談循環(huán)流化床鍋爐施工過程管理

梁鐵八

(中國能源建設(shè)集團山西省電力建設(shè)四公司，山西太原 030000)

1 循環(huán)流化床鍋爐介紹

1.1 循環(huán)流化床鍋爐

循環(huán)流化床(CFB)鍋爐是20世紀(jì)80年代發(fā)展起來的高效率、低污染和良好綜合利用的燃煤技術(shù)，由于它在煤種適應(yīng)性和變負(fù)荷能力以及污染物排放上具有的獨特優(yōu)勢，使其得到迅速發(fā)展。

循環(huán)流化床鍋爐采用流態(tài)化的燃燒方式，這是介于煤粉爐懸浮燃燒和鏈條爐固定燃燒之間的燃燒方式，即半懸浮燃燒方式。所謂液態(tài)化是指固體顆粒在空氣的作用下處于流動狀態(tài)，從而具有許多流體性質(zhì)的狀態(tài)。在爐內(nèi)存在著大量的床料(物料)，在鍋爐一次風(fēng)、二次風(fēng)的作用下處于流化狀態(tài)，并實現(xiàn)爐膛內(nèi)的內(nèi)循環(huán)和爐膛外的外循環(huán)，從而實現(xiàn)鍋爐不斷的往復(fù)循環(huán)燃燒。

與其他鍋爐相比，循環(huán)流化床鍋爐增加了高溫物料循環(huán)回路部分即分離器、回料閥;另外還增加了底渣冷卻裝置。分離器的作用在于實現(xiàn)氣固兩相分離，將煙氣中夾帶的絕大多數(shù)固體顆粒分離下來;回料閥的作用一是將分離器分離的固體顆粒返送回爐膛，實現(xiàn)鍋爐燃料及石灰石的往復(fù)循環(huán)燃燒和反應(yīng)，一是通過循環(huán)物料在回料閥進料管內(nèi)形成一定的料位，實現(xiàn)料封，防止?fàn)t內(nèi)的正壓煙氣反竄進入負(fù)壓的分離器內(nèi)造成煙氣短路，破壞分離器內(nèi)的正常氣固兩相流動及爐內(nèi)正常的燃燒和傳熱。循環(huán)流化床鍋爐可以實現(xiàn)爐內(nèi)高效廉價脫硫。

1.2 循環(huán)流化床鍋爐相比煤粉鍋爐的優(yōu)點

循環(huán)流化床鍋爐通過獨特燃燒方式，占據(jù)了有利地位，這在于它諸多優(yōu)點，相比煤粉爐有以下優(yōu)點:燃料適應(yīng)性特別好、燃料系統(tǒng)比較簡單、燃燒效率高、負(fù)荷的調(diào)節(jié)范圍寬，調(diào)節(jié)性能好、燃燒污染物排放低、燃燒熱強度大，爐內(nèi)傳熱能力強、給煤點數(shù)量少，布置簡單、易于實現(xiàn)灰渣的綜合利用。

2 循環(huán)流化床鍋爐施工管理控制措施

由于循環(huán)流化床燃燒技術(shù)的獨特之處，所以循環(huán)流化床鍋爐安裝施工就具有獨特之處，它的安裝不同于其他形式的鍋爐安裝，首先該類型的鍋爐總體可以分為三個安裝區(qū)域:爐前、爐中、爐后。該類型的鍋爐安裝主要階段有:鋼結(jié)構(gòu)安裝、分離器及回料系統(tǒng)安裝、受熱面安裝(包括鍋筒、水冷系統(tǒng)、過熱系統(tǒng)、再熱系統(tǒng)、附屬管路系統(tǒng)等)、煙風(fēng)煤管道安裝、除灰除渣系統(tǒng)安裝、點火燃油系統(tǒng)等。在循環(huán)流化床鍋爐安裝施工中應(yīng)對這幾個階段進行嚴(yán)格控制，采取可靠可行的措施進行管理，才能保證安裝施工工藝和質(zhì)量。現(xiàn)以哈爾濱鍋爐廠生產(chǎn)的135MW電站循環(huán)流化床鍋爐為例，探討循環(huán)流化床鍋爐的施工管理措施。

2.1 鋼結(jié)構(gòu)施工管理控制

本鍋爐采用全鋼結(jié)構(gòu)。按軸和列劃分，從左至右為B0，B5.5，B17.5，B29.5，B35軸，鋼結(jié)構(gòu)左右跨距 35000mm。從前至后為BE，BF，BG，Bh列，前后深度32820mm。BE列與Bh列頂板梁上標(biāo)高EL53800mm，BF列與BG列頂板梁上標(biāo)高EL54100mm。鋼結(jié)構(gòu)從下至上分為五層加頂板，全爐桿件(柱、梁、支撐)數(shù)量約1200件。鋼結(jié)構(gòu)總重約(包括梯子平臺)1524t。主要承載桿件為鋼板拼制而成的h形斷面結(jié)構(gòu)，主要材質(zhì)為Q345-B。構(gòu)件間使用高強螺栓連接，其規(guī)格為M22，數(shù)量共計17959套。

