循环流化床锅炉的施工要点

2012-04-13杨峰斌

石油化工建设 2012年5期

关键词：集箱过热器水冷壁

杨峰斌

陕西化建工程有限责任公司陕西咸阳 712100

循环流化床锅炉的施工要点

杨峰斌

陕西化建工程有限责任公司陕西咸阳 712100

循环流化床锅炉是一种高效、节能、环保型锅炉，但因磨损大、使用周期短原因在推广使用中备受争议。用工程实例证明对锅炉结构进行认真研究，抓住施工要点，保证施工质量可有效降低锅炉磨损，延长使用寿命，对循环流化床锅炉新技术的推广有一定借鉴意义。

锅炉施工要点防磨措施

循环流化床锅炉燃烧效率高（可达99%，高于煤粉炉），燃烧适应性广（适用各种固体燃料），环保技术水平高（脱硫率90%以上、氧化氮物排放低、排渣可综合利用），燃烧强度高、炉膛截面积小，负荷调节范围大、调节速度快，投资费用省（比配置脱硫装置的煤粉炉低20%）。从环保节能角度分析，循环流化床锅炉具有强大的生命力，目前国家正在推广使用。

循环流化床锅炉最大的缺点是：结构复杂，旋风分离器尺寸大；锅炉受热面受冲刷严重，锅炉部件磨损大。鉴于此特点，为保证锅炉长周期运行，施工要求非常严格。2006年我公司有幸安装了陕西兴化集团160t/h循环流化床锅炉，施工要点总结如下。

1 施工组织

1.1 施工程序

施工程序可分为以下五个阶段：

（1）第一阶段：施工准备阶段

技术准备：熟悉图纸，编制施工方案、作业指导书，编制工、机、料计划，进行焊接工艺评定；

人力资源准备：组织各专业施工人员并进行岗前培训和安全、技术交底；

物资准备：准备好施工所需的工机具、辅助用料、手段用料，对已进场的锅炉设备及部件逐一清点、检查、验收，办理锅炉安装告知手续，办理开工报告。

（2）第二阶段：钢架组对安装及受热面组对阶段

将钢架在地面组对成便于吊装的大片；钢架吊装就位，安装联系梁及支撑，使之成为一体。钢架安装要预留出受热面设备吊装作业空间。

根据吊装和安装方案将受热面在地面组对成片，组对的主要对象是水冷壁、气冷分离器、过热器、省煤器。

（3）第三阶段：锅炉受热面安装阶段

受热面的安装可在三个作业面自上而下，由里到外同时进行。

炉膛作业面：锅筒安装→水冷壁安装→水冷风室安装→点火装置安装；

分离器作业面：分离器烟道安装→分离器吊装→分离器中心筒吊装→返料装置安装；

竖井作业面：过热器安装—省煤器安装—空气预热器安装。（4）第四阶段：管道安装阶段

烟风管道系统安装→本体管道安装→完善锅炉钢架及平台扶梯→受热面密封焊接

（5）第五阶段：锅炉本体水压实验。

1.2 主要施工方案

钢架组对、安装；锅筒安装；水冷壁组对、安装；汽冷分离器组对、安装；过热器组对、安装；省煤器组对、安装；空气预热器安装；锅炉施工防磨措施。

2 施工方案要点

2.1 钢架组对、安装方案

因循环流化床锅炉结构复杂，为保证锅炉部件安装组合尺寸，钢架的组合和安装尺寸显得尤为重要，钢架的安装精度越高，锅炉部件的安装组合越顺利。

2.1.1 钢架的组对

钢架的组对有三点很重要，一是组装前要准备好组装平台，平台的水平度要认真复核，确保组装有一个正确的基准；二是组装前要逐根复查立柱、钢梁、支撑部件的尺寸并检查外观质量，发现缺陷及时调校和处理，并做好记录，从源头上保证安装尺寸；三是组对时间要放在早上或晚上，这样可以避免热膨胀不均匀造成的尺寸偏差，组对好后进行点固焊，并对焊接和吊装过程中易变形处进行加固，加固好后即可进行施焊。根据施工场地和吊车吊装性能钢架和顶板梁组对可分成若干大片。

