、工序交接檢，全面掌握每道工序的安裝質(zhì)量，及時發(fā)現(xiàn)質(zhì)量隱患。

（4）處理安裝質(zhì)量問題（Act）：一方面應(yīng)積極處理檢查中發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量問題，另一方面應(yīng)總結(jié)經(jīng)驗。

2.2 嚴(yán)格落實各組件安裝施工技術(shù)要點

2.2.1 膨脹支座

（1）各組件檢查和處理。將貼合面表面的雜質(zhì)清理干凈，并檢查是否存在毛刺，必要時進(jìn)行打磨處理。區(qū)分底墊的光滑面（安裝時朝下）和滑動墊的聚四氟乙烯面層（安裝時朝上）。

（2）膨脹支座定位及安裝。查閱膨脹支座和空氣預(yù)熱器的安裝總圖，根據(jù)圖紙信息將主副殼體的膨脹塊放置在鍋爐構(gòu)架上，同時控制好膨脹塊的中心線和標(biāo)高。

（3）精度控制。膨脹支座安裝要求所有膨脹塊的上表面處于同一標(biāo)高，標(biāo)高公差需控制在5 mm 以下。并且同一預(yù)熱器所有膨脹塊的水平度誤差不得超過1.5 mm，預(yù)熱器軸線與理論安裝位置的同軸度偏差需控制在Φ20 mm 以內(nèi)。如果發(fā)現(xiàn)膨脹塊的標(biāo)高超過誤差控制范圍，可通過添加墊板調(diào)整部分膨脹塊的標(biāo)高。

2.2.2 下梁與主殼體

（1）下梁地面找平。下梁和主殼體要先在地面上完成組裝，然后再整體吊裝就位。組裝之前在地面上對下梁進(jìn)行找平，精度控制的重點為腹板兩端的鉛錘偏差（≤7 mm）、法蘭連接鋼板的水平公差（≤2.5 mm）。在此基礎(chǔ)上控制下梁找平，要求將誤差控制在1.5 mm 以內(nèi)。

（2）下梁與主殼體連接。主殼體板與下梁之間通過螺栓進(jìn)行連接，檢查連接件的具體尺寸，對照圖紙要求進(jìn)行調(diào)控。為了便于組裝，可焊接臨時金屬支撐，但不可將臨時支撐焊接在主殼體板面上。

（3）焊接組裝。對照圖紙，檢查下梁中心線與主殼體板面，如果符合設(shè)計要求，則焊接角鋼，作業(yè)時對焊接區(qū)域進(jìn)行必要的處理，如清理銹蝕和雜質(zhì)。這一步驟的目的是形成下梁與主殼體的組合件。

（4）起吊就位及固定。起吊焊接后的組合件，吊點需設(shè)置在專門的起吊裝置上，不可將板面上的開孔位置作為吊點，防止造成變形。將組合件下放至膨脹支座，檢查調(diào)整扇形板橫縱向水平公差，橫向水平公差不得超過0.5 mm，縱向不超過1.5 mm[3]。

2.2.3 完成殼體剩余組件、下部小梁、下部煙風(fēng)道

（1）殼體組裝。檢查殼體的剩余組件，包括主殼體板、副殼體板以及側(cè)殼體板，確保相臨殼體板翻邊法蘭的錯邊量，要求不得超過2 mm。同時，空氣預(yù)熱器中心與殼體板螺栓孔之間的距離應(yīng)在規(guī)定范圍內(nèi)，要求偏差在±2 mm 以內(nèi)，法蘭的整體水平度誤差不得超過6 mm。

（2）殼體螺栓頭或螺母密封焊。殼體板之間以搭接鋼板的方式進(jìn)行連接，安裝時檢查搭接部位的鋼板貼合度，確保緊密貼合。如發(fā)現(xiàn)螺栓孔不滿足要求，可適當(dāng)進(jìn)行修割處理。采用密封焊的方式處理搭接縫、螺母以及螺栓頭。

