螺旋管圈水冷壁的安装要点及解决方法浅析

刘振军

(中国电建集团核电工程有限公司山东省250000)

摘要:通过总结探讨600MW超临界锅炉螺旋管圈水冷壁组合安装中出现的难点、要点及其解决方法，确定最佳组合方案和安装方法。提高工作效率，保证施工质量，积累施工经验，为以后的施工提供借鉴。

关键词:螺旋管圈水冷壁安装要点方法

沙洲电厂工程（2×600MW）是我公司承建的第一台超临界机组，是由上海锅炉厂引进美国CE公司的技术设计生产的，型号为SG1913/25.4-M955。锅炉为超临界变压运行螺旋管圈燃煤直流炉、单炉膛、一次中间再热、采用四角切圆燃烧方式、平衡通风、固态排渣、全钢悬吊结构。是我公司初次涉及安装的新型机组，该炉型具有参数高、效率高、结构复杂等特点。

从结构来看，锅炉整个受热面的布置与上海锅炉厂引进美国CE公司的技术生产的亚临界300MW的锅炉极为相似。最大的区别即从标高8300mm到49468mm采用螺旋管圈水冷壁（螺旋升角为13.9498°）。

由于螺旋管圈水冷壁的焊口都集中在角部，焊口位置不利，给施焊带来很大难度。而且由于该种炉型没有汽包，为保证介质的循环畅通，必须保证螺旋水冷壁的升角，保证机组的安装质量，保证机组在以后的投产运行中的正常性及稳定性。因此，在实际的安装过程中，有许多的难点、要点，针对施工中的这些难点、要点，我们投入了很大的人力、物力来克服解决。通过八个月的努力奋斗，沙州电厂＃1炉水压一磅成功。同时我们也总结了施工中的难点、要点及其解决方法，为以后同类型机组的施工提供借鉴。

施工的要点、难点按照施工顺序分为施工前、施工中两部分。

一、施工前：

螺旋管圈水冷壁的地面组合质量，由于螺旋管圈水冷壁有一个上升倾角（13.9498°），而且螺旋管圈水冷壁的几何尺寸是不规则的平行四边形，因此在地面组合中要求：

1、安装前要严格复查、保管好设备

螺旋管圈水冷壁管屏供货时的片数多，每片的长宽相差悬殊，管子材质复杂，管径较小，且设备在供货状态下的偏差是不可避免的，故严格复查管屏的设计制造尺寸、材质，运输中是否有划痕、变形等问题，做到及时反映，尽快处理。

由于超临界锅炉的整个受热面包括管子之间的鳍片均为高合金钢材质，因此对设备的保管及领用需加强管理，锅炉厂供的作为密封用的密封条等小件设备也要加强管理，由于材质的特殊性，普通材料无法取代，因此要严格控制用量，材料员要根据图纸跟踪使用情况，及时做好记录，以免浪费，给施工造成不便，不要由于设备原因影响施工。

2、高标准搭设组合平台

螺旋管圈水冷壁对临时组合平台的要求很高。组合平台的水平度的好坏，精确度的高低，平台搭设的是否牢固，平台上是否有焊点、瘤子等尖锐物体，在搭设组合平台时都是我们需要注意考虑的问题。不能因为是临时平台就要降低标准，放松要求。因为平台的质量好坏关系到所组合的螺旋管圈的平整度的大小。关系到下一步高空安装时的施工质量与施工进度。

3、建立统一的测量、验收标准

在施工前就与业主、监理协商好，建立一个统一的测量、验收标准体系。在以后的施工、验收、各种质检站活动中用同一个基准来测量验收。以免引起不必要的麻烦。如：a.施工中和验收时都要使用相同的标准尺；b.以钢架K柱为基准作为整个锅炉受热面高空整体安装找正验收的依据。避免以前以多个标准点测量、多人次进行整体找正而产生的误差，导致误工误时，影响施工的进度。

二、施工中：

螺旋管圈水冷壁的安装、找正、对口是超临界机组受热面安装中最重要、最关键的一环，螺旋管圈水冷壁安装的质量好坏，关系到整个受热面整体水压能否顺利地一磅成功。因此要注意：

1、吊装、运输中的防变形撞伤

受场地的限制，螺旋管圈水冷壁在组合及组合完成后，必然涉及到运输或吊装，且由于螺旋管圈水冷壁管屏的长度将近20m，管径小容易弯曲变形，因此吊装运输的重要性是不言而喻的。在运输吊装的过程中因马马虎虎、粗心大意、吊装点选用不妥、运输方法不对、钢丝绳选用不当等原因造成管屏的变形、撞伤、划痕。需校验整形，重新补焊，增加了不必要的工作量。而且会给以后的水压埋下质量隐患。就需要制定相应的吊装运输方案，制作吊装运输专用支架防止吊装运输中的变形撞伤。

2、高空安装脚手架的搭设

因为螺旋管圈水冷壁的特殊性，管屏管口不在一条水平线上，且燃烧器水冷壁及灰斗水冷壁的焊口都集中在角部位置，所以就给螺旋管圈水冷壁高空安装的脚手架出了一个小小的难题，脚手架的搭设虽然是一个小问题，但是如果搭设质量不好，安全性不高，就会影响到施工人员的人身安全，施工进度，甚至施工项目的质量好坏，因此涉及的面很广，也变得非常重要。在螺旋段的安装中，认真听取每一个施工人员的意见和建议，实施民主集中，很好的解决了这个问题，