2.1.2 钢架的安装

钢架吊装可采用单机起吊或双机抬吊，钢柱就位后用缆风绳固定，吊车即可松勾。每层钢架安装，都应对立柱的垂直度和各间距尺寸进行找正，垂直度可按立柱上事先做好的标记线，沿纵横中心线成90°测量，用缆风绳进行调整；单个横梁安装时，横梁就位于托架上，按照图纸保证柱与梁间的开档尺寸要求，同时要留出焊接收缩量2～4mm，不得多焊或漏焊。联系横梁安装后，钢架形成稳定结构就可以松解缆风绳以免影响其他构件吊装；顶板梁分片吊装就位，安装顶板梁前需将受热面吊挂装置安装在顶板梁上，尽量减少吊装工作量；平台扶梯的安装与钢架吊装同步进行，并保证各层间的扶梯及时汇通。

2.1.3 钢架焊接

钢架焊接主要是处理好防变形措施，在同一构件上采用两人对称焊接顺序，可以减少结构的变形量；对于不对称的焊缝，采用先焊焊缝少的一侧，后焊焊缝多的一侧，使后焊的变形足以抵消先焊一侧的变形，以使总体变形减少；长焊缝焊接时，应采用从中间向两端逐步退焊法，使变形减少到最小。

2.2 锅筒的安装方案

锅筒吊装采用卷扬机4机抬吊法。一般考虑在顶板梁上设置门型吊架，选4台卷扬机配4套滑轮组，由于钢架间距小于锅筒长度，故采用倾斜垂直提升的方法将锅筒吊装就位。吊装前将锅筒吊杆圆弧段捆绑在筒体对应位置处。锅筒就位时，将锅筒吊杆上段与圆弧段之间圆销穿装，利用吊杆上端的螺母调整锅筒标高。

2.3 水冷壁的组对安装

2.3.1 水冷壁的地面组对

准备好合格的组装平台，平台的高度要满足焊工仰焊要求；对分片、分段到货的水冷壁、集箱逐一检查并复核尺寸，发现缺陷要及时报告工程师，确定好处理方案后再进行处理，并做好记录；对水冷壁排管逐个进行吹扫和通球实验，对通球不合格的管子进行处理并做好记录；根据吊装和空中组对的要求，水冷壁可在地面组对成若干大片；组对时要求将与水冷壁相连的集箱、刚性梁以及各种开孔、开口密封件在地面全部组合完，尽量减少空中组焊工作量；组合尺寸非常关键，除长宽尺寸外，水平度及对角线尺寸必须控制在误差范围以内。为保证组合尺寸，管排焊接时焊口间隙小的先焊，间隙大的后焊，由中间向两边分散跳焊封口；焊口、刚性梁支撑板及密封件焊接完毕，割掉管排上的临时吊耳，并用磨光机打磨平滑、干净。特别提示：割除临时吊耳必须是熟练气焊工切割，以免伤到受热面管子；组对完毕，将管排在空中对口处的密封面板割开50～100mm，便于空中对口。

2.3.2 水冷壁安装

水冷壁吊装通常采用卷扬机双机抬吊法。一般考虑在炉膛正上方顶板梁四角设置4个门型吊架，选用4台卷扬机采用垂直提升的办法就可将所有水冷壁全部吊装就位。

水冷壁的安装顺序：顶棚管→右上侧水冷壁→前上水冷壁→后上水冷壁→前中侧水冷壁→后中侧水冷壁→右下侧水冷壁→左上侧水冷壁→前下侧水冷壁→后下侧水冷壁→屏式过热器→水冷风室→左下侧水冷壁。

水冷壁的找平找正：根据划分好的炉膛中心线，核对集箱到钢架立柱的距离是否与图纸尺寸相符，以上部后集箱为基准找正，通过调节吊杆上部的螺母来调整集箱的标高。将各集箱端部按图纸要求进行拼缝焊接，再将四侧转角处用槽钢连接在一起，使整个上部水冷壁集箱成为一个整体，并与钢结构刚性连接；水冷壁合拢、拼缝在水冷壁上集箱找正、加固结束后才能进行，四角合拢拼缝时一定要保证炉膛空间尺寸，分上、中、下多处检查炉膛纵宽尺寸，在施工过程中，可先将炉膛外侧拼缝进行点焊，等所有构件安装结束后，再进行缝隙的密封焊接。

