二次再热塔式锅炉炉内受热面悬浮移动吊装技术研究

段长杰

摘 要：火力发电厂二次再热1000MW超超临界机组配套的新型塔式锅炉在国内快速发展，二次再热塔式锅炉炉内受热面结构复杂、布置紧凑，无法采用常规安装方法解决施工难题，以山东华能莱芜电厂百万千瓦机组工程二次再热塔式锅炉炉内受热面安装为实例，采用悬浮组装整体吊装炉内受热面调温装置技术，解决了炉内高空作业安全风险大、施工周期长的难题。开发了专用轨道梁与电动移动小车组合吊装技术，方便管屏提升和就位，实现了8层管屏的同时安装，加快了受热面安装速度，缩短了安装周期，对同类型锅炉受热面吊装具有一定的借鉴意义。

关键词：二次再热塔式锅炉 锅炉炉内受热面 悬浮式吊装 移动吊装装置

中图分类号：TK223 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2018）01（c）-0018-02

二次再热塔式锅炉炉内受热面结构复杂、布置紧凑，设备重量相比常规锅炉成倍增加，该锅炉不同于“π”型双烟道锅炉，炉内受热面从上至下共水平布置8层管屏，全部通过吊挂管悬吊于锅炉顶板结构上，炉内受热面共计组合768屏，8000余t，整个安装流程繁琐。本文通过研究创新吊装工艺，采用悬浮组合整体吊装炉内受热面调温装置技术，解决了炉内高空作业安全风险大、施工周期长的难题。设计研发单轨双向电动移动提升装置吊装炉内受热面，该装置通过遥控器实现沿轨道的轴向行走，可快速实现炉内受热面吊装就位工作。

1 二次再热塔式锅炉炉内受热面结构简介

莱芜电厂百万机组“上大压小”2×1000MW扩建工程锅炉主机为哈锅厂首次设计制造，炉膛内部受热面按照其结构分为上下两个结构体，上部结构由吊挂装置吊挂的顶棚管屏、悬吊管及炉内调温挡板组成（见图1），上部结构全部悬吊于锅炉顶部悬吊梁上。下部结构则是由蛇形管屏组成，全部与上部结构的悬吊管现场焊接连接，炉膛内布置有中间隔墙，将100～122m炉膛分为前后2个竖井，自上向下依次布置有一级过热器入口管屏、H型鳍片省煤器、低温区再热器。炉膛100m以下为单竖井，自上向下依次布置有二级过热器、低压高温再热器、高压高温再热器、三级过热器、一级过热器出口管屏。管屏全部为卧式布置，均通过一级过热器的悬吊管悬吊，集箱外置，炉膛内受热面管屏通过穿墙短管与炉膛外集箱连接。

2 顶棚与调温挡板组件悬浮吊装技术

2.1 顶棚与调温挡板组件悬浮组合

顶棚与调温挡板的设计结构全部由炉顶的吊挂装置及吊挂光管悬吊于炉顶大板梁上，吊挂光管长度12m，是连接吊挂装置及调温挡板、炉内受热面的受力结构，结构的特殊性决定了不能直接在地面上组合，通过反复研究其结构原理，将顶棚与吊挂装置按照图纸尺寸在地面分为四个部件整体组合，然后使用固定在炉顶大板梁上的4台10t卷扬机变倍率串联吊装，将组件起吊悬浮于炉膛13m处，在使用汽车吊将216根吊挂管穿装至顶棚悬浮件内，最后将组件下部的5件调温挡板通过54件支撑板固定至吊挂管上，完成组合件的悬浮组装。

2.2 顶棚与调温挡板组件吊装

悬浮的顶棚及调温挡板模块全部组合完成后具备吊装提升条件，单个模块组合重量76t。吊装采用4台10t卷扬机，每两台卷扬机6倍率串联作业，通过串联两台卷扬机，使其形成卷扬机组，两套卷扬机组的额定起吊能力120t，4台卷扬机相当于双机抬吊，符合安规要求。检查卷扬机的电源及起吊锁具，检查无问题后同时启动卷扬机，模块提升过程中应严格控制组件的水平度，平面高低差应不大于300mm，起吊过程中如出现偏差应及时进行调整，模块提升到位后与炉顶吊杆进行连接就位，得益于吊挂梁与顶棚在组合时严格按照图纸尺寸立体定位，使得组合后顶棚及调温挡板模块的组合与安装后的整体定位一致，提升到位后施工人员调整吊杆与吊挂梁孔的同心度，通过调整卷扬机起降即可快速完成就位工作。

3 炉内受热面组合及移动吊装技术

3.1 技术路线

采用地面组合、模块化吊装的施工方案，最大限度地增加地面组合焊口数量，减少受热面高空安装焊口数量，提高焊接、安装速度的同时也减少设备吊装次数，降低安全风险；在炉顶无介质包覆管屏（顶棚）下方布置管屏吊装的轨道梁、卷扬机、电动行走小车及吊钩的方式进行管屏吊装，解决吊装机械的吊钩无法穿过顶棚及调温挡板后进行设备吊装的难题；创新设计吊装专用轨道梁、电动行走小车，方便管屏提升和就位，实现8层管屏同时安装，加快受热面安装速度。目前，国内外尚无超超临界二次再热塔式锅炉受热面部件安装技术的研究。如图1所示。