結(jié)合鍋爐的特點，鋼結(jié)構(gòu)吊裝的原則采用:散吊為主，組合為輔。中間穿插吊裝部分煙風(fēng)道、汽水管道、旋風(fēng)分離器以及管箱空氣預(yù)熱器的原則。每安裝一層找正一層，高強螺栓終緊，質(zhì)量驗收后安裝上一層。相應(yīng)平臺、樓梯、欄桿隨即安裝，減少以后平臺的安裝困難，為下一層的安全施工創(chuàng)造條件。

鋼結(jié)構(gòu)安裝流程為:設(shè)備檢查、清點、編號→基礎(chǔ)劃線→設(shè)備劃線→柱底板安裝、找正→二次灌漿→第一層鋼結(jié)構(gòu)吊裝、找正→高強螺栓初擰→質(zhì)量驗收→高強螺栓終擰→上層鋼結(jié)構(gòu)吊裝、找正、驗收→鋼結(jié)構(gòu)整體復(fù)查找正→柱頂劃線→頂板梁吊裝、找正。

該施工階段的施工控制點主要是柱的垂直度、頂板梁的撓度、測量計吊裝、預(yù)留件的控制等。對立柱的長度、垂直度、扭曲值以及梁的長度、撓度、旁彎度等幾何數(shù)據(jù)進行認(rèn)真細(xì)致的地面檢查，并做好記錄，以便指導(dǎo)施工。在施工中必須嚴(yán)格控制安裝質(zhì)量，記錄數(shù)據(jù)，保證鍋爐整體尺寸，誤差值一定要在規(guī)范要求內(nèi)。頂板梁的吊裝為主要控制點，也是整個施工過程重要節(jié)點之一。鋼結(jié)構(gòu)施工中為了下面受熱面的施工需預(yù)留吊裝空隙，所以必須嚴(yán)格認(rèn)真會審所有圖紙，在滿足施工要求的前提下，盡量減少預(yù)留件。

2.2 受熱面安裝施工管理控制

2.2.1 鍋筒安裝施工

鍋筒是鍋爐汽水系統(tǒng)中主要的承壓部件之一。本臺鍋爐鍋筒規(guī)格為:筒身 φ1780×90mm，材質(zhì)為DIWA353，重量為75493.59kg(含鍋筒內(nèi)部裝置)，鍋筒總長度15550mm。鍋筒吊架重量7675.8kg，吊桿直徑為 150mm，材質(zhì)為 30CrMoA，螺母材質(zhì)為30CrMoA，鏈片材質(zhì)為16MnR，銷軸材質(zhì)為38CrMoALA。鍋筒安裝標(biāo)高為48050mm，吊架中心間距9000mm，鍋筒懸吊于BE-BF間爐頂鋼架梁上，鍋筒縱向中心距BE列1660mm。

鍋筒吊裝的基本方法:提前將鍋筒吊架的吊桿安裝到標(biāo)高53800mm梁上;根據(jù)鍋爐鋼架及鍋筒的結(jié)構(gòu)狀態(tài)參數(shù)，結(jié)合現(xiàn)有的吊裝機具特點，決定通過400t履帶吊將鍋筒由BE-BF間區(qū)域的空間內(nèi)水平垂直起吊。在鍋筒中心高度達(dá)到48050mm時停止起升，穿裝鍋筒鏈片與吊桿連接銷軸，通過吊桿上的螺母調(diào)整標(biāo)高(略高3mm～4mm)，使鍋筒最終安裝就位。

鍋筒的安裝是電廠機組工程的重要節(jié)點。由于體積大、重量重、長度長，所以鍋筒從生產(chǎn)到運輸再到卸車安裝都是重要的控制點。鍋筒到場后首先要進行設(shè)備的檢查，對幾何尺寸進行核查，對合金成分進行檢驗，保證接收設(shè)備的合格。鍋筒的卸車視現(xiàn)場的環(huán)境條件一般使用的方法有單車卸車和兩車抬吊卸車。本次現(xiàn)場配備的為400t履帶吊，場地較大，所以采用單車卸車。鍋筒的吊裝也是難題，從以往的安裝看來，機械滿足的條件比較簡單，安全性也高;但是條件不好的可以采用卷揚機和滑輪組的吊裝方式，該方式節(jié)約機械費用，較經(jīng)濟，可前期準(zhǔn)備工作較多，卷揚機的布置、滑輪組的選擇、穿繩的方法等工作較多。目前為止很多電建單位采用液壓提升裝置來吊裝鍋筒，該方法較科學(xué)，但前期投資較大，該套裝置價格較高，不過可以重復(fù)使用。本工程較簡單，可用400t履帶吊直接吊裝就位。在鍋筒安裝的整個過程中需控制好以下幾點:設(shè)備檢查、U形吊桿與筒體表面的結(jié)合、吊裝監(jiān)護、就位后的找正、吊桿的調(diào)節(jié)。

