浅谈流化床锅炉旋风分离器拆除工艺

上海电力安装第二工程有限公司 孙琳玲 顾红凯 王国兴

此次改造的锅炉于2008年3月投产，以掺烧石油焦和煤为主。至2021年8月此台机组发电量为83.64亿千瓦时，供热量5686万吉焦。经过13年的连续运行，锅炉存在落煤管堵塞、空预器漏风率高、底渣系统可靠性差等一系列问题。随着近年来煤炭消费总量的大幅下降，此锅炉需通过技术改造实现国家规定的煤耗指标。同时由于机组的可靠性逐年下降，使得热电部对石化的供热、供电保障压力也逐年增加。如在日常运行中机组发生非停，石化工艺生产线会产生巨大的、无法估算的损失，故此次对流化床锅炉进行改造。按业主方要求在拆除原带有浇筑料的旋风分离器后，采用水冷分离器以达到提升效能、清洁生产的目的。

旋风分离器分为上下两部分，上部分为垂直段、下部分为锥体段，是一种通过涡旋分离，在不使用过滤器的情况下从空气、气体或液体流中去除微粒的设备。在旋风分离器的圆柱形或圆锥形容器内建立了高速旋转流。空气以螺旋形式流动，从旋风分离器的顶部（宽端）开始、在底部（窄端）终止，然后以直流的形式通过旋风分离器的中心离开旋风分离器并从顶部流出。旋转流中较大、较密的颗粒具有很大的惯性，无法遵循旋转流的紧密曲线，因此撞击外壁，然后掉到旋风分离器的底部，可以将其除去。在下半部锥形系统中，随着旋转流向旋风分离器的狭窄端移动，旋转流的旋转半径减小，从而分离出越来越小的颗粒。

1 拆除前准备

1.1 工艺流程

此次旋风分离器拆除的主要难点就在于工期紧、工程量大、拆除施工空间有限、浇注料与分离器罩壳锚固件的接触牢固且拆除困难。常规施工方法为在旋风分离器的外侧和内侧均搭设满堂脚手架进行人工拆除作业，但采用满堂搭设脚手架工序复杂且耗时久，在拆除过程中脚手架容易出现因浇注料松动而塌落的风险，也容易出现由于脚手架搭设时与浇注料发生接触、而方不便浇注料与罩壳拆除的情况。为解决上述拆除难点，故决定采用在旋风分离器内侧搭设悬吊组合平台的方法进行拆除作业，这种拆除方式可灵活变换临时升降平台的高度以满足现场复杂的施工要求。

具体拆除吊装工艺流程为：临时吊抛中心筒-旋风分离器顶部罩壳切割-清理旋风分离器顶部浇注料-搭设悬吊平台-清理旋风分离器垂直段浇注料-旋风分离器垂直段罩壳切割-椎体段搭设脚手架-清理旋风分离器锥体段浇注料-旋风分离器椎体段罩壳切割-拆除分割线处外壳板-拆除中心筒-完成。

1.2 锅炉临时平台的搭设

此临时平台搭设的目的，是便于将已拆除的旋风分离器（片状）运至锅炉外，通过吊车吊至锅炉零米。此临时平台搭设在锅炉扩建端21米层，H-J排内（图1）。

在锅炉扩建端21米层H-J排内，借用底灰库、石灰粉筒仓原有的钢结构8m层位置向锅炉副钢架位置敷设临时拖道平台。因石灰粉筒仓原有钢结构比底灰库原有钢结构高出2m，因此需在此处安装一个2m的H300型钢及斜撑；脚手架从0m搭设至11m，即底灰库、石灰粉筒仓原有钢结构位置；在12m层临时平台上布置一根生命绳，同时从12m层至21m层的临时平台布置一个爬梯并配备防坠器，用于人员上下。