3、高空找正、安装、对口及密封的要点

a.标高的找正。受热面上集箱找正过程中，要考虑沉降，把标高适当提高。在垂直水冷壁与螺旋管圈水冷壁的过渡过程中，要严格控制垂直水冷壁四圈的标高一致，为下面螺旋管圈水冷壁的对口创造条件。螺旋管圈水冷壁对口前中间集箱及下面的接口管座的标高也要严格找正。如果下面的管座焊口不平齐，需用坡口机修齐后再进行施焊。为保证喷燃器的切圆度，且由于螺旋管圈的空中焊口大部分均在角部，因此要严格保证燃烧器区域水冷壁安装过程中各层焊口的标高，螺旋管圈水冷壁角部的尺寸。管口不齐或管口不在设计位置时，需用坡口机修齐后再安装，安装过程中要时刻测量四面水冷壁的中心，保证不能偏移。

b.螺旋管圈水冷壁的对口。自水冷壁中间集箱往下，90％以上的焊口都由散管过渡，而且散管的数量太多，螺旋管圈水冷壁的焊口约为10000只左右，占整个水冷壁焊口数的三分之二还多。考虑到此炉型不是上海锅炉厂的成熟产品，高空施工的难度，而且又是散管，所有的散管在实际的对口安装中约有80％都长10-40㎜，还有一个上升倾角，因此所有的散管在地面时就要仔细清点，用油性记号笔做好标记，摆放整齐，高空焊口时须准备好无齿切割机、坡口机、角向磨光机等工具。以备随时使用。

由于高合金钢的材质较脆，因此在对口过程中绝对不能强制对口，如需要火烤加温，应注意管材的热处理，然后加保温材料缓冷。且所有焊口焊完后不能立即进行探伤，防止检测不到延时裂纹。

由于水冷壁管圈之间的鳍片为合金钢材质，吊装过程中不能随意施焊吊耳，安装过程中不能随意抽缝。在受热面的安装过程中，要特别注意不能割伤受热面母材。将所有抽缝焊接的点做好记录，以备查。

c.刚性梁的安装。螺旋管圈水冷壁与刚性梁是通过小梳形板焊接在一起的，施工中的要点是是合金钢材质，且焊接量很大。现场施工时要充分考虑到此处所需大量的人工。

比较前后灰斗刚性梁与垂直段刚性梁、螺旋段刚性梁、左右冷灰斗刚性梁及以往的亚临界炉型灰斗刚性梁的最大不同：（1）前后冷灰斗水冷壁刚性梁有一个55°倾斜角。而且平均每一根刚性梁的重量约10000㎏。施工难度相当大;（2）前后冷灰斗水冷壁刚性梁不是框架结构，容易变形;（3）前后冷灰斗水冷壁刚性梁的膨胀点多面广，每个膨胀点的膨胀量都不相同，结合现场的实际情况，使用大型的起重索具，尽可能的将前后冷灰斗水冷壁及刚性梁整体组合，整体吊装、就位、找正、对口、密封，是最省时、省力、方便、快捷的方案。

d.下集箱的安装。经审阅图纸发现水冷壁下集箱特点为：（1）下集箱为Φ355.6×53.98，总重量不是很重。（2）下集箱的前后尺寸为6500㎜，左右尺寸为21800㎜，整体的几何尺寸比较大。（3）前、后下集箱的周围是一个很大的空档，单个集箱的找正加固是一个难点。仔细探讨施工方案，将下集箱在炉膛内整体组合，加固后用卷扬机、滑轮组提升到安装位置。然后找正验收。

综合以上螺旋管圈安装中的要点、难点，大致汇总为：（1）安装施工人员的素质较低。（2）安装施工中的措施不当（3）设备的厂家制造原因。

如下图所示：

经分析研究以上要点的形成因素，可发现施工人员的素质较低与施工的措施方法不当都是可以预防避免的主观的人为因素。设备厂家的制造缺陷，则是我们不能提前预防解决的客观因素。

为保证施工质量，满足施工进度，在项目施工前就做到，预先制定相应的质量控制和预防措施，制定了多项质量管理制度，举办多期专项培训班。施工中，针对施工人员素质较差，质量意识淡薄。除对施工人员在施工前交底外，我们采取必要的过程控制，每个项目，都制定了过程控制点，及时发现问题，及时制止更正，避免质量隐患，杜绝返工现象的发生。对于施工的措施方法不当问题，施工前技术人员要进行专业图纸会审，施工中狠抓技术管理工作，做到技术工作超前，技术工作做细。对技术员的要求是“一细、二严、三勤、四及时”。而对设备厂家的制造缺陷，虽是我们不能提前预防解决的客观因素，但是我们只要及时与锅炉厂、业主、监理联系协商，尽快地制定了处理方案，就能确保安装质量，保证施工进度的正常进行。

不论是主观的人为因素，还是客观的设备原因，只要在实际的安装施工中我们预先充分地考虑到，并且有了切实可行的预防措施，就不难实现我们的质量目标，实现我们创精品的目的。

参考文献：

《600MW超临界机组锅炉安装说明书》上海锅炉厂

600MW超临界机组锅炉受热面图纸上海锅炉厂

《电力建设施工质量验收及评价规程第2部分：锅炉机组》DLT5210.2-2009

《火电施工质量检验及评定标准》（锅炉篇）1996年版

《电力建设施工技术规范第2部分：锅炉机组》DL5190.2-2012

《电力建设安全工作规程第1部分：火力发电厂》DL5009.1-2014