余热锅炉施工安装技术浅议

张荣彬

（中化二建集团有限公司，山西 太原 030021）

余热锅炉施工安装技术浅议

张荣彬

（中化二建集团有限公司，山西 太原 030021）

本项目主要处理园区内各企业产生的危险废物，经焚烧、稳定固化等程序，最后安全排空或填埋，焚烧过程中产生的热量利用余热锅炉转化为蒸汽供厂区使用。其中余热锅炉起到了重要的转化作用，也是安装工作的重点。文章从施工准备、问题和难点、安装过程的技术控制等，阐述了该余热锅炉的施工过程。

余热锅炉；水冷壁；集箱；安装

节能减排是社会可持续发展的重要因素，对保护能源和人类生存环境起到积极的作用。目前提倡发展余热利用和节能减排，本项目为支柱产业和循环经济终端的联合、资源的循环利用以及社会可持续发展提供平台，最终目的是实现可持续发展的生态环境，并改善当地的投资环境。余热锅炉又称废热锅炉，在实现节能减排和资源循环利用过程中起着重要作用，以下对余热锅炉的施工安装过程进行详细分析。

1 施工准备

项目位于内蒙古杭锦旗伊泰工业园，锅炉为承压蒸汽锅炉，额定蒸发量为5.3t/h,本体容积为18m3，额定蒸汽温度为230℃，额定压力为1.2MPa，主要部件为锅筒、水冷壁、集箱、省煤器等，安装前应具备以下条件。

（1）施工所需规范、图纸、随机文件、图纸会审记录及验收表格等资料齐全。

（2）锅炉部件已到货，对照图纸和装箱清单经检验合格，办理交接手续。

（3）施工人员经技术安全交底，熟悉施工方案、施工图、焊接工艺等要求，并持证上岗。

（4）施工机具性能完好，计量器具在有效检定期内，材料准备就绪，能满足连续施工要求。

（5）与安装交叉的土建施工基本结束，为锅炉安装创造作业环境。

（6）钢结构框架安装进度满足要求。

（7）已到当地质量技术监督部门办理告知手续。

2 问题和难点

考虑该余热锅炉的特点，同时分析、比较以往的类似工程，发现施工中的重点与难点主要存在在以下几个方面。

（1）锅炉部件较大较多，预制安装工作量大。

（2）制造与安装之间存在一定的偏差，很多地方需要修整。

（3）部件间距和精度要求高，而安装空间狭小，给施工造成不便。

（4）随机配带的管道形状特殊，与设备之间的接口多。

（5）锅炉属特种设备，而且对密封度有较高要求，各部件之间的焊接和砌筑工作质量要求高。

3 施工过程论述

3.1 施工工艺

余热锅炉是一个相对独立的系统，主体部分为组合式的膜片式水冷壁，也相当于其他锅炉的炉体，锅炉施工工艺流程如下。

3.2 现场预制

锅炉为厂家散件到货，现场组装。易损、易丢失的零部件标记入库，室外存放的部件及管道用木方垫好，并进行管口封堵，水冷壁应一字排开方便预制。为减少高空作业，现场预制工作如下。

（1）所有炉门及检查口在水冷壁上定位焊接固定，需要双面焊的部位一次焊接完成。

（2）连接水冷壁上下端的集箱，两侧水冷壁下端通长的集箱在吊装后安装。

（3）集箱排管和水冷壁排管对接时，把水冷壁的膜片切割开50cm左右的长度，以集箱排管位置为基准进行组对焊接。

（4）根据各部件的位置和实际大小，对水冷壁进行开孔和扩孔，包括省煤器接管的开孔。

（5）预制组装烟道进出口和附属管道。

3.3 水冷壁及锅筒吊装

由于钢结构框架内安装空间狭小，吊装前对框架进行检查，对影响吊装的构件进行拆除，确保吊装能一次顺利就位。

（1）锅炉水冷壁共由七块组成，分为前壁、后壁、两侧和中间水冷壁，水冷壁的上下端与集箱相连（图1）。

图1 水冷壁示意图

（2）水冷壁吊装从框架上部进入，按照前壁到后壁的次序逐块吊装。框架上部用型钢作临时支撑，用倒链或吊装带把水冷壁临时固定。锅筒位于框架顶部，水冷壁吊装完成后直接把锅筒吊装就位。

