火电机组锅炉螺旋水冷壁安装方法

陶良友李政

（中国能源建设集团安徽电力建设第二工程有限公司安徽230601）

摘要：螺旋水冷壁是一种应用在直流锅炉以及超临界中的新工艺、新技术，螺旋水冷壁管在冷灰斗开始就会按照一定的角度呈现出盘绕上升的结构，螺旋水冷壁上部与过渡段水冷壁连接，下部通过水冷壁下集箱连接到集中下降管。与一般的设备相比而言，大容量锅炉深度尺寸大、炉膛宽度大，在以上几种因素的影响之下，其组合率也一直较低。此外，由于组件在水平方向有着较大的尺寸，而垂直方向的尺寸较小，这也给吊装工作的开展带来一些困难，吊装过程的加固工作十分复杂，在螺旋水冷壁与锅炉进行安装时，需要考虑到锅炉的具体使用要求，而螺旋水冷壁焊口因制造和安装的需要往往为分散布置，这也给管排的安装焊接与对口找正带来一些困难。锅炉螺旋水冷壁的安装是锅炉安装工作的重点项目，也是锅炉受热面安装工作中的难点，在满足设计标准的前提下，水冷壁安装对于锅炉整体运行效果有着直接的影响，下面就以某锅炉水冷壁的安装来分析其具体的安装方法。

关键词：火电机组锅炉；螺旋水冷壁；安装方法

引言：随着节能减排问题的日益突出，发电机组采用高参数、大容量的趋势已经明确，机组参数的提高引起了锅炉结构及受热面材质发生大幅变化，超超（超）临界锅炉采用螺旋水冷壁结构，这对锅炉安装提出了更高的要求。将螺旋水冷壁的安装关键质量控制点，进行明确说明，来保证锅炉螺旋水冷壁的安装质量。

一、螺旋水冷壁简介

目前，超（超超）临界压力直流锅炉炉膛四周一般为全焊式膜式水冷壁，由下部螺旋盘绕上升水冷壁（包括过渡段螺旋水冷壁、中部螺旋水冷壁、冷灰斗螺旋水冷壁）和上部垂直上升水冷壁两个不同的结构组成，两者间由过渡水冷壁和混合集箱转换连接，炉膛角部为圆弧过渡结构。螺旋水冷壁作为超（超超）临界锅炉最为重要的承压部件之一，安装质量的控制一直以来是锅炉受热面施工过程中的一项技术难题。

二、火电机组中部螺旋水冷壁安装方式

在中部螺旋水冷壁完成预组合工序之后，需要将管排按照吊装顺序设置在组合架上，并在安装基准线与管屏中心线位置作出相关的标记，对各项工序进行深入的检查，看是否存在缺陷，如果发现缺陷，就要及时的进行处理。同时还要对设备进行检查，看管子是否有重皮、裂纹以及设备运输中磕碰等现象，并根据图纸对管排进行几何尺寸复查，并做好标记，利用吊车根据所做标记及图纸位置将管排摆放到位。摆放时上下管排间距保证大于600mm，以便于通球及设备管口打磨。对于中部螺旋水冷壁，可以使用如下的流程进行安装：搭设组合架、对前后水冷壁螺旋段地面进行预组合、保留好左右水以及两边焊口高空位置、对前后水冷壁中部螺旋管排进行组合、处理好附件、调整好过渡水冷壁标高，进行加固处理、安装螺旋水冷壁。考虑到冷壁管排的处理方式较为简单、施工速度也更快，因此，在吊装的过程中可以先安装好左侧水冷壁，再安装右侧水冷壁，再进行密封处理，保障水冷壁可以承受相关的重量。在水冷壁中，需要找出正位，采取科学有效的方式进行加固处理。在进行安装的过程中，需要保障焊口的连接质量，在找正时，需要保证水冷壁前后位置、左右位置、标高与炉膛对角线的尺寸符合相关的标准要求。对于中部左右螺旋水冷壁，需要做好加固工作，加固层数需要保持在四层以上，每层水冷壁的点不能小于四个。在吊装组件时，需要根据水冷壁基准来安装，这样不仅可以保障安装的质量，还可以节约相关的加固用料。在地面预组合缺陷工作处理完成之后，就能够有效增加水冷壁组合率，还可以减低后续施工难度，施工人员只需要找准基准线与中心线即可完成后续的施工，这样既能够有效提升施工的质量，也可以减少施工质量，达到缩短工期的作用。

