火力发电厂锅炉空气预热器安装控制技术分析

2023-10-27苗兴伟

设备管理与维修 2023年18期

苗兴伟

（中国电建集团江西省电力建设有限公司，江西南昌 330000）

0 引言

空气预热器安装不到位，可能导致锅炉运行过程中出现多种异常现象，常见的如漏风率过大、电流易波动、受热面易磨损等。为避免以上问题，研究该装置的安装方法，形成有效的质量控制策略。根据实践经验，此类装置的运行缺陷主要是由工序划分不合理、工序质量不到标、安装精度不足所引起，需从这些问题中探索安装控制技术。

1 空气预热器的结构及主要安装内容

空气预热器分为板式、回转式和管式三种类型，其结构和安装方式存在差异。结合某火力发电厂的实际情况，研究回转式空气预热器的安装控制技术。

1.1 回转式空气预热器的结构特点

该火力发电厂在扩建工程中采用三分仓容克回转式空气预热器，其主要结构包括外壳、G-S-P 转子、驱动轴承、二次风过渡管道、驱动电机、顶部结构、吹灰系统、润滑油加注系统、模数仓格等[1]。由于结构较为复杂，安装时需制定完整、合理的工序。

1.2 回转式空气预热器安装中的常见问题

根据工程实践经验，回转式空气预热器在安装过程中有可能出现一系列质量问题，进而导致异常的运行状态，表1 列举了常见的安装质量缺陷及其成因。

表1 回转式空气预热器常见安装缺陷及成因分析

2 空气预热器安装控制技术

2.1 合理分解安装步骤

由于三分仓回转式空气预热器具有多种组件，并且对标高、水平度、中心线、密封效果提出了较高的要求，安装过程中采用分体组装的方式，需合理安排各组件的安装顺序，分解安装步骤。

2.1.1 划分安装工序

在安装预热器主体结构之前，应该先完成底部基础及支承结构的施工，为主体结构安装做好准备工作。总体上应按照先定位、再连接的方式进行。根据大量的实践经验，总结安装顺序如下：布置膨胀支座→安装下梁与主壳体板→完成壳体附件安装→下部小梁及下部烟风道安装→推力轴承安装→中心筒及短轴安装→上梁、上部小梁、上部烟风道安装→导向轴承安装→模数格仓安装→电驱动装置安装→转子附件安装→密封部件安装→附属设备安装→保温及外护板安装[2]。

2.1.2 分解安装施工步骤

为保证安装质量，采用PDCA 循环法分解每个安装工序。

（1）制定计划（Plan）：在作业之前制定安装计划，包括安装内容、施工方法、所需材料和工具等。

（2）执行计划（Do）：根据准备阶段制定的计划，科学完成施工任务。

（3）检查执行效果（Check）：通过施工人员自检、技术员和质量员的专项检查、工序交接检，全面掌握每道工序的安装质量，及时发现质量隐患。

（4）处理安装质量问题（Act）：一方面应积极处理检查中发现的质量问题，另一方面应总结经验。

2.2 严格落实各组件安装施工技术要点

2.2.1 膨胀支座

（1）各组件检查和处理。将贴合面表面的杂质清理干净，并检查是否存在毛刺，必要时进行打磨处理。区分底垫的光滑面（安装时朝下）和滑动垫的聚四氟乙烯面层（安装时朝上）。

（2）膨胀支座定位及安装。查阅膨胀支座和空气预热器的安装总图，根据图纸信息将主副壳体的膨胀块放置在锅炉构架上，同时控制好膨胀块的中心线和标高。

（3）精度控制。膨胀支座安装要求所有膨胀块的上表面处于同一标高，标高公差需控制在5 mm 以下。并且同一预热器所有膨胀块的水平度误差不得超过1.5 mm，预热器轴线与理论安装位置的同轴度偏差需控制在Φ20 mm 以内。如果发现膨胀块的标高超过误差控制范围，可通过添加垫板调整部分膨胀块的标高。

2.2.2 下梁与主壳体

（1）下梁地面找平。下梁和主壳体要先在地面上完成组装，然后再整体吊装就位。组装之前在地面上对下梁进行找平，精度控制的重点为腹板两端的铅锤偏差（≤7 mm）、法兰连接钢板的水平公差（≤2.5 mm）。在此基础上控制下梁找平，要求将误差控制在1.5 mm 以内。

（2）下梁与主壳体连接。主壳体板与下梁之间通过螺栓进行连接，检查连接件的具体尺寸，对照图纸要求进行调控。为了便于组装，可焊接临时金属支撑，但不可将临时支撑焊接在主壳体板面上。

（3）焊接组装。对照图纸，检查下梁中心线与主壳体板面，如果符合设计要求，则焊接角钢，作业时对焊接区域进行必要的处理，如清理锈蚀和杂质。这一步骤的目的是形成下梁与主壳体的组合件。

（4）起吊就位及固定。起吊焊接后的组合件，吊点需设置在专门的起吊装置上，不可将板面上的开孔位置作为吊点，防止造成变形。将组合件下放至膨胀支座，检查调整扇形板横纵向水平公差，横向水平公差不得超过0.5 mm，纵向不超过1.5 mm[3]。

2.2.3 完成壳体剩余组件、下部小梁、下部烟风道

（1）壳体组装。检查壳体的剩余组件，包括主壳体板、副壳体板以及侧壳体板，确保相临壳体板翻边法兰的错边量，要求不得超过2 mm。同时，空气预热器中心与壳体板螺栓孔之间的距离应在规定范围内，要求偏差在±2 mm 以内，法兰的整体水平度误差不得超过6 mm。