3.4 锅筒安装

（1）锅筒内部有给水、蒸汽分离、连续排污及加药装置等，由两支座支在顶板梁上。

（2）支座与横梁的接触应平整严密，预留膨胀间隙应足够，方向正确，校正好支座位置和锅筒标高后，将支座与板梁焊牢。

（3）检查锅筒两端的水平中心线、垂直中心线是否准确，与管排的中心线位置是否与图纸相符，发现问题及时调整。

（4）锅筒安装标高应以钢架1m标高点为准。

（5）操作平台、端部定位器以及钢构彩钢房等最后安装（图2）。

图2 锅筒安装图

3.5 水冷壁安装

水冷壁的安装是整个安装过程的重点和难点，技术要求高，耗时长，水冷壁安装完成后整个余热锅炉的外形就定型了。

3.5.1 下端集箱安装

①调整两侧水冷壁高度，特别是顶端，使其处于同一水平面上。

②点焊固定两侧水冷壁，并在水冷壁底部搭设脚手架作业平台。

③切割集箱膜片至集箱根部，以便调整对口间隙。调整集箱倾斜角度，以水冷壁排管为基准，把集箱与水冷壁进行组对点焊（图3）。

图3 水冷壁下端集箱安装

④管口组对应先固定最外侧的两根边管，中间管口采用分段固定，防止单方向组对造成累计偏差。

⑤管口组对必须保证错边量和焊缝间隙满足规范要求，最后对管口和膜片进行双面满焊。

3.5.2 定位及固定

水冷壁的定位固定是一个调整间隙、保证精度，以满足图纸要求的过程，需要有经验的施工人员细心操作。

①用倒链把七片水冷壁合拢后，再次检查水冷壁上端和下端的水平度。

②当水冷壁之间间距较小时加定位销，首先要保证定位销的水平度和直角度，每处定位销上下成对设置，定位销一端固定，另一端为活动端（图4）。

③用倒链继续拉近距离，平整度不足时用气焊修平，然后分段点焊固定，用此方法直至整体固定。

④整体升降调整水冷壁的标高和中心位置以及与框架的间距，以满足图纸要求。

⑤支座为活动支座，支撑在水冷壁靠上位置的框架上。由于支座为散件，安装需要提前预制。

⑥刚性梁起到加固水冷壁的作用，部分出厂时已安装，剩余部分现场安装，最后连接每一圈的刚性梁并点焊固定。

3.5.3 水冷壁焊接

①先焊接水冷壁四角和两侧的纵向焊缝，共6条。由于焊缝较长，焊接时先焊中间部分，再从底向中间焊接，最后由中间向顶部焊接。

②水冷壁之间的焊缝均双面焊接，内部焊接时制作临时爬梯，两个爬梯之间挂作业平台，作业时系挂好安全带。

③底端四角和顶端进口两个角均有一段焊缝有倾斜度。应把厂家提供的塞块点焊在膜片上（图5），再双面施焊，注意塞块四周必须满焊。

④水冷壁四周中部均有一个对接管口，内外焊接时利用厂家预留的开口，焊接完成后用封板进行封堵。

⑤由于工厂制造和现场安装之间存在一定的偏差，顶部集箱之间的接口间隙应进行修整。间隙过大时用气焊从根部割掉，然后重新组对焊接。

⑥最后检查是否有漏焊的地方，包括集箱的管帽、刚性梁限位等，焊接完成后拆除炉体上的临时设施。

图4 水冷壁定位固定

图5水冷壁焊接

3.6 省煤器安装

省煤器位于水冷壁的出口上端，由省煤器盘管、外保护箱体和省煤器集箱三部分组成。

（1）省煤器盘管在水冷壁吊装后即可安装，把盘管逐根插入水冷壁预制孔内并点焊固定（图6）。

（2）水冷壁定位固定后，调整各省煤器盘管的间距和水平度，盘管两侧用定位板固定。

（3）安装省煤器集箱，管口应逐个调整焊接。

（4）安装外侧保护箱体，箱体作用为保护并支撑省煤器，减少水冷壁的受力。

（5）对箱体与水冷壁、箱体与盘管和箱体表面进行封堵满焊。

