淺析熱電廠鍋爐受熱面檢修技術(shù)管控

摘 要：某熱電廠鍋爐受熱面檢修中需要對(duì)高溫再熱器管屏、高溫過(guò)熱器部分管段進(jìn)行更換，對(duì)低溫過(guò)熱器下部加裝一組蛇形管，涉及舊管屏拆除吊裝、新管屏安裝焊接和焊后熱處理、無(wú)損檢測(cè)等工作，本文結(jié)合實(shí)際施工作了闡述探析，通過(guò)嚴(yán)格的技術(shù)工藝控制和質(zhì)量管理措施，高效完成受熱面的檢修施工，確保鍋爐的穩(wěn)定、安全運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：鍋爐；受熱面檢修；吊裝；焊接；技術(shù)管控

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.23.168

1 引言

某熱電廠4號(hào)鍋爐自投運(yùn)以來(lái)，一直存在再熱蒸汽溫度偏低的問(wèn)題，嚴(yán)重影響了電廠的經(jīng)濟(jì)效益。綜合來(lái)看主要由下述原因引起：原設(shè)計(jì)再熱器受熱面積略欠，低負(fù)荷為欠溫運(yùn)行；汽機(jī)通流和密封改造使得高壓缸排汽溫度降低；低氮改造和低氮燃燒模式，降低了爐膛出口煙溫，導(dǎo)致壁再及后續(xù)對(duì)流受熱面吸熱量均減小。利用機(jī)組C修機(jī)會(huì)進(jìn)行受熱面增加的改造，以期使再熱汽溫和過(guò)熱汽溫達(dá)到設(shè)計(jì)值（541℃）。為此，需要通過(guò)嚴(yán)格的技術(shù)工藝控制和安全質(zhì)量管理措施等檢修技術(shù)管控，為機(jī)組的安全、穩(wěn)定運(yùn)行提供保證。

2 檢修存在問(wèn)題

由于本機(jī)組后豎井寬13.2m，低溫過(guò)熱器共計(jì)102片，每片自上而下5根管子垂直分布，管子規(guī)格為Φ57×7mm，管排間距相當(dāng)狹小，且在割除管道時(shí)易損傷其他管子，新管安裝焊接時(shí)較鍋爐建設(shè)時(shí)安裝焊接順序困難位置多，導(dǎo)致焊接作業(yè)難度打；高溫再熱器共計(jì)58片管屏，布置于折焰角上部，單片管屏重量約為2t，管屏長(zhǎng)寬尺寸為14.3m×2m，管屏底部距折焰角約為240mm，上部穿出頂棚管約為2.5m，爐前側(cè)為中再，爐后側(cè)為高過(guò)，周邊空間狹窄，吊裝難度較大。由于本機(jī)組建成投產(chǎn)已有多年時(shí)間，所以高溫過(guò)熱器需更換管排材質(zhì)中涉及SA213-T91和12Cr2MoWVTiB對(duì)接焊口，增加了焊接難度，對(duì)熱處理工藝要求較高。

3 施工工藝流程

4 技術(shù)管控

4.1 管排拆除順序及方法

管排割除前，必須做好切割的尺寸定位，留有適當(dāng)?shù)那懈钣嗔?，防止切割尺寸超圖紙要求，造成管屏總體尺寸不符合設(shè)計(jì)要求。

（1）高溫再熱器：為便于吊裝施工，每屏拆分為兩屏，中間切斷，優(yōu)先倒運(yùn)下半屏，下半屏清空后再拆除上半屏。上半屏拆除時(shí)，因空間狹小，機(jī)械切割無(wú)法操作，在焊口下100mm位置使用氣割切斷，然后使用切割機(jī)沿焊口上邊緣切斷。拆除順序?yàn)樽灾虚g向兩邊，高再進(jìn)行整片管屏更換，共計(jì)58片，見(jiàn)圖1。

（2）高溫過(guò)熱器：采用機(jī)械切割方式，拆除后散管通過(guò)人孔運(yùn)出，然后集中運(yùn)送到業(yè)主指定地點(diǎn)，高過(guò)進(jìn)行部分管段更換，共計(jì)76片，見(jiàn)圖2中實(shí)線部分。

（3）低溫過(guò)熱器：空間狹小，機(jī)械切割無(wú)法操作，使用火焊在距焊口后側(cè)200mm位置切斷，然后再使用切割機(jī)沿焊縫位置切斷，切斷后檢查水平管內(nèi)是否留存有雜物。拆除后將其切斷為散管，通過(guò)人孔運(yùn)出，然后集中運(yùn)送到業(yè)主指定地點(diǎn)。拆除順序?yàn)闋t右、爐左、中間，低過(guò)增加一組蛇形管，共計(jì)102片，見(jiàn)圖3中實(shí)線部分。