2.2.2 汽水系統(tǒng)安裝施工

水冷壁系統(tǒng)由水冷壁固定裝置、膜式水冷壁、膜式水冷屏、水冷風(fēng)室、布風(fēng)板、剛性梁及其固定裝置、水冷壁散件、下水管及其固定裝置、汽水引出管、集箱組成。過熱器系統(tǒng)由過熱器固定裝置、包墻過熱器、一級過熱器、二級過熱器、三級過熱器、剛性梁及其固定裝置、過熱器連接管、減溫器、集箱組成。再熱器系統(tǒng)由再熱器固定裝置、冷段再熱器、熱段再熱器、再熱器連接管、減溫器、集箱組成。省煤器系統(tǒng)由省煤器固定裝置、省煤器蛇形管排、省煤器吊掛管、給水管及其固定裝置、省煤器再循環(huán)管及其固定裝置、省煤器集箱組成。

汽水系統(tǒng)是鍋爐的換熱部分。在安裝前應(yīng)先做好前期的工作，搭設(shè)組合平臺，盡量在地面組合，減少高空施工，從而可以節(jié)省工期。組合平臺搭設(shè)應(yīng)按照受熱面的幾何尺寸和場地條件，布置合理，滿足施工需求。設(shè)備到場后要進行設(shè)備檢查，做好記錄，對合金部件的檢查必須做好百分之百的檢查，嚴(yán)禁材質(zhì)的錯用，造成運行事故。受熱面的對口焊接是組合安裝重點也是質(zhì)量重點，焊口的檢驗是必須進行的一道關(guān)口。水冷壁、包墻過熱器安裝后調(diào)整整體尺寸，保證前爐膛和后煙井各項數(shù)據(jù)符合要求，杜絕投入運行發(fā)生嚴(yán)重變形。

2.2.3 煙風(fēng)系統(tǒng)制作安裝施工

在循環(huán)流化床鍋爐中，煙風(fēng)道系統(tǒng)較多，主要有冷風(fēng)、熱風(fēng)、煙道、流化風(fēng)、返料風(fēng)、點火風(fēng)、密封風(fēng)等。由于系統(tǒng)較多，因此煙風(fēng)道制作安裝施工是難點。

煙風(fēng)道制作時根據(jù)圖紙設(shè)計尺寸與鋼材的規(guī)格，作出鋼板拼接計劃，既節(jié)省切割與焊接的工作量，又不浪費鋼材。煙風(fēng)道安裝時根據(jù)現(xiàn)場吊裝機具布置情況，盡可能的制作組合成大的組件，以減少高空的安裝難度。在制作中，管件的放樣是施工關(guān)鍵，避免不必要的材料浪費。在循環(huán)流化床鍋爐的運行中，常常出現(xiàn)漏灰漏風(fēng)現(xiàn)象，這就要求在煙風(fēng)道的安裝過程中嚴(yán)格控制施工質(zhì)量。膨脹節(jié)是為了補償煙風(fēng)道膨脹以及振動而設(shè)置的重要部件。膨脹節(jié)采用與煙風(fēng)道組合整體吊裝和單件吊裝相結(jié)合的安裝方法。膨脹節(jié)安裝時應(yīng)注意介質(zhì)流向，切勿裝反，且安裝時應(yīng)提前進行預(yù)拉或預(yù)壓。煙風(fēng)道與膨脹節(jié)采用插入式雙面角焊縫的焊接形式。膨脹節(jié)上的拉桿螺栓在安裝過程中嚴(yán)禁拔掉，組合安裝嚴(yán)禁強拉對口，否則熱態(tài)運行下容易發(fā)生變形，嚴(yán)重的會出現(xiàn)扯裂，造成停機事故。

3 結(jié)語

因循環(huán)流化床鍋爐的優(yōu)越性，并且符合環(huán)保的要求，在以后的電廠機組中會越來越多的采用，因此循環(huán)流化床鍋爐的安裝施工是研究趨勢，通過施工管理從而可以增強安裝質(zhì)量，減少運行后期的投資。

［1］岑可法.循環(huán)流化床鍋爐理論設(shè)計與運行［M］.北京:中國電力出版社，1998

［2］哈爾濱鍋爐廠.HG-480/13.7-L.MG44鍋爐說明書［Z］.

［3］呂俊復(fù)，張建勝，岳光溪.循環(huán)流化床鍋爐運行與檢修［M］.北京:中國水利水電出版社，2004.

［4］郝繼紅，閻潤生.循環(huán)流化床(CFB)機組技術(shù)交流［A］.全國電力行業(yè)CFB機組技術(shù)交流服務(wù)協(xié)作［C］.2012.