21m层临时平台两侧向锅炉布置脚手架通道；21m层锅炉副钢架布置一根生命绳；21m层临时通道满铺20mm厚钢板；21m层旋风分离器位置满铺脚手板；焊接要求临时平台中的H型钢、工字钢须满焊；临时平台上的缆风绳用于装拆临时平台；爬梯用于装拆临时平台时人员的上下，安装临时平台后拆除爬梯，拆除临时平台后再重新安装爬梯；该临时平台能够承重约28吨。

1.3 悬吊组合平台的搭设

组合平台为8边形结构，采用#12槽钢焊接制作（直径3米），中间固定不动部分使用脚手板满铺，外侧外伸可调节部分也使用脚手板满铺，侧向距离根据锥体角度的变化进行左右调节（图3）。悬吊组合平台重量约1.5吨，加上施工人员及工具重量，使用时总计重量约4吨。

利用中心筒内5吨的卷扬机及4组滑轮组的配合，4组滑轮组分别接钩1个2~3吨链条葫芦悬吊该组合平台，组合架处钢丝绳利用钢丝绳夹固定，可使用链条葫芦调节组合架的上下高度。调节悬吊组合平台的升降高度，当悬吊平台与烟道人孔门高度齐平时，人员便可通过人孔门进出施工作业。

5吨卷扬机及4组滑轮组接钩4个2~3吨链条葫芦，可承载约20吨的重物；该组合平台重量1.5吨，平台上施工人员10人约2吨、施工材料0.5吨，总重量约4吨，因此满足吊装要求。为确保施工中悬吊组合平台不超载及人员高空作业时的安全，施工人员必须严格执行以下要求：

平台上的施工人员不得超过10人；平台上的施工人员出入、施工作业时必须带好安全带及防坠器，安全带挂在防坠器上，另外再架设一根防坠器用来固定钢丝绳作为双重保险；平台内不得堆放超过0.5吨材料，销钉及浇注材料进入平台后需立即进行施工；分离器的进口烟道因悬吊平台作业时的下降即会成为临边，因此需拉设生命绳并悬挂警示标牌；在分离器进口烟道的人孔门前，需安排监护人员对进出人孔门的施工人员进行受限空间作业登记并监护，无关人员不得进入烟道内部。

1.4 旋风分离器拆除的准备

在锅炉0米层划分区域、搭设围栏，应有专人负责，禁止非相关人员进入施工现场，施工人员应经过安全教育考试合格，并体检合格后方可上岗；在拆除作业施工前，必须有相对应的工作票，必须关停与拆除设备相关的电、气、水及其他危害设施后方可进行拆除工作；拆除前，需检测炉膛、风道等有限空间内气体，对人体有害的气体含量低于国家标准方可进行拆除工作；布置卷扬机：在已搭设的21米锅炉平台处，布置5吨卷扬机、2吨卷扬机各4台，用于拆除旋风分离器；9米平台一次风箱处布置2吨卷扬机2台（从21米处挪移过来）；空预器下布置2吨卷扬机1台（从21米处挪移过来）。

旋风分离器及返料腿脚手架的搭设：15m至44m借助锅炉原有每层平台，围绕旋风分离器及返料腿搭设脚手架；隔离平台的搭设：44.6m锅炉刚性梁处搭设临时隔离平台，用于倒料（脚手管、新增钢梁等）；21m锅炉刚性梁处搭设临时隔离平台，用于倒料（脚手管等）；34.2m至42m炉膛出口烟道内，用脚手架网格搭设立面硬隔离，防止在拆除过程中废料落入炉膛内。

临时拖道布置：在21.6m层旋风分离器位置各铺设【20工字钢、16mm厚钢板，做成9×1.8m的3块临时拖道，用2吨、5吨卷扬机将切割的分段、分片、分块部分吊运至扩建端21米层临时平台；保温外装板及保温棉的拆除：49m新增刚梁最大单件重5吨，因此采用100吨汽车吊将新增钢梁吊至44m平台，100吨汽车吊站位于底灰库、石灰粉筒仓外道路上，跨距约10米，起吊高度约49米（含吊钩及索具）、主臂升至51米，吊篮在实际使用前要做载重实验，实际使用时不得超过实验重量。