4.2 管排拆除注意事項(xiàng)

（1）管排切割應(yīng)提前劃線，找好水平，避免斜切，切割位置應(yīng)在原焊口上部，避開(kāi)熱影響區(qū)。

（2）管排切割時(shí)密切注意切割片方向，避免誤傷附近管子，切斷后逐根檢查，確認(rèn)無(wú)割傷。

（3）管排拆除后的防護(hù)：管排橫口、朝天口切斷后立即進(jìn)行封堵，封堵方式采用管子內(nèi)部塞緊水溶紙，外端使用膠帶或管帽封堵。吊裝孔位置的焊口還需使用鋁皮或槽鋼做硬性隔離。

4.3 坡口制備及新管屏檢驗(yàn)

（1）焊接接頭的形式應(yīng)按照設(shè)計(jì)文件的規(guī)定選用，焊縫坡口應(yīng)按照技術(shù)協(xié)議加工。

（2）如無(wú)規(guī)定時(shí)，焊接接頭形式和焊縫坡口尺寸應(yīng)按照能保證焊接質(zhì)量、填充金屬量少、減少焊接應(yīng)力和變形、改善勞動(dòng)條件、便于操作、便于無(wú)損檢測(cè)等原則選用。

（3）受熱面管子下料與坡口加工必須采用機(jī)械加工的方法。

（4）管道（管子）管口端面應(yīng)與管道中心線垂直。其偏斜度 △f 不應(yīng)超過(guò)下列規(guī)定：

1）管子外徑D≤60mm，△f≤0.5mm；

2）管子外徑D>60～159mm，△f≤1mm。

（5）新管屏坡口清理完成后應(yīng)及時(shí)內(nèi)部吹掃，清理干凈管內(nèi)雜物，并通球合格后封堵管口，編號(hào)待用。

（6）通球?qū)嶒?yàn)：試驗(yàn)用球必須編號(hào)，不得將球遺留在管內(nèi)，通球后應(yīng)做好可靠的封閉措施，并做好記錄，通球球徑選擇參照下表：

（7）設(shè)備到場(chǎng)后進(jìn)行檢查驗(yàn)收，作好設(shè)備清點(diǎn)記錄，檢查設(shè)備與圖紙、設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)是否一致、是否齊全，并對(duì)所有設(shè)備外觀檢查，檢查是否有壓扁、撞傷、裂紋、重皮、砂眼等，并核查尺寸是否要求，若存在不合格項(xiàng)，及時(shí)向業(yè)主反映。

（8）按照技術(shù)協(xié)議要求對(duì)管排進(jìn)行光譜復(fù)查，光譜檢驗(yàn)完畢后用油漆標(biāo)示，檢驗(yàn)完畢后應(yīng)形成復(fù)檢記錄。

4.4 安裝對(duì)口

（1）在管子對(duì)口前，確認(rèn)坡口打磨干凈，在管端內(nèi)外10-15mm范圍內(nèi)無(wú)鐵銹、油污，并露出金屬光澤。對(duì)口間隙2mm～2.5mm，對(duì)口偏折度小于管徑的1%。

（2）管子對(duì)接后內(nèi)壁齊平，錯(cuò)口值不大于管壁厚度的10%，且不大于1mm。

（3）所有管口及時(shí)規(guī)范封口，確保在對(duì)口前管子保持牢固封閉狀態(tài)，并在對(duì)口前進(jìn)行檢查確認(rèn)。為了保證垂直度達(dá)到驗(yàn)標(biāo)要求，利用對(duì)口專用工具進(jìn)行對(duì)口焊接，確保管道安裝質(zhì)量。

（4）除設(shè)計(jì)規(guī)定的冷拉口外，其余焊口禁止強(qiáng)力對(duì)口，更不允許利用熱膨脹法對(duì)口，以防止引起附加應(yīng)力。

（5）進(jìn)行汽冷定位管組裝時(shí)焊口位置

（6）焊接前焊工應(yīng)對(duì)焊口的組對(duì)情況進(jìn)行檢查，并經(jīng)專業(yè)人員驗(yàn)收合格后方可進(jìn)行焊接。

4.5 焊前預(yù)熱endprint

對(duì)高溫過(guò)熱器中SA213-T91和12Cr2MoWVTiB的對(duì)接焊口，焊前用火焰預(yù)熱至200℃-250℃，預(yù)熱溫度按焊接規(guī)程、焊接工藝評(píng)定、外界溫度等確定，用紅外測(cè)溫槍進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)溫。

