張榮彬

（中化二建集團(tuán)有限公司，山西 太原 030021）

余熱鍋爐施工安裝技術(shù)淺議

張榮彬

（中化二建集團(tuán)有限公司，山西 太原 030021）

本項(xiàng)目主要處理園區(qū)內(nèi)各企業(yè)產(chǎn)生的危險(xiǎn)廢物，經(jīng)焚燒、穩(wěn)定固化等程序，最后安全排空或填埋，焚燒過程中產(chǎn)生的熱量利用余熱鍋爐轉(zhuǎn)化為蒸汽供廠區(qū)使用。其中余熱鍋爐起到了重要的轉(zhuǎn)化作用，也是安裝工作的重點(diǎn)。文章從施工準(zhǔn)備、問題和難點(diǎn)、安裝過程的技術(shù)控制等，闡述了該余熱鍋爐的施工過程。

余熱鍋爐；水冷壁；集箱；安裝

節(jié)能減排是社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重要因素，對保護(hù)能源和人類生存環(huán)境起到積極的作用。目前提倡發(fā)展余熱利用和節(jié)能減排，本項(xiàng)目為支柱產(chǎn)業(yè)和循環(huán)經(jīng)濟(jì)終端的聯(lián)合、資源的循環(huán)利用以及社會(huì)可持續(xù)發(fā)展提供平臺(tái)，最終目的是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)環(huán)境，并改善當(dāng)?shù)氐耐顿Y環(huán)境。余熱鍋爐又稱廢熱鍋爐，在實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排和資源循環(huán)利用過程中起著重要作用，以下對余熱鍋爐的施工安裝過程進(jìn)行詳細(xì)分析。

1 施工準(zhǔn)備

項(xiàng)目位于內(nèi)蒙古杭錦旗伊泰工業(yè)園，鍋爐為承壓蒸汽鍋爐，額定蒸發(fā)量為5.3t/h,本體容積為18m3，額定蒸汽溫度為230℃，額定壓力為1.2MPa，主要部件為鍋筒、水冷壁、集箱、省煤器等，安裝前應(yīng)具備以下條件。

（1）施工所需規(guī)范、圖紙、隨機(jī)文件、圖紙會(huì)審記錄及驗(yàn)收表格等資料齊全。

（2）鍋爐部件已到貨，對照圖紙和裝箱清單經(jīng)檢驗(yàn)合格，辦理交接手續(xù)。

（3）施工人員經(jīng)技術(shù)安全交底，熟悉施工方案、施工圖、焊接工藝等要求，并持證上崗。

（4）施工機(jī)具性能完好，計(jì)量器具在有效檢定期內(nèi)，材料準(zhǔn)備就緒，能滿足連續(xù)施工要求。

（5）與安裝交叉的土建施工基本結(jié)束，為鍋爐安裝創(chuàng)造作業(yè)環(huán)境。

（6）鋼結(jié)構(gòu)框架安裝進(jìn)度滿足要求。

（7）已到當(dāng)?shù)刭|(zhì)量技術(shù)監(jiān)督部門辦理告知手續(xù)。

2 問題和難點(diǎn)

考慮該余熱鍋爐的特點(diǎn)，同時(shí)分析、比較以往的類似工程，發(fā)現(xiàn)施工中的重點(diǎn)與難點(diǎn)主要存在在以下幾個(gè)方面。

（1）鍋爐部件較大較多，預(yù)制安裝工作量大。

（2）制造與安裝之間存在一定的偏差，很多地方需要修整。

（3）部件間距和精度要求高，而安裝空間狹小，給施工造成不便。

（4）隨機(jī)配帶的管道形狀特殊，與設(shè)備之間的接口多。

（5）鍋爐屬特種設(shè)備，而且對密封度有較高要求，各部件之間的焊接和砌筑工作質(zhì)量要求高。

3 施工過程論述

3.1 施工工藝

余熱鍋爐是一個(gè)相對獨(dú)立的系統(tǒng)，主體部分為組合式的膜片式水冷壁，也相當(dāng)于其他鍋爐的爐體，鍋爐施工工藝流程如下。

3.2 現(xiàn)場預(yù)制

鍋爐為廠家散件到貨，現(xiàn)場組裝。易損、易丟失的零部件標(biāo)記入庫，室外存放的部件及管道用木方墊好，并進(jìn)行管口封堵，水冷壁應(yīng)一字排開方便預(yù)制。為減少高空作業(yè)，現(xiàn)場預(yù)制工作如下。