2.3.3 水冷壁焊接

采用全氩弧焊焊接。

2.4 汽冷分离器的组对安装

2.4.1 安装顺序

设备清点、检查—出口烟道组合吊装→分离器组合吊装中心筒组合安装→进口烟道、返料装置组合安装→非金属膨胀节安装。

2.4.2 设备清点检查

仔细检查分离器各部件规格尺寸、数量及材质是否符合设计要求；因制造误差、运输、存放变形的零部件在校正后再组装焊接，设备缺陷的处理要做好记录。

2.4.3 出口烟道组合安装

汽冷分离器出口烟道的入口处与中心筒连接，出口处与前包墙烟气窗口相连，本体是护板结构。出口烟道组合件位于分离器的上方，必须在分离器前安装；出口烟道有独立的悬挂装置，吊在顶板梁上，安装时控制好标高；烟道的组合要严格控制接口尺寸；烟道利用卷扬机将其吊装就位。

2.4.4 分离器筒体组合安装

（1）分离器筒体分片到货，现场组装，分离器上下集箱须在地面与分离器组装在一起。

（2）为便于吊装，分离器组装时，在分离器内部制作三套米字架胎具进行支撑，分离器外部利用制造厂运输支撑圈加固。

（3）分离器组合严格按图纸的尺寸、角度施工，组合椭圆度误差不得大于10mm。

（4）由于旋风分离器的部件尺寸较大，施工作业时一定要注意先后顺序，临时捆绑的部件要牢固、可靠，临时脚手架的搭设要合理安排，做到与施工顺序同步，以保证组对和焊接的需要。

（5）设备吊装利用滑车组和吊车将设备完全送入框架，待设备完全竖直后吊车松钩，利用滑车组垂直起吊将设备就位。

2.4.5 中心筒组合安装

分离器中心筒是进口烟气冲刷最严重的部位，中心筒为散件到货，安装时要严格按图纸组装，并注意焊接材质；中心筒在分离器筒体和固定支架安装就位完毕后，用卷扬机从分离器中心吊装就位。

2.4.6 连接烟道组合安装

连接烟道位于后水冷壁烟气出口与旋风分离器入口之间，整装到货；进口烟道的安装待分离器筒体与水冷壁烟气出口安装找正后，再用卷扬机吊装就位。

2.4.7 返料装置的安装

返料装置位于分离器的下方，一端与分离器下部集箱相连，另一端与炉膛相接；返料装置待分离器及中心筒安装找正完毕后，再行安装；返料装置风帽有松动风和返料风两种，安装时一定要注意规格尺寸，风帽安装一定要点焊2点以上，以防运行时脱落。

2.4.8 非金属膨胀节的安装

非金属膨胀节在卸车、倒运、吊装过程中，绳子应对称拴在非金属膨胀节上，避免吊运中变形损坏；烟道与非金属膨胀节相连的钢板，必须在烟道与非金属膨胀节安装尺寸调整好之后，才能与出、入口烟道本体焊接；非金属膨胀节安装安装时，要根据位移量进行冷拉或冷压，安装后一定要复查尺寸是否符合设计要求。

2.4.9 分离器焊接

分离器的焊接主要为上、下集箱与分离器筒体焊接（采用全氩焊）；分离器鳍片与吊架焊接（采用手工电弧焊）；中心筒部件焊接（采用手工电弧焊）；返料装置组装焊接（采用手工电弧焊）。

2.5 过热器施工方案

2.5.1 过热器组对

组对前对过热器部件逐一清点、检查，发现缺陷及时处理并做好记录；铺好组对平台，对过热器排管逐一吹扫和通球实验，对集箱进行吹扫和检查，发现问题及时处理；将包墙过热器按右包墙过热器、前包墙过热器、顶棚包墙和后包墙上段组合件、后包墙过热器、左包墙过热器组对成片；高、低温过热器按布置顺列在地面组合在一起，组对时将防磨瓦一起安装；为便于吊装，屏式过热器集箱单独安装，其余部件全部组合为一个整体。