（3）下部小梁及煙風(fēng)道安裝。在地面組裝小梁組件，檢查法蘭連接效果及其頂部平整度，確認(rèn)符合要求后進(jìn)行密封焊。待殼體安裝完成后進(jìn)行下部煙風(fēng)道作業(yè)。煙風(fēng)道、下部小梁、殼體采用螺栓連接，檢查安裝連接效果，然后采用密封焊處理水平和垂直拼接縫。

2.2.4 推力軸承

（1）清洗推力軸承組件。拆卸推力軸承各個組件，包括罩殼、底座蓋板等，使用清水對其進(jìn)行徹底清洗。如果組件上含油，可使用專門的清洗劑。清洗后各組件回裝。清洗軸承組件的目的是防止內(nèi)部含有雜質(zhì)，影響其運行。

（2）將推力軸承安裝至下梁。該工序的技術(shù)要點為拉設(shè)殼體板與下梁連接處剖分面的基準(zhǔn)線，根據(jù)該基準(zhǔn)線到推力軸承上端面的理論距離確定軸承座的標(biāo)高，然后安裝推力軸承，水平度允許偏差不超過2/10 000。從下梁剛性最強(qiáng)的部位開始擰緊螺栓，將推力軸承固定在下梁上，最后焊接軸承定位擋塊。

2.2.5 中心筒及短軸

中心筒及短軸的結(jié)構(gòu)如圖1 所示，安裝時需清洗下軸的下端面，如存在毛刺，可使用油石進(jìn)行處理。起吊中心筒至推力軸承上方，使其保持垂直，利用千斤頂做臨時支撐，調(diào)整千斤頂?shù)纳斐鼍嚯x，使中心筒緩慢下落，直到其進(jìn)入同軸定位板。使用塞尺檢查各個組件之間的間距，中心筒下軸與同軸定位板的間距不得超過0.05 mm[4]。對中心筒和短軸找垂直，設(shè)置臨時支撐，割掉起吊板，安裝連接件。

圖1 中心筒及短軸結(jié)構(gòu)

2.2.6 上梁、上部小梁、上部煙風(fēng)道

根據(jù)設(shè)計圖紙在地面上對上部小梁組件進(jìn)行組裝，檢查連接板法蘭及其頂面的平整度，確認(rèn)達(dá)標(biāo)后進(jìn)行密封焊處理。通過起吊板將組裝完成的上梁和上部小梁組件吊裝至主殼體板的立柱頂端，上梁中心的開孔位置應(yīng)該與上軸的中心重合，同時應(yīng)滿足法蘭連接螺栓孔的對接工作，然后安裝導(dǎo)向軸。使用螺栓連接上部煙風(fēng)道、上梁、上部小梁以及對應(yīng)的殼體板，將內(nèi)部支撐管安裝到位。同樣，以密封焊的方式處理外露的螺栓頭、拼接縫。

2.2.7 導(dǎo)向軸承

拆卸導(dǎo)向軸承的各個組件，利用清水進(jìn)行清洗，使用油石去除毛刺。將密封膠或者鉛粉涂抹在導(dǎo)向軸承的螺紋上，以免螺紋出現(xiàn)“咬死”的現(xiàn)象。找正中心密封筒，使其與中心筒的同軸度偏差小于Φ1.5 mm，然后施焊。將密封筒、導(dǎo)向軸承、密封圈以及密封壓板組成統(tǒng)一的組件，使其在上軸和上梁就位，完成固定。