4.6 點(diǎn)固焊

焊口點(diǎn)固使用GTAW工藝點(diǎn)固3點(diǎn)，工藝與正式焊接工藝相同。焊點(diǎn)的長(zhǎng)度為20mm～50mm。

4.7 焊接

（1）SA213-T91和12Cr2MoWVTiB的對(duì)接焊口，可采用內(nèi)部充氬的方式防止根部氧化。

（2）氬弧焊接過(guò)程中注意焊槍均勻行走，焊槍角度合適，填絲均勻。困難位置打底層焊接采用內(nèi)加絲法，做好焊縫防氧化措施。

（3）低過(guò)焊接時(shí)，由于管排間距狹小，焊槍無(wú)法伸入焊接位置，視線完全受阻，焊接工作無(wú)法進(jìn)行。因此應(yīng)征求業(yè)主同意，采用手動(dòng)葫蘆將待焊接部位兩側(cè)管排分別向外拉開(kāi)一定距離，以便于將焊槍伸入待焊部位。拉開(kāi)一定距離后，應(yīng)首先焊接上下垂直分布的5根管子中的最上部焊口，依次向下焊接，避免焊接順序不當(dāng)形成新的困難位置。

4.8 焊后檢查與清理

焊接完畢后及時(shí)進(jìn)行100%自檢，發(fā)現(xiàn)缺陷及時(shí)進(jìn)行打磨和修補(bǔ)。

4.9 焊后熱處理

需熱處理的部件，熱處理前仔細(xì)檢查，禁止熱處理焊縫承載外力，熱處理時(shí)吊掛裝置不能移動(dòng)、松開(kāi)或撤除，防止熱處理焊縫受力。加熱器安裝時(shí)，使加熱器與焊件表面貼緊。焊后熱處理時(shí)焊縫中心位置對(duì)稱布置2個(gè)測(cè)溫點(diǎn)。焊接接頭熱處理完畢，經(jīng)自檢合格后做好記錄和標(biāo)記，并及時(shí)整理熱處理報(bào)告。

4.10 焊口返修

針對(duì)缺陷制定具體的返修工藝措施，采用機(jī)械打磨清除缺陷。返修處理結(jié)束后重新委托進(jìn)行探傷，返修焊口焊接、熱處理工藝執(zhí)行原工藝。

4.11 工程驗(yàn)收

施工結(jié)束，配合熱電廠進(jìn)行本次檢修項(xiàng)目的驗(yàn)收工作?？⒐べY料移交，包括開(kāi)工申請(qǐng)表、安全技術(shù)交底、焊接及熱處理記錄等資料。

5 主要吊裝工藝

5.1 高溫再熱器吊裝

設(shè)備概況：高溫再熱器共計(jì)58片管屏，布置于折焰角上部，單片管屏重量約為2t，管屏尺寸約為14.3m×2m，管屏底部距折焰角約為240mm，上部穿出頂棚管約為2.5m，爐前側(cè)為中溫再熱器，爐后側(cè)為高溫過(guò)熱器，周邊空間狹窄，吊裝難度較大。

因折焰角到頂棚的距離約為11.5m，高度不滿足管屏翻身需要，且爐前有中溫再熱器、爐后有高溫過(guò)熱器，空間狹小，故排除通過(guò)側(cè)墻水冷壁進(jìn)入的方案。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)勘探，唯有通過(guò)折焰角開(kāi)吊裝孔的方案可行。

（1）機(jī)具布置。

1）高溫再熱器吊裝需用主要起吊機(jī)械為 2臺(tái)3t卷?yè)P(yáng)機(jī)，分別編號(hào)為#1、#2，2臺(tái)卷?yè)P(yáng)機(jī)均布置于爐左鋼架橫梁上，采用工字鋼制作加固梁，工字鋼與鍋爐鋼架焊接固定，然后卷?yè)P(yáng)機(jī)底座焊接至加固底座上，達(dá)到固定目的。沿鋼架橫梁設(shè)置導(dǎo)向滑輪，#1卷?yè)P(yáng)機(jī)鋼絲繩引導(dǎo)至鍋爐外立面懸臂梁；#2卷?yè)P(yáng)機(jī)穿過(guò)大包、頂棚進(jìn)入爐膛，并自折焰角吊裝孔穿出。

