如何控制余热锅炉膜式壁安装质量.doc

如何控制余热锅炉膜式壁安装质量一、工程概况1.1工程简述重庆同兴垃圾处理有限公司投资约3亿元人民币在北碚区童家溪镇建设一座日处理垃圾量为1200吨的处理场。工程占地面积约10万平米，是重庆市政府重点关注、特事特办的利用垃圾焚烧余热产生蒸汽发电的环保工程项目。该处理场采用德国马丁公司技术建造2条垃圾焚烧线和2台额定蒸发量为58.39t垃圾焚烧余热锅炉（该锅炉在一定程度上超过了220t/台燃煤汽锅炉）。焚烧处理技术（燃烧介质为垃圾）部分关键设备从德国马丁公司引进，垃圾焚烧和余热锅炉部份由马丁公司负责概念设计和基本设计。深化设计分别由重钢设计院和江西江联能源环保股份有限公司进行。两台余热锅炉在国内尚属首台试制垃圾焚烧余热锅炉, 每台焚烧炉日处理垃圾量达600吨，是目前世界上单台处理垃圾量最大的、较先进的垃圾焚烧炉，其主要受热面为膜式壁，共有154片膜式壁。该工程是一个边设计、边制造、边施工的项目，工程由重钢建设公司总承包，工程监理为重庆长安监理公司，锅炉由江西锅炉厂制造，锅炉安装由重庆工业设备安装集团承担。1.2余热锅炉特点该余热锅炉为垂直顶支吊形式，逆推式炉排，与膜式水冷壁之间空间高约为13m，整个锅炉钢架高度为42.8m。 逆推式炉排上方有四个垂直烟道，第一、第二、第三烟中设置有膜式水冷壁管，也就是说第一第二第三烟道就是余热锅炉炉膛。余热锅炉的平面布置为对称布置，长而窄。集箱多每台锅炉有33个集箱，因此焊接量大。烟道（炉膛）的布置为：第一、第二、第三烟道布置有膜式垂直水冷壁管；第二烟道中装有3片垂直管屏；第三烟道内装有高温过热器、低温过热器和蒸发束管；第四烟道为护板结构内部装有省煤器管束；膜式水冷壁由材料为20g的管子和材料为Q235A的鳍片焊接而成，四周的膜式水冷壁从上到下组成一个密封烟室。膜式水冷壁的两端与不同的供给集箱和汇集集箱相接。余热锅炉工艺流程为：余热锅炉的垃圾燃烧产生的烟气通过第一烟道和第三烟道烟气向上流动，第二烟道烟气向下流动，第四烟道垂直向下后，通过处理进入烟囱；余热锅炉的给水通过给水操作台进入省煤器 锅筒 下降管 膜式水冷壁下集箱膜式水冷壁 上集箱 锅筒（进行汽水分离）二、工程重点及难点2.1工程重点2.1.1锅筒及集箱等设备安装2.1.2 膜式水冷壁组对、焊接、吊装2.1.3过热器管安装2.1.4省煤器管安装2.1.5密封装置安装2.1.6锅炉本体管路安装，支、吊架安装2.1.7受热面焊接2.1.8安全阀调试、一次阀检验2.1.9热膨胀的控制2.1.10主蒸汽供回汽管路安装2.2工程难点2.2.1锅筒吊装2.2.2省煤器过热器小管径管道焊接 2.2.3主蒸汽供回汽管焊接2.2.4膜式水冷壁吊装以上的重点和难点中，膜式壁安装工艺复杂，安装工作量大，每台锅炉膜式壁焊口达7500个，施工参照标准按锅炉规范和电力建设规范执行，射线探伤口约3500个，焊接盲点多，障碍焊增多，焊接质量易出隐患，因此膜式壁的组对、焊接将直接影响到整个工艺流程和直接影响着锅炉的运行质量。三、膜式壁的施工要点3.1膜式壁组对前的准备工作3.1.1仔细阅读施工图、相关规程、规范。熟悉各组件名称、规格、型号，图中编号；核对设计位置、标高、间距，复核集箱，膜式壁运行工况下的热膨胀量。