主要工器具配置：100吨汽车吊（起吊钢梁、中心筒）1台、50吨汽车吊（起吊罩壳）1台、25吨汽车吊（起吊脚手架、板）1台、5吨卷扬机（吊放中心筒）4台、2吨卷扬机（吊放罩壳）7台、切割工具（切割旋风筒罩壳）16套、1吨手拉葫芦（吊放罩壳）10个、2吨手拉葫芦（临抛罩壳）10个、3吨手拉葫芦（临抛罩壳）10个、5吨手拉葫芦（临抛中心筒、固定吊篮）10个、撬棒（清理浇注料）12件、钢丝绳（制作生命绳）12件、10吨叉车（清理浇注料）1台、吊篮1个。

2 拆除工艺方法

根据图纸及现场情况，首先在53.6m刚性梁加固、开孔生根及吊点，安装4个5吨链条葫芦用以临抛中心筒，防止拆除旋风分离器外壳过程中中心筒掉落；脚手架拆除原返料腿底部的临时出灰管，在该位置安装15米长的φ800临时管子至0米，用于拆除后的浇注料及旋风筒上部外壳切块直接滑落至锅炉0米；用碳弧气刨法割除分离器外壳的顶板；分离器外壳顶板切割成小于500×500mm的小块后，和浇注料一起通过之前搭设的φ800临时管道输送至0米并及时清理防止堆积过多。

旋风分离器分为上下两部分，上半部分为垂直段、下半部分为椎体段，垂直段的筒体重量由中心筒上方的出口烟道悬吊和32m层的钢梁托举，旋风筒下半部分椎体段的主要重量由32m层钢梁悬吊支撑，在旋风分离器内部搭设悬吊平台以辅助清理浇注料和切割罩壳。在44.8m膨胀节至32m临时分割线处，由上向下方式用碳弧气刨或气割方式割除分离器外壳的侧板，每块侧板按长3~4m、高1m，约3~4m2左右割除，割除后利用卷扬机直接吊运至临时拖道。

割除时需注意，割除分离器外壳的侧板时，需先将外壳内的浇注料敲落，让其落入φ800临时管子至0米后，再用气割方式割除外壳。若无法将浇注料敲落，需用碳弧气刨方式割除外壳；割除时先在需割除的小块铁板上开孔用于挂钩，防止小块直接摔落；割除至临时分割线处时，需保留分割线处外壳板，因为该出外壳板是与刚性梁连接，在割除32m至21m斜坡道分离器外壳时起到支撑作用。

44m至32m分离器外壳拆除后，在32m至21m分离器斜坡道内，沿外壳侧板搭设脚手架后，敲落侧板内浇注料至0米；32m至21m斜坡道分离器外壳，需由下向上方式，用碳弧气刨或气割方式割除分离器外壳的侧板，每块侧板按长3~4m、高1m，约3-4m2左右割除，割除后利用卷扬机直接吊运至临时拖道；拆除分割线处外壳板；分离器外壳及返料腿拆除后，用卷扬机将中心筒吊至0米。

3 结语

此次旋风分离器拆除的主要难点就在于工期紧、工程量大、拆除施工空间有限、浇注料与分离器罩壳锚固件的接触牢固且拆除困难。通过在旋风分离器内侧搭设悬吊组合平台的拆除方式，减少了满堂脚手架搭设的工作量、节省了时间；减少了受限空间内搭设脚手架引起的安全隐患；因后续水冷分离器安装作业仍需搭设满堂脚手架，用悬吊平台可避免一次搭拆脚手架的工作量，达到降本增效的目的。

悬吊平台不与浇注料发生接触而方便浇注料与罩壳的拆除，避免了满堂脚手架对浇注料拆除作业带来困难；避免了脚手架因浇注料的松动脱离而发生塌落风险；利用悬吊平台可减少困难、优化进度，如运料无需从脚手架上传递，可直接升降悬吊平台的高度、可自由调节，不会碰触筒壁和模板。