國內首臺350MW超臨界流化床鍋爐安裝方案研究

 華電朔州一期2x350MW熱電機組工程廠址位于山西省朔州市經濟開發區工業園區東,該項目是山西省“十一五”規劃建設的重點項目之一,是山西省重點工程之一,屬于新建“上大壓小”和熱電聯產項目,采用直接空冷技術,鍋爐采用上海電氣集團股份有限公司生產的超臨界參數變壓運行直流爐,循環流化床燃燒方式,一次中間再熱?平衡通風?全鋼構架結構,緊身封閉?

工程于2012年開工建設,項目投產后,年發電量36億kwh,年供熱量610萬吉焦,可形成1200萬平方米的供采暖能力,同時將取代朔州市境內141臺低效率?高耗能?高污染的小鍋爐?對改善城市環境,提高市民生活質量,促進地方經濟社會發展將發揮十分重要的作用?

1 鋼架吊裝方案

鍋爐鋼架結構總重約4600噸,主要包括爐頂鋼架,爐頂支撐,預熱器和省煤器鋼架,各層剛性平臺與平臺?扶梯以及其他所需的支吊結構?采用摩擦型高強螺栓連接,鋼結構共分7個安裝層,分別為12.6米?22.5米?35.4米?42米?52.6米?62.5米?72.3米,鍋爐鋼結構的寬為48米,深度47.85米,72.3米爐頂鋼架由板梁(主梁)?次梁?受壓件支吊梁組成,形成一個剛平面?板梁共12根,最重板梁為18.3噸(與其他同類型機組不同),立柱最重為38噸(共兩根),最重次梁29噸(共兩件)?

1.1吊車選用

本次鋼架吊裝前,經過現場及圖紙審閱,考慮將來塔機拆除及吊裝重量,工程選用了一臺Dll00一63塔式起重機作為主吊機械,其中使用高度110米,幅度70米,布置在爐左側2K與K3柱之間,稍偏向爐前方向,因4K與5K之間為一次風機基礎,所以將吊車位置進行了躲讓?

本方案較為合理,順利完成了鋼架的吊裝任務?不足之處:因塔機平行臂為24米,在拆除降落時,平行臂只能落到煤倉間61米,所以不能自行落到底部,租用500噸汽車吊進行拆除?

1.2超重件的吊裝方案

選擇在吊裝過程中,有個別件因作業半徑太大,63噸塔機無法滿足吊裝要求,所以采取其它的方式:

1.2.1爐左側次梁29噸:在板梁與另外一根次梁上,制作吊裝門字架,并焊上吊耳,穿裝滑輪組吊裝次梁一端,另外一端采用63噸塔機,從鍋爐零米起吊,共同抬吊完成?

1.2.2最重立柱吊裝:38噸,采用在兩側立柱上生根滑輪組,鋼絲繩拴住立柱的底部,其頂部采用63噸進行平衡,保持立柱不歪斜即可,從鍋爐零米起吊,然后就位?

2 空予器冷熱端梁吊裝

最重63噸,傳統的方案采用大型吊車直接進行吊裝就位,因63噸塔機無法滿足吊裝要求,工程上沒有大型吊車,如果租用的話,費用較高,本工程經過方案對比論證后,注冊QC小組進行了攻關,采用小型工器具即卷揚機進行了吊裝,所用消耗性材料,均取自設備的包裝物,同時,在吊裝過程中,由于受到空間的限制,起吊兩根梁時,采用了傾斜的方式,順利完成了吊裝任務,該QC小組的活動,先后參加了中電建協和中國建筑業協會舉辦的交流會,均獲一等獎?