（1）所有爐門及檢查口在水冷壁上定位焊接固定，需要雙面焊的部位一次焊接完成。

（2）連接水冷壁上下端的集箱，兩側(cè)水冷壁下端通長的集箱在吊裝后安裝。

（3）集箱排管和水冷壁排管對接時(shí)，把水冷壁的膜片切割開50cm左右的長度，以集箱排管位置為基準(zhǔn)進(jìn)行組對焊接。

（4）根據(jù)各部件的位置和實(shí)際大小，對水冷壁進(jìn)行開孔和擴(kuò)孔，包括省煤器接管的開孔。

（5）預(yù)制組裝煙道進(jìn)出口和附屬管道。

3.3 水冷壁及鍋筒吊裝

由于鋼結(jié)構(gòu)框架內(nèi)安裝空間狹小，吊裝前對框架進(jìn)行檢查，對影響吊裝的構(gòu)件進(jìn)行拆除，確保吊裝能一次順利就位。

（1）鍋爐水冷壁共由七塊組成，分為前壁、后壁、兩側(cè)和中間水冷壁，水冷壁的上下端與集箱相連（圖1）。

圖1 水冷壁示意圖

（2）水冷壁吊裝從框架上部進(jìn)入，按照前壁到后壁的次序逐塊吊裝?？蚣苌喜坑眯弯撟髋R時(shí)支撐，用倒鏈或吊裝帶把水冷壁臨時(shí)固定。鍋筒位于框架頂部，水冷壁吊裝完成后直接把鍋筒吊裝就位。

3.4 鍋筒安裝

（1）鍋筒內(nèi)部有給水、蒸汽分離、連續(xù)排污及加藥裝置等，由兩支座支在頂板梁上。

（2）支座與橫梁的接觸應(yīng)平整嚴(yán)密，預(yù)留膨脹間隙應(yīng)足夠，方向正確，校正好支座位置和鍋筒標(biāo)高后，將支座與板梁焊牢。

（3）檢查鍋筒兩端的水平中心線、垂直中心線是否準(zhǔn)確，與管排的中心線位置是否與圖紙相符，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)調(diào)整。

（4）鍋筒安裝標(biāo)高應(yīng)以鋼架1m標(biāo)高點(diǎn)為準(zhǔn)。

（5）操作平臺(tái)、端部定位器以及鋼構(gòu)彩鋼房等最后安裝（圖2）。

圖2 鍋筒安裝圖

3.5 水冷壁安裝

水冷壁的安裝是整個(gè)安裝過程的重點(diǎn)和難點(diǎn)，技術(shù)要求高，耗時(shí)長，水冷壁安裝完成后整個(gè)余熱鍋爐的外形就定型了。

3.5.1 下端集箱安裝

①調(diào)整兩側(cè)水冷壁高度，特別是頂端，使其處于同一水平面上。

②點(diǎn)焊固定兩側(cè)水冷壁，并在水冷壁底部搭設(shè)腳手架作業(yè)平臺(tái)。

③切割集箱膜片至集箱根部，以便調(diào)整對口間隙。調(diào)整集箱傾斜角度，以水冷壁排管為基準(zhǔn)，把集箱與水冷壁進(jìn)行組對點(diǎn)焊（圖3）。

圖3 水冷壁下端集箱安裝

④管口組對應(yīng)先固定最外側(cè)的兩根邊管，中間管口采用分段固定，防止單方向組對造成累計(jì)偏差。

⑤管口組對必須保證錯(cuò)邊量和焊縫間隙滿足規(guī)范要求，最后對管口和膜片進(jìn)行雙面滿焊。

3.5.2 定位及固定

水冷壁的定位固定是一個(gè)調(diào)整間隙、保證精度，以滿足圖紙要求的過程，需要有經(jīng)驗(yàn)的施工人員細(xì)心操作。

①用倒鏈把七片水冷壁合攏后，再次檢查水冷壁上端和下端的水平度。

②當(dāng)水冷壁之間間距較小時(shí)加定位銷，首先要保證定位銷的水平度和直角度，每處定位銷上下成對設(shè)置，定位銷一端固定，另一端為活動(dòng)端（圖4）。