2.5.2 过热器安装

安装顺序：右包墙过热器→前包墙过热器→顶棚包墙和后包墙上段组合件→后包墙过热器→高低温过热器组合件→左包墙过热器。

屏式过热器在左下段水冷壁安装之前将其吊装就位，就位后与上下集组对焊接。

吊装方法：用吊车与卷扬机配合将过热器分片吊装就位，在空中进行组对安装；

过热器焊接：过热器管排焊接采用全氩焊，根据材质选用相应焊丝。

2.6 省煤器施工方案

2.6.1 省煤器的组对

组对前对省煤器各部件逐一清点、检查、编号，发现缺陷及时处理，作好施工记录；搭好组装平台，对蛇形管逐一进行吹扫和通球实验，发现问题及时处理；按组装图将蛇形管在地面整体组合；按组装图将防磨装置牢固正确的固定在蛇形管上；每片组合完再进行一次通球实验；蛇形管在地面组对好后，要与做好的临时固定架绑扎在一起，以便整体运输。

2.6.2 省煤器安装

先将进出口集箱用卷扬机安装就位，找正后用支架牢固固定；再将省煤器吊装就位，将省煤器与集箱找正并焊接。吊装过程中要制作临时支撑，防止管排变形。

2.6.3 焊接

蛇形管焊接采用全氩焊。

2.7 空气预热器施工方案

2.7.1 安装顺序

设备清点、检查、缺陷修理→基础划线与膨胀板安装→第一层管箱安装→座架安装→第二层管箱安装→第三层管箱安装→护板安装→连通箱安装。

2.7.2 安装要点

管箱安装一定要作好标记，注意上下左右方向，不得装反；管箱内管子必须吹扫干净；空气预热器的每层管箱按从中间向两边进行吊装；管箱吊装就位后，用钢板将起吊孔密封焊接，多余部分按图纸要求割除；膨胀板安装在支撑梁上，要保证预热器的管板位于膨胀板的中心线上，并注意膨胀板的上、下板不要焊错；上部胀缩节的安装，应注意焊接方向与介质的流向保持一致，胀缩节对接不得大于0.75mm；座架在第一层管箱安装就位，找正后开始安装，并焊接牢固；护板在管箱、座架安装焊接完毕后，现场组装；连通箱的焊口较多，为减少高空作业，连通箱在地面整体组对，用吊车配合卷扬机一次吊装到位；空气预热器安装结束后，与冷、热风道同时进行风压试验，应无漏泄。

2.8 防磨损施工措施

2.8.1 磨损原因分析

循环流化床锅炉的磨损主要有两种：

（1）冲刷磨损：是指物料的流动方向与受热面平行时造成的磨损。虽然流动方向一致，但管子局部存在凹陷或凸起使流动在附近发生突变，进而对该部位造成快速磨损，直至管子缺陷与附近区域达到平缓过度，磨损才迅速减缓。如水冷壁管连接的焊口、筋片、耐火材料接缝处有凹陷或凸起，不但对连接部位的焊口、筋片会造成磨损，而且将对附近的水冷壁造成冲刷磨损。

（2）冲击磨损：是指物料的流动方向与受热面成一定的角度或垂直时物料冲击、碰撞受热面而造成的磨损，其磨损程度与物料流动方向和速度关系较大。若在施工工艺上未加注意，安装时将某根管子偏离整体平面而凸向炉膛，该根管子将首先被快速磨损。

2.8.2 防磨施工措施

（1）施工时严格按图纸尺寸和规范要求施工，确保偏差最小；

（2）绝对不能有漏装部件，尤其是相关防磨瓦、防磨罩、密封罩；

（3）严格按图施工，处理好不规则管壁的磨损问题，主要是穿墙管、炉墙开孔处的弯管等；

（4）膨胀节的设计间隙非常关键，一定要按设计要求施工，如果间隙过大，物料进入膨胀节内，将加剧磨损，甚至烧坏金属物件，造成锅炉无法运行；

（5）热喷涂是一项有效的防磨措施，施工时千万不能破坏水冷壁及屏式过热器上的喷涂层；

（6）膜式壁的焊缝处也是易磨损的部位之一，磨损首先发生在焊缝上部，直至焊缝磨平才终止，所以向火面的所有焊缝必须磨平。