3.1.2仔细按图检查到货的集箱、膜式壁的外观质量、几何尺寸、平行度、平整度；管口的平直度、平整度、间距的偏差，并作好记录，便于集箱与膜式壁管口、膜式壁与膜式壁管口组对时比较、参考选择。由于两台锅炉除汽集箱外均可以互换，在确保外部尺寸，安装方向满设计的情况下，大部分膜式壁可以在管间距相差不多的情况下进行互换，仔细测量和复核管口可以达到最佳组合，减少调校工作量。3.1.3为了保证膜式水冷壁的焊接质量，对持证焊工进行现场模拟训练和现场考试，对不能保证焊接质量的人员一律不得上岗。3.1.4膜式壁组对平台的搭设施工现场搭设具有一定强度，表面平整的组合支架，采用L1010号角钢，作支撑架，支腿下采用=16，500500的钢板作垫板，现场搭设二座组合支架，以保证施工进度。平台简图如下图示：3.1.5膜式壁组对前应对管口内外进行打磨，清除油垢和铁锈，直至显露出金属光泽，打磨长度为10-15mm左右，打磨后如果暂时不焊接应涂上黄油，然后盖上端盖，等待使用时用丙酮清洗干净。3.1.6膜式壁外观检查合格后应按规范规定进行吹扫和通球检查，以检查管内是否有杂物和对接焊缝处是否有焊瘤。通球试验必须编号和严格管理，不得将球遗留在管内。若球被卡住，应另外通球撞击被卡球，若仍未撞出，则再通一个加热至500度左右的小球，用手触摸管子，在发热区域前3倍球直径处割断管子，取出钢球，检查问题所在，并作相应处理。通球后应对管口作好可靠的封闭措施。3.2膜式壁调整3.2.1组对前，应对膜式壁进行外观检查，检查外形尺寸是否达到设计要求，主要检查长度、宽度、4个角是否呈90度、对角线长度、膜式壁边管平直度、膜式壁总体平整度，如果超出设计误差，应进行校正，绝对不允许正公差出现。膜式壁尺寸偏差见下图示：a、长度L的极限偏差为-2 - +3mm。b、宽度W的上偏差不大于6mm，并且每米宽度的上偏差不大于3mm。c、旁弯度f的允许偏差，当双向旁弯时应符合f1+f26mm，单向旁变时f6mm。d、沿管屏横向测量的直线度H（见下图）应符合表中的要求。膜式壁宽度W mH mm151W210215e、对角线差L1-L2，对平面管屏不大于5mm，对带成片弯头的管屏不在于10mm。f、各类门孔标高11、12的极限偏差为15mm。g、鳍片管节间距t的极限偏差，在管屏两端测量基线处为3mm，两端测量基线处所测得公差为6mm（见下图）。h、鳍片管纵向拼接焊缝的边缘偏差（错边）不大于3mm，大于3mm处应双面焊接。i、对形状较复杂、带成片弯头的膜式壁可用1：1放样或其他有效为法检查尺寸偏差，实物对基准线的允许偏移应符合下图的要求。3.2.2校正方法采用热校正（热校正温度20G控制在950以下，15CrMoG控制在780以下）、局部割开鳍片、倒链配合专用夹具和千斤顶、组合支架配合专用夹具等，管口小位移采用对口钳，撬棍撬管端等方法进行校正。具体方法如下：3.2.2.1模式壁垂直度校正，如下图示：校正方法如下：从膜式壁上选定任一直管中心线作为基准，在膜式壁其中一端管口内侧垂直靠上方铝，在膜式壁两边管端按勾股定律（勾3股4弦五）找出基准线的垂线、并靠上方铝划线；然后另选一直管，重复上述操作，若两条线平行，则可以作为管口处理的参考标准，任选一条线作标准测量线距各管口的距离，以最短线段加2mm作为基准，再划平行线，以此作为标准，用角尺对每一管口进行测量，然后割磨，磨掉多余管边，并进行30度坡口，以达到管口对口间隙要求。