③用倒鏈繼續(xù)拉近距離，平整度不足時(shí)用氣焊修平，然后分段點(diǎn)焊固定，用此方法直至整體固定。

④整體升降調(diào)整水冷壁的標(biāo)高和中心位置以及與框架的間距，以滿足圖紙要求。

⑤支座為活動(dòng)支座，支撐在水冷壁靠上位置的框架上。由于支座為散件，安裝需要提前預(yù)制。

⑥剛性梁起到加固水冷壁的作用，部分出廠時(shí)已安裝，剩余部分現(xiàn)場安裝，最后連接每一圈的剛性梁并點(diǎn)焊固定。

3.5.3 水冷壁焊接

①先焊接水冷壁四角和兩側(cè)的縱向焊縫，共6條。由于焊縫較長，焊接時(shí)先焊中間部分，再從底向中間焊接，最后由中間向頂部焊接。

②水冷壁之間的焊縫均雙面焊接，內(nèi)部焊接時(shí)制作臨時(shí)爬梯，兩個(gè)爬梯之間掛作業(yè)平臺(tái)，作業(yè)時(shí)系掛好安全帶。

③底端四角和頂端進(jìn)口兩個(gè)角均有一段焊縫有傾斜度。應(yīng)把廠家提供的塞塊點(diǎn)焊在膜片上（圖5），再雙面施焊，注意塞塊四周必須滿焊。

④水冷壁四周中部均有一個(gè)對接管口，內(nèi)外焊接時(shí)利用廠家預(yù)留的開口，焊接完成后用封板進(jìn)行封堵。

⑤由于工廠制造和現(xiàn)場安裝之間存在一定的偏差，頂部集箱之間的接口間隙應(yīng)進(jìn)行修整。間隙過大時(shí)用氣焊從根部割掉，然后重新組對焊接。

⑥最后檢查是否有漏焊的地方，包括集箱的管帽、剛性梁限位等，焊接完成后拆除爐體上的臨時(shí)設(shè)施。

圖4 水冷壁定位固定

圖5水冷壁焊接

3.6 省煤器安裝

省煤器位于水冷壁的出口上端，由省煤器盤管、外保護(hù)箱體和省煤器集箱三部分組成。

（1）省煤器盤管在水冷壁吊裝后即可安裝，把盤管逐根插入水冷壁預(yù)制孔內(nèi)并點(diǎn)焊固定（圖6）。

（2）水冷壁定位固定后，調(diào)整各省煤器盤管的間距和水平度，盤管兩側(cè)用定位板固定。

（3）安裝省煤器集箱，管口應(yīng)逐個(gè)調(diào)整焊接。

（4）安裝外側(cè)保護(hù)箱體，箱體作用為保護(hù)并支撐省煤器，減少水冷壁的受力。

（5）對箱體與水冷壁、箱體與盤管和箱體表面進(jìn)行封堵滿焊。

圖6 省煤器安裝

圖7 鍋爐安裝現(xiàn)場

3.7 鍋爐相關(guān)設(shè)備安裝

3.7.1 煙道口安裝

煙道口位于水冷壁的頂端，在水冷壁安裝的同時(shí)，可在地面先組裝。先在集箱上焊接由廠家提供的扁鋼密封條，然后煙道口從鋼結(jié)構(gòu)側(cè)面進(jìn)入與集箱對接。

3.7.2 振打、除灰和分汽缸安裝

設(shè)備位于鋼結(jié)構(gòu)框架上，并與水冷壁直接相連，水冷壁定位固定后即可安裝。振打裝置共5臺(tái)，分布在后壁和兩側(cè)水冷壁上，其支座為組合件，另外預(yù)留安裝5臺(tái)振打裝置的支座。

3.7.3 外部設(shè)備安裝

在鋼結(jié)構(gòu)框架外的地面上，有三臺(tái)小型設(shè)備通過管道與爐體相連，為臥式分汽缸、臥式排污換熱器和立式排污擴(kuò)容器。該設(shè)備的安裝可單獨(dú)進(jìn)行，設(shè)備二次灌漿完成且水冷壁已固定時(shí)，可進(jìn)行管道連接。