3.2 施工准备及炉内受热面组合

搭设组合架，进行管屏组合，组合前根据图纸认真对管屏进行编号，防止管屏错用，对口焊接前对管屏合金钢部件进行光谱分析；组合过程中认真检查设备缺陷，并及时与监理、业主及厂家确定缺陷处理方案，消除缺陷；设备组合完后，存储场地要平整，防止管屏变形。

3.3 吊具布置

（1）炉顶无介质包覆管屏吊装完成后，在其下方布置两道电动行走小车轨道梁，轨道梁炉前、炉后各布置一道，左、右方向行走，每道轨道梁长度22m，务必保证轨道梁水平度偏差≤10mm，确保轨道梁上的电动行走小车能自由移动。轨道梁通过上、下方的支撑，分别生根到炉顶的过渡梁与轨道梁下方的调温挡板门框上。

（2）4套电动行走小车的布置：每根轨道梁上布置2台行走小车，小车动力及控制电源接好后，进行行走试验，确保移动自如。

（3）卷扬机布置：分别在锅炉左、右两侧主、辅钢架之间，136.5m层布置两台10t卷扬机，每台卷扬机鋼丝绳通过滑轮穿过无介质水冷壁管屏键入炉膛，再穿过电动小车的滑轮及吊钩滑轮，钢丝绳端部最终固定在轨道梁中间的吊耳上。该装置已申请国家发明专利（如图2所示）。

3.4 管屏吊装

（1）提前清理运输通道上的障碍物，保证道路畅通。

（2）从上至下依次进行管屏的吊装，顺序如下：炉膛上部前、后烟道同时进行，4套装置分别从炉左、炉右两侧开始吊装。炉前每套吊装装置吊装4组前烟道一级过热器入口管屏，管屏焊接完成后再吊装4组前烟道省煤器管屏，之后吊装4组低压低温再热器管屏；同步进行炉后管屏吊装，依次为4组后烟道一级过热器入口管屏、4组后烟道省煤器管屏、4组高压低温再热器管屏；之后每2套吊装装置共同吊装炉膛下部受热面，依次为：4组二级过热器管屏、4组低压高温再热器管屏、2组高压高温再热器管屏、1组三级过热器管屏、1组一级过热器出口管屏。按照从左、右两侧向中心、由上至下依次吊装的顺序。管屏运输要与吊装顺序一致，避免在炉膛内部存留大量管屏设备。

3.5 吊装完成后装置拆除

完成吊装后，通过在炉顶无介质包覆管屏上方预留的通道，将吊装装置的轨道梁、电动小车依次移出炉膛内部，恢复好包覆管屏，完成施工。

3.6 炉内受热面吊装技术取得的效果

炉顶调温挡板的悬浮组合整体吊装技术仅用时12d就完成全部安装工作，相比采用常规散件吊装，施工周期缩短19d，节省施工劳力210个工日，相关机械费用降低50%以上。炉内受热面移动吊装技术采用的4套吊装装置作业可同步衔接交替进行，炉内受热面管屏总量768件，每天平均最少吊装30件管屏，仅需26d即可完成所有炉内受热面的吊装工作，相比常规吊装法缩短周期约42d，节省施工劳力320个工日，节省50t履带吊台班约84个。由此可见，二次再热塔式锅炉炉内受热面悬浮移动吊装技术非常值得推广！

4 结语

二次再热塔式锅炉逐渐将成为未来大容量、高参数机组的主力炉型，炉内受热面无论是工作量还是施工周期都是锅炉本体安装的最主要工作之一，通过采用悬浮组合整体吊装技术、电动移动提升装置进行吊装作业，实现了二次再热塔式锅炉调温装置及炉内受热面从人员劳动密集型作业到自动化吊装的过渡，吊装效率大幅提升，过程安全可靠，两项创新技术将复杂的吊装工艺简单化，降低施工人员劳动强度，降低成本投入的同时提高了施工效率，对同类型鍋炉受热面吊装具有一定的借鉴意义！

参考文献

[1] 哈尔滨锅炉厂有限公司.华能莱芜电厂2×100MW机组锅炉设计图纸和资料[Z].

[2] 张方炜，刘原一，谭厚章，等.超临界火力发电机组二次再热技术研究[J].电力勘察设计，2013（2）：34-39.

[3] 朱军.1000MW二次再热超超临界机组技术特点及经济性[J].电力勘探设计，2013（6）：24-29.

[4] 吴德胜.1000MW机组塔式锅炉炉内“三器”专项吊装方案设计[J].华电技术，2014（9）.