若任选两条线不平等，则应多选几条直管中心线，取算术平均值作为参考标准。集箱、膜式壁组合允许偏差见下表：序号检查项目鳍片管允许偏差（mm）1集箱水平度22组件对角线103组件宽度全宽30005全宽30002/1000，最大不大于154火口纵横中心线105组件长度106组件平面度57集箱间中心线垂直距离33.2.2.2集箱管口校正a、用方铝比靠，用游标卡尺检查集箱管口节距和间距，管口节距和间距公差不得超过1mm，否则应对超高管口进行打磨，如下图示：b、用角尺检查管口纵横倾斜度，不得超过0.5mm，否则应进行打磨，示图如下：f 0.5mmc、若集箱短管倾斜度大于1.5m，则应校正，如下图示：3.2.2.3对于膜式壁组对后四角不成90度或对角线超差，则应用粉线选定膜式壁上一平直的基准管划线，用勾股定律对四角弹线，找出误差所在，然后用.2.2.1的方法予以校正。3.2.2.4组对好的膜式壁应再次校核长度、宽度、对角线长度，测量管口间距，偏差是否与相应的集箱对应，若超过规范规定，应在地面再次对其进行调整，减少空中调整量。合格后作好安装方向的油漆标注。3.2.2.5异型膜式壁调整异型膜式壁角度的校正应用6圆钢或8#铁丝作1：1角度及长度放大样进行比靠调整角度。异型膜式壁管口应用方铝进行管口平齐度校正，用角尺对管中垂直度进行校正，确保组对误差在设计允许范围之内。对与上、下集箱连接的管口均应进行检测，编号，并与相应集箱对照。安装时选择管口综合误差小的膜式壁与集箱对口焊接。3.2.3膜式壁组对焊接3.2.3.1膜式壁组对，错边小于1mm为合格。组对好的膜式壁允许偏差见下表：序号检查项目鳍片管允许偏差（mm）1组件对角线1023组件宽度全宽30005全宽30002/1000，最大不大于15火口纵横中心线104组件长度105组件平面度5自检合格后，应由四方代表现场检查签证认可方可焊接。3.2.3.2膜式壁的焊接单片膜式壁必须校平整后组对；先组对焊接膜式壁中间管口，然后焊接两边管口，采取上、下二人同时焊，分段跳焊等来控制热应力；密封板组对时尽量保持间隙在12间；消除了膜式壁在安装过程中的变形，尽量采用直流焊机焊密封,将电流控制在合理范围内（密封焊接时将焊机电流控制在120A130A之间），密封块逐块下料点好，并分段焊，尽量减小密封焊接热应力的对膜式壁影响，保证在焊接过程中膜式壁受力均匀，将变化控制在1内；同时应成立专门的测量小组，对膜式壁进行全方位的跟踪测量，并定期对测量的数据进行分析，以便消除误差的积累。3.2.3.3膜式壁焊接后的检测膜式壁焊接后应对管口进行25%射线探伤或25%超声波探伤，探伤时间为每天中午12：00-14：00，夜间23：30-0：30或5：30-6：30。探伤后四个小时出具结果，若有缺陷，焊接班组应立即进行处理。若合格，则应立即吊移至合理部位，以便后续组对。探伤合格后，进行吊装焊接，在膜式壁上部鳍片前、后、左、右应设四个吊耳以便高空调整，膜式壁临时操作平台支架的焊接完成后，方可进行转运，吊装，组对，安装。吊装前应将操作平台跳板捆绑牢固。3.3膜式壁吊装吊装前应通知钳工工长复查上集箱相对位置、标高、水平度、热膨胀是否满足设计要求，集箱是否临时固定，同时再次复查膜式壁和集箱是否对应，不得用错。3.3.1吊装时，由专人负责指挥，吊装区域正下方应设警戒区域、不得站人、工长安排专人巡视，保持吊装区域相对安静。