2）爐左63.8米鋼架橫梁上布置1處懸臂梁，懸臂梁探出鍋爐鋼架外立面約1m，梁懸臂與鋼架橫梁采用焊接連接方式，梁端焊接吊耳布置滑輪，#1卷?yè)P(yáng)機(jī)鋼絲繩通過(guò)滑輪引導(dǎo)至懸臂梁上，作為主要起吊點(diǎn)。

3）#2卷?yè)P(yáng)機(jī)鋼絲繩通過(guò)滑輪引導(dǎo)至大包上方的大板梁上，布置定滑輪。通過(guò)大包開(kāi)孔沿高溫再熱器管屏中心垂下，大包開(kāi)孔對(duì)應(yīng)折焰角開(kāi)孔，鋼絲繩通過(guò)這條垂直通道行走。

（2）開(kāi)設(shè)吊裝孔：吊裝孔位置位于折焰角中部，第29屏高溫再熱器管屏正下方位置，開(kāi)孔長(zhǎng)度約為2.5m，寬度約為1.5m（2道剛性梁中間）。確保開(kāi)孔上邊緣位于高溫過(guò)熱器和高溫再熱器之間、下邊緣位于高溫再熱器和中溫再熱器之間，便于焊接恢復(fù)。

（3）集箱加固。

1）為防止集箱位移，頂部吊掛裝置拆除前應(yīng)使用工字鋼、槽鋼等將集箱兩端固定，借助周邊吊架、集箱、鋼梁生根。

2）根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，若集箱吊架為彈簧吊架，則需將彈簧吊架固定，防止管屏拆除后彈簧行程改變。

（4）高溫再熱器管屏吊裝過(guò)程：

1）吊裝流程：管屏自爐左0m起吊，管屏倒立起吊，使用#1卷?yè)P(yáng)機(jī)將管屏提升至上部管口高于44m層鋼架停止起升，由一臺(tái)3t電動(dòng)倒鏈（位于靠近爐膛位置）接鉤管屏上端，通過(guò)卷?yè)P(yáng)機(jī)與電動(dòng)倒鏈配合將管屏放平，然后在鍋爐外立面位置掛一臺(tái)3t電動(dòng)倒鏈接鉤管排重心，由兩臺(tái)電動(dòng)倒鏈配合使管排向爐右行走，行走至管排上端口已到達(dá)折焰角吊裝口位置，由#2卷?yè)P(yáng)機(jī)接鉤管屏上端，并將靠近爐膛的電動(dòng)倒鏈轉(zhuǎn)移至管屏尾部，由卷?yè)P(yáng)機(jī)、電動(dòng)倒鏈配合將管屏傾斜穿入爐膛，待管屏豎直后，電動(dòng)倒鏈不受力摘鉤，由#2卷?yè)P(yáng)機(jī)將管屏提起，管屏起升至底部超過(guò)折焰角后，在頂棚上使用倒鏈將管屏倒運(yùn)至安裝位置（頂棚管已全部拆除，具備水平轉(zhuǎn)移條件），安裝對(duì)口。

2）吊裝順序：自兩側(cè)向中間，但需注意吊裝孔附近約20片管屏吊裝后不立即就位，而是緊貼在一起，為最后一屏斜穿留出足夠的空間，管屏全部吊裝完成后再將其就位安裝。

3）管屏吊點(diǎn)選取：爐外豎立起吊時(shí)，選取自管屏1/3處（出口U型彎頭位置）；水平倒運(yùn)選取管屏重心；爐膛內(nèi)豎直起吊時(shí)選取管屏密封板位置。

5.2 低溫過(guò)熱器吊裝

設(shè)備概況：低溫過(guò)熱器共計(jì)102片管屏，單片管屏重量約為1.2t，管屏尺寸約為10m×2.3m（最大寬度）。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)勘探，低溫過(guò)熱器新增管段相應(yīng)位置的左右側(cè)均有緊貼包墻的鋼架主橫梁，且每2片管屏間均有3根吊掛管，共計(jì)153根吊掛管，故排除通過(guò)側(cè)墻吊入管屏的方案。另外前包墻距離后墻水冷壁距離僅有5m左右，空間不滿足施工需要。后包墻距離爐后脫銷設(shè)備距離約為7m，但標(biāo)高差只有2m左右，故采取爐后進(jìn)入的方案最為可行，但受吊掛管障礙的影響，相應(yīng)位置的后包墻及1根剛性梁均需拆除，為避免后包墻全部切斷產(chǎn)生的沉降，采取分段施工的方案，例如：按照爐左、爐右、中間的順序吊裝，先切除爐左三分之一寬度的后包墻，待該段低溫過(guò)熱器全部就位后，立即恢復(fù)后包管屏，并再次切除爐右側(cè)三分之一，吊裝完后再行恢復(fù)，以此類推直至全部完成。endprint

