燃机余热锅炉受热面模块吊装装置设计对安装工程的影响

上海电气电站工程公司 施涛 陈极有 徐永勇

1 引言

燃气轮机余热锅炉是集高效、清洁、环保于一体的燃气轮机联合循环电厂的关键发电设备，是燃气—蒸汽联合循环电站发电系统的关键主机之一。余热锅炉（HRSG）是一种能量回收热交换设备，可以从热气流（例如燃气轮机或其他废气流）中回收热量。余热锅炉产生的蒸汽可以用于驱动蒸汽轮机（联合循环）。余热锅炉（HRSG）模块由4 个部件组成，包括蒸发器、过热器、再热器和预热器。通常余热锅炉厂家会将不同的组件放在一起形成模块化以满足单元的操作要求。

模块吊装是余热锅炉安装的核心工作。本文比较两台来自不同厂家（H锅和S锅）的同等级F级燃气轮机余热锅炉中的受热面模块所配置的吊装装置的不同设计，基于此设计特点编订的吊装方案，对比得出两种吊装模块设计所带来的工期和成本的影响。

2 工程概况

项目A 采用的是H 锅炉厂生产的余热锅炉，室外露天布置。锅炉为H锅生产的卧式、三压、再热、无补燃、正压运行、9F燃机余热锅炉等。余热锅炉设有旁路烟系统，增加了机组运行性能的安全性、可靠性，便于实现燃气单循环和燃气/蒸汽联合循环的相互切换[1-2]。余热锅炉受热面采用模块设计供热，余热锅炉有6 个单元，每单元3 个模块，共计18 个模块。H锅余热锅炉的受热面模块的尺寸、质量参数见表1。

项目B 采用的S 锅炉厂生产的余热锅炉，室外露天布置，为9F级联合循环三压再热卧式布置自然循环余热锅炉。烟气从燃气轮机排出，经烟道进入锅炉本体，依次水平横向经过模块1、模块2、模块3、模块4、模块5 和模块6，最后经出口烟道及烟囱排空。锅炉汽包分高、中、低压汽包，锅炉受热面采用模块形式，共分为18块，模块从炉前向炉后共有6排，编号依次为1、2、3、4、5和6，每排分为3个。S锅余热锅炉的受热面模块的尺寸、质量参数表见表2。

表2 S锅余热锅炉的受热面模块的尺寸、质量参数表

3 受热面模块的吊装装置

余热锅炉受热面模块整体呈长方体状，由鳞片管、集箱、集箱连管组成，体积大，重量重；特别是长度较长（可达数十米），且模块中间无刚性支撑，整体柔性较大。由于受热面模块在余热锅炉内垂直布置，通常情况下，受热面模块的吊装需要使用多台吊车进行共同抬吊，将受热面模块从地面水平放置状态调整为竖直吊装状态，然后从余热锅炉顶部吊装就位，即从上往下进行逐层吊装。采用多台吊车共同抬吊时，多台吊车要求整体协调配合度高；在吊装过程中受热面模块鳞片管易发生变形等弊端；另外，受热面模块数量较多，工程施工效率低，成本费用较大。所以，锅炉厂家通常会配备与自身产品相适应的余热锅炉受热面模块吊装装置。

下面分别介绍A 项目H 锅炉厂和B 项目S 锅炉厂的余热锅炉受热面模块配备的吊装装置，均为一个项目配备一套。A 项目H 锅的受热面模块吊装装置如图1所示，B项目S锅的受热面模块吊装装置如图2所示。

图1 A项目H锅的受热面模块吊装装置

图2 B项目S锅的受热面模块吊装装置

从以上对比可以看出，H 锅和S 锅的模块吊装装置设计基本相同，将吊装装置与模块运输过程中的包装架形成固定，一侧预留主吊具吊点。不同的是H 锅的吊装装置为整套吊装装置，仅需要模块头部销轴连接+中部插销固定；而S锅的吊装装置为散装框架，需要对模块进行头部、两侧采用大量螺栓固定。

4 吊装方案

4.1 A项目H炉吊装的主要机械和吊装方案简述

选用一台600t 履带吊作为主吊机械，布置1 台150t履带吊作为辅吊机械，另布置50t汽车吊1 台，作为600t履带吊附加配重摆放使用，A项目H锅余热锅炉模块吊装主要机械见表3。

表3 A项目H锅余热锅炉模块吊装主要机械

模块吊装主吊吊车为600t履带吊，将150t吊车布置在与600t吊车同一轴线上，起吊架重量及设备包装架一共约为30t，回落扳起架时150t 吊车的载荷为15t，而150t 吊车在主臂为57.9m，半径为16m时能够起吊的重量为33.8t，满足吊装条件。

待模块组件组合完成后，将模块组件竖直，组件不离开地面，150t 走到模块前侧，拴钩将起吊架放回到原位。用主吊机慢慢地将模块从水平位置翻转到竖直位置，H 锅特别注明模块起吊架在竖起过程中，只需要主吊机，不需要尾部辅助吊机，用600t履带吊将模块吊装就位即可[3]。

4.2 B项目S炉吊装的主要机械和吊装方案简述

选用一台600t 履带吊作为主吊机械和1 台400吨履带吊作为辅吊机械，B项目S锅余热锅炉模块吊装主要机械见表4。

表4 B项目S锅余热锅炉模块吊装主要机械

模块卸车时使用600t履带吊和400t履带吊配合水平架将模块直接吊起，卸到扳起位置摆放好扳起架上，进行模块吊装地面组合。

模块吊装采用一台600t履带吊（主臂工况）及一台400t履带吊配合将模块直接扳起。当600t履带吊将模块连同扳起架及吊装架扳起垂直后，另用一台400t履带吊配合将模块的扳起架拆除与模块及吊装架脱离，然后用600t履带吊将模块吊装就位。

5 工程影响

由于H 锅和S 锅余热锅炉配置的受热面模块吊装装置的不同设计，导致A、B 两个项目在受热面模块安装上工期和费用的影响。

S锅比H锅安装成本增加主要为2方面，一是主要的吊装机械；二是地面组合。S 锅比H 锅安装成本对比见表5。

表5 S锅比H锅安装成本对比

从表5可以看出，B项目比A项目为满足余热锅炉受热面模块安装需要全程配备一台400t履带吊和额外配备人工进行模块与吊装装置的地面组合。

6 结语

燃气轮机余热锅炉是燃气—蒸汽联合循环电站发电系统的关键主机之一。余热锅炉模块吊装是余热锅炉安装的核心工作。本文介绍了两台同等级F 级燃气轮机，来自不同厂家H 锅和S 锅的余热锅炉模块的吊装装置。H 锅的吊装装置为整套吊装装置，需要模块头部销轴连接中部插销固定；S 锅的吊装装置为散装框架，需要对模块进行头部、两侧采用大量螺栓固定。

由于H 锅和S 锅余热锅炉配置的受热面模块吊装装置的不同设计，导致A、B 两个项目在受热面模块安装上工期和费用的影响。从费用上，B 项目S 锅比A 项目H 锅为满足余热锅炉受热面模块安装需要全程多配备一台400t 履带吊和额外配备人工进行模块与吊装装置的地面组合。A 项目H 锅比B 项目S 锅可以节约1 个月的工期，相对整台余热锅炉安装时间可以节约为20%。

基于以上的分析，建议S 锅可以对其余热锅炉的模块吊装装置进行优化改进，安装公司在施工组织策划过程中也可以对厂家进行相应的技术建议，可以优化安装成本，同时可以缩短工期。