3.7.4 排渣裝置安裝

排渣裝置位于水冷壁的下口，在爐體砌筑完成后安裝。利用排渣裝置自身的吊耳，用倒鏈逐步提升完成與水冷壁的對接。

3.8 管道及儀表安裝

（1）管道安裝圍繞水冷壁進(jìn)行，與之有關(guān)的設(shè)備部件有鍋筒、集箱、分汽缸等。管道安裝安排在水冷壁定位固定后進(jìn)行，每臺(tái)設(shè)備固定后就可以安排對應(yīng)管道的連接。

（2）與其他鍋爐管道采用脹接不同，該余熱鍋爐全部采用對接方式。為保證安裝偏差和焊縫間距滿足規(guī)范要求，組對時(shí)采用卡具定位。如果制造廠提供的管道長度不符合現(xiàn)場要求，應(yīng)裁短或者補(bǔ)長。

（3）支吊架應(yīng)焊接牢固，不影響管系的膨脹，并考慮管道坡度。管道附件應(yīng)隨管道同時(shí)安裝，如水位計(jì)、取樣器、各類閥門等。

（4）水冷壁固定后在爐體上開孔安裝儀表測量口，工程后期敷設(shè)電氣管線，安裝操作箱、燈具和測量元件等，為鍋爐試驗(yàn)提供條件。

3.9 鍋爐砌筑

該余熱鍋爐在以下幾個(gè)部位砌筑：爐門及檢查口、頂部煙道口和底端集箱。澆筑料采用高強(qiáng)碳化硅耐火澆注料和高鋁輕質(zhì)澆注料。

（1）爐門及檢查口澆筑時(shí)，先在爐門內(nèi)支護(hù)模板，爐門頂部開孔，然后澆注灌漿料。澆筑至開孔處時(shí)塞入防火巖棉，防止熱脹冷縮造成密封不嚴(yán)，最后把開孔封上。

（2）頂部煙道口澆筑時(shí)，利用直爬梯和省煤器搭設(shè)作業(yè)平臺(tái)，在煙道口內(nèi)壁焊接錨固釘和儀表測量口。用密集的小木方預(yù)制模板，組成天圓地方模型后進(jìn)行澆筑。

（3）底端四周和中間底端的集箱澆筑時(shí)，用圓鋼焊接成縱橫方向的支架，支護(hù)模板后進(jìn)行澆筑。

4 安裝記錄及質(zhì)檢

施工過程中應(yīng)做好安裝記錄及質(zhì)量檢驗(yàn)工作，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理，包括鍋爐本體及輔助設(shè)備的位置偏差、焊接質(zhì)量等，重點(diǎn)監(jiān)測鍋筒和水冷壁的安裝質(zhì)量。經(jīng)過技術(shù)人員和現(xiàn)場施工人員的精心組織以及合理施工，余熱鍋爐按照設(shè)想完成了組裝，各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到了規(guī)范及相關(guān)技術(shù)要求（見圖7）。

5 結(jié)論

在安裝過程中應(yīng)盡量增加地面的組對焊接，水冷壁安裝是一個(gè)重要節(jié)點(diǎn)，也決定了鍋爐安裝的整體質(zhì)量。圍繞該節(jié)點(diǎn)，各部件的安裝存在交叉作業(yè)，特別是部件及管道的預(yù)制，可以同時(shí)進(jìn)行，以提高工作效率。通過對余熱鍋爐整個(gè)安裝過程進(jìn)行分析與總結(jié)，使我們深入理解了該設(shè)備的施工技術(shù)。在倡導(dǎo)節(jié)能減排和資源循環(huán)利用的前提下，余熱鍋爐的應(yīng)用將進(jìn)一步增強(qiáng)。

[1]GB50273-2009，鍋爐安裝工程施工及驗(yàn)收規(guī)范[S].

[2]DL/T5047-95，電力建設(shè)施工及驗(yàn)收技術(shù)規(guī)范 鍋爐機(jī)組篇[S].

[3]QB-CNCEC J21703-2006，余熱鍋爐安裝工程施工工藝標(biāo)準(zhǔn)[S].

[4]科領(lǐng)環(huán)保危廢處理中心項(xiàng)目余熱鍋爐安裝圖紙.

TK226

A

1671-0711（2017）12（上）-0139-04