（2）壳体螺栓头或螺母密封焊。壳体板之间以搭接钢板的方式进行连接，安装时检查搭接部位的钢板贴合度，确保紧密贴合。如发现螺栓孔不满足要求，可适当进行修割处理。采用密封焊的方式处理搭接缝、螺母以及螺栓头。

（3）下部小梁及烟风道安装。在地面组装小梁组件，检查法兰连接效果及其顶部平整度，确认符合要求后进行密封焊。待壳体安装完成后进行下部烟风道作业。烟风道、下部小梁、壳体采用螺栓连接，检查安装连接效果，然后采用密封焊处理水平和垂直拼接缝。

2.2.4 推力轴承

（1）清洗推力轴承组件。拆卸推力轴承各个组件，包括罩壳、底座盖板等，使用清水对其进行彻底清洗。如果组件上含油，可使用专门的清洗剂。清洗后各组件回装。清洗轴承组件的目的是防止内部含有杂质，影响其运行。

（2）将推力轴承安装至下梁。该工序的技术要点为拉设壳体板与下梁连接处剖分面的基准线，根据该基准线到推力轴承上端面的理论距离确定轴承座的标高，然后安装推力轴承，水平度允许偏差不超过2/10 000。从下梁刚性最强的部位开始拧紧螺栓，将推力轴承固定在下梁上，最后焊接轴承定位挡块。

2.2.5 中心筒及短轴

中心筒及短轴的结构如图1 所示，安装时需清洗下轴的下端面，如存在毛刺，可使用油石进行处理。起吊中心筒至推力轴承上方，使其保持垂直，利用千斤顶做临时支撑，调整千斤顶的伸出距离，使中心筒缓慢下落，直到其进入同轴定位板。使用塞尺检查各个组件之间的间距，中心筒下轴与同轴定位板的间距不得超过0.05 mm[4]。对中心筒和短轴找垂直，设置临时支撑，割掉起吊板，安装连接件。

图1 中心筒及短轴结构

2.2.6 上梁、上部小梁、上部烟风道

根据设计图纸在地面上对上部小梁组件进行组装，检查连接板法兰及其顶面的平整度，确认达标后进行密封焊处理。通过起吊板将组装完成的上梁和上部小梁组件吊装至主壳体板的立柱顶端，上梁中心的开孔位置应该与上轴的中心重合，同时应满足法兰连接螺栓孔的对接工作，然后安装导向轴。使用螺栓连接上部烟风道、上梁、上部小梁以及对应的壳体板，将内部支撑管安装到位。同样，以密封焊的方式处理外露的螺栓头、拼接缝。

2.2.7 导向轴承

拆卸导向轴承的各个组件，利用清水进行清洗，使用油石去除毛刺。将密封胶或者铅粉涂抹在导向轴承的螺纹上，以免螺纹出现“咬死”的现象。找正中心密封筒，使其与中心筒的同轴度偏差小于Φ1.5 mm，然后施焊。将密封筒、导向轴承、密封圈以及密封压板组成统一的组件，使其在上轴和上梁就位，完成固定。

2.2.8 模数仓格

检查所有壳体、上下梁、上下小梁、上下烟风道是否安装、焊接完毕。在推力轴承和导向轴承内注入润滑油，确认中心筒和短轴的垂直度。在以上前提下，根据模数仓格的安装位置，拆卸部分组件，如密封筒盖板、副壳体中心板等。接着吊装、就位及固定模数仓格。模数仓格使用螺栓和垫片进行连接，将4个相邻的模数仓格固定成整体[5]。安装完成后复测部分关键参数，包括中心筒及短轴的垂直度、导向轴承外壳法兰与导向轴承座法兰的距离，不得超过规定偏差。例如，前者要求偏差在0.2 mm/m 之内。

2.2.9 电驱动装置

根据施工图纸的设计要求安装电驱动装置，安装时应确保接长轴与减速机的输出轴保持同轴，偏差不得超过Φ0.5 mm。严格控制电驱动装置的水平度及标高，必要时设置垫片，确保其稳定运行。

2.2.10 转子

安装固定型钢附件，包括T 形钢、L 形钢等，对法兰面进行必要的加工处理，其平整度为0.5 mm。检测转子角钢圈的平面度，要求该指标不超过4 mm，控制转子角钢圈上平面距离中心筒顶板的距离。对转子设置接地线，然后进行焊接操作。

2.2.11 密封件

密封部件直接影响着空气预热器的整体密封性，是防止其漏风的主要施工内容。当转子法兰安装完成后，即可开展径向密封片安装作业。安装顺序为热端及冷端中心筒密封圈、密封片。密封效果主要取决于安装精度，以密封圈安装为例，其安装精度的检查项目见表2。

表2 某型三分仓回转式空气预热器密封圈安装质量检查内容

2.3 质量验收及评定

2.3.1 设计质量检查表

各组件安装技术要点主要针对执行层面，根据PDCA 循环质量管理方法，在每个步骤、每道工序结束之后，还应组织全面的质量验收及评定，在上一道工序达标后方可实施下一道工序。针对三分仓回转式空气预热器的特点，对其基础、轴承、电驱动装置、定子、密封部件、模数仓格等设计质量检查表，组织开展质量检查活动。例如，在基础划线作业中可按照表3 进行质量检验和评定。