图6 省煤器安装

图7 锅炉安装现场

3.7 锅炉相关设备安装

3.7.1 烟道口安装

烟道口位于水冷壁的顶端，在水冷壁安装的同时，可在地面先组装。先在集箱上焊接由厂家提供的扁钢密封条，然后烟道口从钢结构侧面进入与集箱对接。

3.7.2 振打、除灰和分汽缸安装

设备位于钢结构框架上，并与水冷壁直接相连，水冷壁定位固定后即可安装。振打装置共5台，分布在后壁和两侧水冷壁上，其支座为组合件，另外预留安装5台振打装置的支座。

3.7.3 外部设备安装

在钢结构框架外的地面上，有三台小型设备通过管道与炉体相连，为卧式分汽缸、卧式排污换热器和立式排污扩容器。该设备的安装可单独进行，设备二次灌浆完成且水冷壁已固定时，可进行管道连接。

3.7.4 排渣装置安装

排渣装置位于水冷壁的下口，在炉体砌筑完成后安装。利用排渣装置自身的吊耳，用倒链逐步提升完成与水冷壁的对接。

3.8 管道及仪表安装

（1）管道安装围绕水冷壁进行，与之有关的设备部件有锅筒、集箱、分汽缸等。管道安装安排在水冷壁定位固定后进行，每台设备固定后就可以安排对应管道的连接。

（2）与其他锅炉管道采用胀接不同，该余热锅炉全部采用对接方式。为保证安装偏差和焊缝间距满足规范要求，组对时采用卡具定位。如果制造厂提供的管道长度不符合现场要求，应裁短或者补长。

（3）支吊架应焊接牢固，不影响管系的膨胀，并考虑管道坡度。管道附件应随管道同时安装，如水位计、取样器、各类阀门等。

（4）水冷壁固定后在炉体上开孔安装仪表测量口，工程后期敷设电气管线，安装操作箱、灯具和测量元件等，为锅炉试验提供条件。

3.9 锅炉砌筑

该余热锅炉在以下几个部位砌筑：炉门及检查口、顶部烟道口和底端集箱。浇筑料采用高强碳化硅耐火浇注料和高铝轻质浇注料。

（1）炉门及检查口浇筑时，先在炉门内支护模板，炉门顶部开孔，然后浇注灌浆料。浇筑至开孔处时塞入防火岩棉，防止热胀冷缩造成密封不严，最后把开孔封上。

（2）顶部烟道口浇筑时，利用直爬梯和省煤器搭设作业平台，在烟道口内壁焊接锚固钉和仪表测量口。用密集的小木方预制模板，组成天圆地方模型后进行浇筑。

（3）底端四周和中间底端的集箱浇筑时，用圆钢焊接成纵横方向的支架，支护模板后进行浇筑。

4 安装记录及质检

施工过程中应做好安装记录及质量检验工作，发现问题及时处理，包括锅炉本体及辅助设备的位置偏差、焊接质量等，重点监测锅筒和水冷壁的安装质量。经过技术人员和现场施工人员的精心组织以及合理施工，余热锅炉按照设想完成了组装，各项指标达到了规范及相关技术要求（见图7）。

5 结论

在安装过程中应尽量增加地面的组对焊接，水冷壁安装是一个重要节点，也决定了锅炉安装的整体质量。围绕该节点，各部件的安装存在交叉作业，特别是部件及管道的预制，可以同时进行，以提高工作效率。通过对余热锅炉整个安装过程进行分析与总结，使我们深入理解了该设备的施工技术。在倡导节能减排和资源循环利用的前提下，余热锅炉的应用将进一步增强。

[1]GB50273-2009，锅炉安装工程施工及验收规范[S].

[2]DL/T5047-95，电力建设施工及验收技术规范 锅炉机组篇[S].

[3]QB-CNCEC J21703-2006，余热锅炉安装工程施工工艺标准[S].

[4]科领环保危废处理中心项目余热锅炉安装图纸.

TK226

A

1671-0711（2017）12（上）-0139-04