（1）吊裝孔。

1）吊裝孔選定在后包墻，開(kāi)孔高度為標(biāo)高40m至42.7m。

2）低溫過(guò)熱器吊裝需將相應(yīng)位置的后包墻全部拆除，為避免切斷后產(chǎn)生沉降，選定自由兩側(cè)向中間開(kāi)孔，先切除爐左1/3的后包墻，待此處的低溫過(guò)熱器全部安裝就位后立即恢復(fù)，再依次切除爐右1/3包墻，進(jìn)行管屏吊裝工作。

（2）機(jī)具布置。

1）選用50t汽車吊布置在爐左0米，起重機(jī)后方起吊，主臂43m+副臂8.5m。

2）在爐后49.6米層橫梁下方布置1條軌道，軌道采用#20工字鋼制作，焊接在橫梁下方，軌道上布置1臺(tái)貓頭吊，貓頭吊下懸掛2臺(tái)2t倒鏈，用于管屏水平度的調(diào)整。

3）爐膛內(nèi)部自爐后向爐前依次布置3臺(tái)2t倒鏈。

（3）低溫過(guò)熱器吊裝流程：

低溫過(guò)熱器吊裝主要起吊機(jī)械為50t汽車吊，爐后水平倒運(yùn)采用貓頭吊配合倒鏈進(jìn)行，均采2t倒鏈。在爐后49.6米層鋼梁下方布置一條工字鋼軌道，懸掛1臺(tái)2t貓頭吊，低溫過(guò)熱器管屏爐左起吊，使用汽車吊將管屏側(cè)立送至40米，貓頭吊下懸掛2臺(tái)倒鏈，使用倒鏈接鉤，并將管屏牽引至需要的位置，用貓頭吊下的倒鏈調(diào)整管屏至尾部高、前部低（防止磕碰脫銷設(shè)備及鋼梁），傾斜穿過(guò)后包墻，進(jìn)入爐膛，待進(jìn)入爐膛約3m后，尾部基本脫離脫銷區(qū)域，再將管屏調(diào)平，爐膛內(nèi)沿管屏方向布置3臺(tái)倒鏈，使用倒鏈將管屏穿過(guò)吊掛管就位，然后安裝焊接。

5.3 高溫過(guò)熱器吊裝

設(shè)備概況：高溫過(guò)熱器共計(jì)76片管屏，單片管屏重量約為400kg，管屏尺寸約為3.4m×1.2m。

高溫過(guò)熱器管片吊裝相對(duì)簡(jiǎn)單、速度較快，利用高溫再熱器施工間隙穿插進(jìn)行吊裝，進(jìn)入爐膛后使用倒鏈接鉤，穿過(guò)高溫過(guò)熱器管屏間隙到達(dá)爐后側(cè)，然后使用倒鏈水平向兩側(cè)倒運(yùn)，就位安裝。

6 質(zhì)量管理措施

（1）重點(diǎn)做好質(zhì)量的事前預(yù)防、過(guò)程監(jiān)督控制，加強(qiáng)巡回監(jiān)督檢查，發(fā)現(xiàn)施工質(zhì)量問(wèn)題或不符合施工工藝要求的情況，及時(shí)制止并采取糾正措施，使每道工序的施工始終都處在可控、在控狀態(tài)。

（2）嚴(yán)格按照施工方案要求進(jìn)行施工，施工中嚴(yán)格執(zhí)行工藝工序和檢修工藝規(guī)程的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

（3）嚴(yán)格執(zhí)行設(shè)備檢修三級(jí)驗(yàn)收管理制度，即自檢、復(fù)檢、專檢的三級(jí)驗(yàn)收。上道工序未經(jīng)驗(yàn)收合格不得轉(zhuǎn)入下道工序。

（4）施工過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行ISO9000質(zhì)量程序文件，進(jìn)行施工的全過(guò)程質(zhì)量控制，嚴(yán)格執(zhí)行質(zhì)量控制中的W、H點(diǎn)。

7 結(jié)論

在該鍋爐檢修施工中，通過(guò)對(duì)全程的技術(shù)管控，圓滿完成受熱面檢修工作，實(shí)現(xiàn)了機(jī)組正常運(yùn)行，也為后續(xù)同類型機(jī)組的檢修提供了經(jīng)驗(yàn)參考和技術(shù)借鑒。

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作者簡(jiǎn)介：李順（1990-），男，山東菏澤人，本科，助理工程師，研究方向：從事電廠檢修焊接熱處理。endprint