3 受熱面吊裝方案

受熱面設備分為水冷壁?水冷屏?旋風分離器?過熱器?水冷風室?再熱器等,焊口約34000只,鍋爐受熱面分為爐膛區?分離器區?后煙井區三部分,沿鍋爐中心左右基本對稱布置?爐膛寬深二99,后水上集箱標高為59300mm,側水上集箱標高為59300nlln?爐膛內布置24片高溫過熱器?24片水冷蒸發屏,16片高溫再熱器,24中溫過熱器?后煙井寬x深二21700x9200,后包墻下集箱標高47300nun,前包墻及側包墻下集箱標高47300nlln?后煙井內部采用雙煙道結構,由中隔墻分開,前面為低溫再熱器,墻后由上到下依次為低溫過熱器?二級省煤器,一級省煤器等?

根據汽冷式旋風分離器的結構特點,每臺分離器均采用上吊下支結構,上部由次板梁稱重,下部與回料閥中間的金屬補償器消除相互間的脹差?在施工過程當中將同一編號的直段與錐段用鋼絲繩串聯在一起進行單片吊裝,這樣既減少了頂板層次梁的緩裝量,又在預存過程中避免因下方鋼梁無法稱重而變形,部分管屏可以直接穿裝吊桿就位,同時避免了地面組合因管屏形狀復雜,管屏剛性差,而造成現場組合后的累計誤差不能達到設計要求?待整個分離器管屏吊裝完后,從帶吊桿的某個管屏開始調整標高,逐一進行分離器上部集箱對口?將分離器上部環形集箱(共計8件)調整完后,采用五點測圓法保證分離器上集箱的圓度,進行焊接?焊接時圓周同一直徑上的焊口同時施焊,防止焊接應力變形,根據上集箱的圓度及同心原理,對直段管屏進行拼縫焊接,確保分離器直段管屏的圓度,然后再逐片進行錐段管屏與直段管屏的對口,之后提升分離器下集箱與錐段管屏對口?此過程中確保分離器的橢圓度?上下中心垂直度的偏差?此方案申請了工法,并被錄用?
    4 澆注料的施工

4.1 焊縫打磨

循環流化床鍋爐對水冷壁?包墻管屏向火面焊口?密封焊縫要求極為嚴格:制造焊縫和現場焊縫,均應平滑,不應有毛刺?尖銳突起,凹凸不允許超過0.smm,否則運行中對設備磨損極快,水冷壁打磨成為循環流化床鍋爐安裝工藝的關鍵點;為了縮短工期,減少高空作業,在地面組合時施工人員在焊口探傷合格后,我們及時對焊口?管屏拼接密封焊縫進行滲油試驗?焊縫打磨,并在焊接前對于管屏拼接處密封板進行兩側加工坡口,焊接時要求填平?控制焊縫高出密封板lmm,既保證了強度,又可減少突出焊高便于焊接后打磨平滑,管屏表面平滑度在地面施工時就己達到了設計要求?本方法確保了水冷壁?包墻安裝質量,也提高了施工進度,減少高空作業,效果非常的顯著?同時爐膛內的所有施工焊縫經打磨平滑達標后辦理簽證單,由監理和業主簽證確認?

4.2爐內砌筑

爐內砌筑在循環流化床鍋爐安裝施工中有著至關重要的作用,一則因為工作量大,二則爐內砌筑質量對于鍋爐燃燒?煙風系統及床料循環設備的耐磨性和鍋爐空氣動力場特性有著決定性作用?在很大程度上決定了鍋爐的運行穩定性和熱效率?對此我們采取了多種質量控制措施:耐磨耐火材料的產品質量是保證其施工質量的關鍵,因此,耐磨耐火材料提前巧天進貨,以便于抽檢?抽檢的主要指標包括耐壓強度?抗折強度?耐磨性能和熱震穩定性等,合格后才可進行使用?

5 結束語

國內外眾多電廠在施工過程中出現了工期拖延以及質量事故,運行中出現無法達到設計要求等現象,尤其在安裝技術方面,由于選擇的方案不正確,措施不到位,極大限制鍋爐的安裝進度和施工質量,直至影響將來的機組的安全運行?本工程在施工中積極探索新的科學的方法?先進的工藝技術,確保了國內首臺350MW機組流化床鍋爐的安裝,為同類型機組的安裝提供了大量寶貴的資料?