三、螺旋水冷壁安装质量预控

（一）管排清洁度的质量控制

管排组合前内部清洁至关重要，对管排的吹扫、通球都要进行，要有技术人员的监督和监理相关人员旁站。管排的组合安装前都要对管口的封闭情况进行检查，进行相关确认。管道内的异物堵塞是造成锅炉运行超温爆管的重要原因，在现场安装过程中如果不严密控制受热面内部清洁度，都会对机组运行埋下隐患。锅炉受热面管子内部清洁度对锅炉安全稳定运行的重要性不言而喻，它是确保锅炉长期连续运行的最主要因素，现场必须制定严格的螺旋水冷壁内部异物检查、清理工作贯穿整个锅炉安装过程，确保管排内部洁净，最大限度地降低锅炉爆管概率。

（二）管排的安装质量控制

为了预控螺旋水冷壁整体上升角度和外形尺寸，需要严格控制螺旋管的标高和中心线与钢架间距。对口焊接前复核一遍标高，并找正管屏中心线与锅炉中心线的偏差即可。每一阶段安装时，先吊装到位并进行初步调整，待四面墙同阶段管排全部吊装到位后，按已标识的纵向分段线进行定位，对管排纵向中心线按水冷壁向火面标识的纵向中心线进行测量定位。按图纸中管排间的相对理论标高找正四片管排整体标高、螺旋升角、管间距。同时调整管排的垂直度及管排平整度。拉钢丝检查下片管排下端的立向直线度，调整管排之间的间距，以防管排的下挠。以最下段管的两端管口中心为基础在炉内进行整体找正，先检查各炉面墙的中心线是否在一条铅垂线上，然后再测量炉膛同一平面的对角线是否一致。根据测量情况用链条葫芦调整四角对角线、炉膛宽度、上升角度，直到符合图纸要求。

螺旋管排高度达30多米，为避免安装误差积累，在上层燃尽风上标高和下层燃烧器下标高之间，设置多层控制点，分层找正，减少误差积累，安装底部冷灰斗水冷壁，底部拐角与炉前后方向一致，确保水冷壁的中心线符合炉膛中心线，下联箱的底标高符合设计要求[1]。

（三）管排的焊接质量控制

螺旋管水冷壁转角处的管子对口焊接，难度比较大、容易产生错口、折扣，加强管子焊接的质量检查。而且安装密封铁件和焊缝数量非常多，施工中必须采取相应措施，以防焊后变形。为防止角部焊鳍片引起变形，可采取以下措施：第一，螺旋管屏与角部连接管焊后，立即把管节距调至设计值（如与螺旋上升角度有矛盾，可适当调整）镶嵌鳍片间隙尽量小，并有90%以上与管焊位吻合，间隙为1-2mm,多数间隙为1mm左右。第二，管排组合焊接增加点焊长度及密度；采用分散跳焊，减少变形，对同一鳍片焊接，拟定焊接顺序，交叉施焊。焊条、焊丝采用的型号，焊接电流控制的范围等。为防止螺旋水冷壁平面波浪形变形，可在钢性梁与管屏加垫金属件，限制变形。超超临界压力锅炉的水冷壁工作参数非常高，其工作压力达26.16Mpa以上,工作温度为605℃,为了确保安装焊接质量,使设备能长期安全、满负荷地连续运行,应制订符合相适应锅炉的焊接工艺卡,使参加锅炉受压部件焊接的焊工水平进一步提高,以适应超超临界机组的安装[2]。

结论：

在电力事业的发展之下，各类大容量超临界机组相继出现，螺旋水冷壁作为火电机组锅炉的重要组成部分，其安装质量直接影响着整个机组运行的安全性与稳定性。为此，文章围绕火电机组锅炉螺旋水冷壁安装方法进行了详细分析，希望能够给相关人士提供参考依据[3]。

参考文献：

[1]于文清,刘瑞.针对电网两个细则超临界机组AGC控制策略的优化[J].仪器仪表与分析监测，2012(02).

[2]梁茂春,杨金发.邹县电厂四期工程锅炉水冷壁系统设计及结构特点[J].山东电力技术，2017(04).

[3]魏海涛,安洪坤.上汽600MW亚临界汽轮发电机组低发对轮检修要点分析和专用工器具的制作、使用[J].科技创新导报，2012(13)

[4]国电蚌埠电厂二期扩建工程#3锅炉水冷壁图纸及相关技术文件