吊装前，选择吊点应可靠，起吊前先试吊，待起重机具受力后梢作停顿，作全面检查，一切正常后方可正式起吊。3.3.2吊装到位后应进行管口检查，不符要求应进行处理。点焊前应用经纬仪测膜式壁垂直度，若是异型壁则应采取临时加固定膜式壁的措施。焊接时原则上先点焊中部管口，然后向两边平移。焊接作业由两人对焊，焊后应各进行25%的射探和超探。3.4膜式壁与集箱的连接膜式壁吊装到位后应按设计水平度，垂直度校核，特别注意与下部集箱的连接尺寸，避免累计误差超标，然后与下部集箱焊接。膜式壁与上、下部集箱连接前，应检查、清除管内、集箱内的杂物，并彻底清除“钻孔底片”。膜式壁间连接扁钢应从上往下焊，焊接时不得伤害管子，两面焊接后方可焊密封。四、膜式壁安装质量控制流程图见附图一五、总结经过近4个月的施工，该余热锅炉水压试验一次性成功，焊缝检验符合设计要求，得到了业主和监理的好评。整个锅炉一次性通过了重庆市技术监督局的验收；通过质量回访知道，该锅炉从竣工后投入运行近二年，运行情况较好各种指标均达到设计要求，每天处理垃圾近1000吨，产生的电力也并入重庆地方电网，为重庆的环保事业和经济建设做出了较大的贡献。- 14 - 附图一：余热锅炉膜式壁安装工序质量控制流程图 顶板大梁测量 立柱间距、垂直度测量吊挂孔标高、螺孔间距测量 立柱上1m，上、下集箱标高位放线顶板大小十字中心放线 0.000m层锅炉十字中心线放线 检查膜式壁外形尺寸、平面度、对角线、管口间距 膜式壁地面通球、组对 检查上集箱外形尺寸、管口角度、间距、平直度 上集箱、T型梁安装 上集箱相对固定 上集箱、T型梁吊装就位熟悉图纸规程规范技术交底 吊挂装置安装 确保同一集箱吊挂销轴孔中心在同一标高钢架顶部放线 吊挂孔尺寸复核检查 吊挂编号就位设备开箱检查 锅筒检查、划线 锅筒转运到吊装位置安装 锅筒吊装 锅筒就位找正 锅筒悬挂抱箍就位 锅筒抱箍临时操作平台安装 锅筒三维空间临时固定入库、分区堆放 退货、供货方委托返修、业主让步接受 合格 不合格 合金钢材料光谱分析 膜式，高、低过热器，省煤器同球检查检查规格、型号、数量、材质、完好情况专人进行尺寸监督，随谦荷载增加定期检查吊挂受力情况，施工过程中不得随意松紧吊挂螺栓 确保受力平衡，吊装顺序为先中部，后左、右两前膜壁组对吊装就位 前膜壁组合 前膜壁间密封 前壁刚性梁安装定位 左、右侧前及中膜壁吊装 左、右侧前中膜壁组对密封及刚性梁安装 中一壁吊装 中一壁组合、密封 先安中膜壁片，后两边 管屏组对、吊装中二壁吊装 中二壁组合 管屏与中二壁定位 中一壁与中二壁组合、密封 上部密封 管屏下集箱安装 管屏下密封前、中一壁下集箱安装 后壁对流下管束组对 后壁吊装 后壁顶部T型梁组合 后壁刚性梁定位 后壁下集箱安装 膜壁外部刚性梁连接 左、右侧壁下集箱安装 先安中部膜壁片，后两边 上、下集箱标高位置、间距复核 下集箱相对位置复核、固定 高低温过热器安装 左、右侧后部两壁安装 下集箱灰斗槽钢安装 合金钢管口焊后热处理热处理 下集箱标高、组对位置、炉膛尺寸监督 过热器集箱安装组对焊接 左侧后壁安装 侧壁密封 全炉密封补焊三烟道蒸发管束安装 后壁与烟道短管安装顶部管安装下降管安装 水压试验合格 按试炉方案进行 汽机调试检查门框安装 0.5Mpa气密性试验 具备水压试验条件 筑炉 外护