2.2.8 模數(shù)倉格

檢查所有殼體、上下梁、上下小梁、上下煙風(fēng)道是否安裝、焊接完畢。在推力軸承和導(dǎo)向軸承內(nèi)注入潤滑油，確認(rèn)中心筒和短軸的垂直度。在以上前提下，根據(jù)模數(shù)倉格的安裝位置，拆卸部分組件，如密封筒蓋板、副殼體中心板等。接著吊裝、就位及固定模數(shù)倉格。模數(shù)倉格使用螺栓和墊片進(jìn)行連接，將4個相鄰的模數(shù)倉格固定成整體[5]。安裝完成后復(fù)測部分關(guān)鍵參數(shù)，包括中心筒及短軸的垂直度、導(dǎo)向軸承外殼法蘭與導(dǎo)向軸承座法蘭的距離，不得超過規(guī)定偏差。例如，前者要求偏差在0.2 mm/m 之內(nèi)。

2.2.9 電驅(qū)動裝置

根據(jù)施工圖紙的設(shè)計要求安裝電驅(qū)動裝置，安裝時應(yīng)確保接長軸與減速機(jī)的輸出軸保持同軸，偏差不得超過Φ0.5 mm。嚴(yán)格控制電驅(qū)動裝置的水平度及標(biāo)高，必要時設(shè)置墊片，確保其穩(wěn)定運行。

2.2.10 轉(zhuǎn)子

安裝固定型鋼附件，包括T 形鋼、L 形鋼等，對法蘭面進(jìn)行必要的加工處理，其平整度為0.5 mm。檢測轉(zhuǎn)子角鋼圈的平面度，要求該指標(biāo)不超過4 mm，控制轉(zhuǎn)子角鋼圈上平面距離中心筒頂板的距離。對轉(zhuǎn)子設(shè)置接地線，然后進(jìn)行焊接操作。

2.2.11 密封件

密封部件直接影響著空氣預(yù)熱器的整體密封性，是防止其漏風(fēng)的主要施工內(nèi)容。當(dāng)轉(zhuǎn)子法蘭安裝完成后，即可開展徑向密封片安裝作業(yè)。安裝順序為熱端及冷端中心筒密封圈、密封片。密封效果主要取決于安裝精度，以密封圈安裝為例，其安裝精度的檢查項目見表2。

表2 某型三分倉回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器密封圈安裝質(zhì)量檢查內(nèi)容

2.3 質(zhì)量驗收及評定

2.3.1 設(shè)計質(zhì)量檢查表

各組件安裝技術(shù)要點主要針對執(zhí)行層面，根據(jù)PDCA 循環(huán)質(zhì)量管理方法，在每個步驟、每道工序結(jié)束之后，還應(yīng)組織全面的質(zhì)量驗收及評定，在上一道工序達(dá)標(biāo)后方可實施下一道工序。針對三分倉回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的特點，對其基礎(chǔ)、軸承、電驅(qū)動裝置、定子、密封部件、模數(shù)倉格等設(shè)計質(zhì)量檢查表，組織開展質(zhì)量檢查活動。例如，在基礎(chǔ)劃線作業(yè)中可按照表3 進(jìn)行質(zhì)量檢驗和評定。

表3 基礎(chǔ)劃線質(zhì)量檢查表

2.3.2 落實整改質(zhì)量問題

待質(zhì)量檢查完成后，匯總檢查結(jié)果，確定質(zhì)量缺陷，組織開展空氣預(yù)熱器試運行，重點觀察其是否存在電流波動、漏風(fēng)率過高、自動調(diào)整裝置不能發(fā)揮作用等問題。然后組織技術(shù)人員一一處理相關(guān)問題，實現(xiàn)PDCA 閉環(huán)。

3 結(jié)束語

在火電廠鍋爐空氣預(yù)熱器的安裝控制中，施工單位應(yīng)制定完善的質(zhì)量控制策略，主要包括科學(xué)劃分安裝工序、制定質(zhì)量檢查標(biāo)準(zhǔn)，每完成一個工序，同步組織開展質(zhì)檢工作，只有工序檢查合格，方可開展后續(xù)作業(yè)。PDCA 循環(huán)法在質(zhì)量管理中具有較高的實用價值，可用于開展空氣預(yù)熱器安裝質(zhì)量管控。