超臨界鍋爐水冷壁管變形問(wèn)題探討

賈 輝

（中國(guó)能源建設(shè)集團(tuán)山西電力建設(shè)有限公司，山西 太原 030006）

0 引言

在國(guó)家節(jié)能環(huán)保的大背景下，超臨界參數(shù)的鍋爐已成為當(dāng)前國(guó)內(nèi)電站鍋爐的發(fā)展趨勢(shì)，絕大部分在建鍋爐參數(shù)選擇超臨界及超超臨界。這主要是因?yàn)槌R界參數(shù)鍋爐效率比亞臨界參數(shù)鍋爐效率高，能夠帶來(lái)更高的經(jīng)濟(jì)效益。隨著參數(shù)的提高，超臨界鍋爐與亞臨界鍋爐相比發(fā)生了一些變化，一個(gè)主要的不同之處是水冷壁管的管徑：亞臨界鍋爐水冷壁的管徑一般在50～60 mm 之間，抗變形能力強(qiáng)；而超臨界鍋爐水冷壁管一般較細(xì)，在28～38 mm 之間。這個(gè)變化給超臨界鍋爐水冷壁安裝帶來(lái)困難：水冷壁管在安裝過(guò)程中極易變形，不能保證水冷壁的平整度，在一些變形控制差的現(xiàn)場(chǎng)，變形達(dá)到160 mm，嚴(yán)重超標(biāo)。為提高水冷壁安裝質(zhì)量，確保工程質(zhì)量目標(biāo)，本文主要分析安裝過(guò)程中造成水冷壁管變形的原因并提出防變形措施。

1 水冷壁管變形的原因分析

造成水冷壁管變形的原因主要有3 種：第一，在水冷壁組合件吊裝過(guò)程中吊點(diǎn)受力集中引起的局部機(jī)械變形和兩車抬吊造成的彎曲變形；第二，在密封焊接過(guò)程中，熱應(yīng)力集中而引起的焊接變形；第三，水冷壁管排在現(xiàn)場(chǎng)放置時(shí)間較長(zhǎng)且支墊不當(dāng)造成的變形。針對(duì)以上情況，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)分別采取不同的措施來(lái)防止變形，保證水冷壁組合件的平整度。

2 防止水冷壁管變形措施

2.1 機(jī)械變形原因及措施

亞臨界鍋爐水冷壁常規(guī)吊裝中，造成組合件的變形有兩種，一是局部機(jī)械變形，二是組合件彎曲變形。局部機(jī)械變形多發(fā)生在插入式吊耳（4～6 個(gè)吊耳） 多點(diǎn)吊裝方法中。插入式吊耳多點(diǎn)吊裝方法是在現(xiàn)場(chǎng)制作多個(gè)臨時(shí)吊耳，從水冷壁管間鰭片（一般為6 mm 厚扁鋼） 上縫插入，再在水冷壁背面插入銷子加以固定。這種吊裝方法使水冷壁局部受力，易造成局部變形。亞臨界鍋爐水冷壁管徑較粗造成的變形不明顯，而超臨界鍋爐水冷壁管徑小造成的變形相對(duì)明顯一些。改進(jìn)的辦法是利用組合件上的剛性梁來(lái)起吊水冷壁。由于剛性梁有多點(diǎn)固定在水冷壁上（固定點(diǎn)多達(dá)十幾處），通過(guò)在剛性梁上布置若干個(gè)（一般為4個(gè)） 吊耳來(lái)吊裝水冷壁，極大地減少了局部吊裝應(yīng)力，避免了變形。

組合件彎曲變形多發(fā)生在雙車抬吊組合件的扳起過(guò)程中。由于組合件過(guò)長(zhǎng)（可達(dá)16 m），僅在組合件兩端起吊而不采取縱向加固措施必然導(dǎo)致彎曲變形。改進(jìn)措施是在組合件上布置3～5 道剛性梁，用臨時(shí)工字鋼將各剛性梁縱向連接，然后2 臺(tái)吊車分別以剛性梁為吊點(diǎn)將組件扳起，可避免彎曲變形。

改變亞臨界鍋爐水冷壁常規(guī)吊裝方法，利用剛性梁來(lái)起吊水冷壁組件，既克服了組件變形，與常規(guī)插入式吊耳吊裝方法相比，又減少了切割密封鰭片和高空焊接密封的工作量。但剛性梁的設(shè)計(jì)并沒(méi)有考慮到現(xiàn)場(chǎng)起吊水冷壁，為防止事故發(fā)生，可將起吊用剛性梁與組件用鋼板焊接予以加固。

2.2 焊接變形原因及措施

2.2.1 采用分段跳焊技術(shù)焊接密封扁鋼

水冷壁組件是將各小片以焊接方式按照?qǐng)D紙尺寸組合在一起的吊裝整體，在組合過(guò)程中，鰭片的密封焊接工作量相當(dāng)大。采用大電流連續(xù)焊接亞臨界鍋爐水冷壁密封造成的焊接變形很小，但對(duì)于超臨界鍋爐水冷壁而言，造成的變形卻很明顯。為克服變形，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)多次試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)采用小電流、分段跳焊可明顯減小變形。嚴(yán)格控制電流大小和分段長(zhǎng)度后（分段長(zhǎng)度宜為200 mm，電流強(qiáng)度為120～130 A），焊后的水冷壁組合件比較平整，無(wú)明顯變形，保證了管屏的平整度。

2.2.2 提高密封填塞工藝以控制水冷壁焊口部位變形

為方便現(xiàn)場(chǎng)焊接，廠家一般在水冷壁焊口部位留200 mm 扁鋼不塞，待對(duì)口焊接作業(yè)完成后，再填塞密封扁鋼并焊接。若焊口部位密封填塞不好，也容易造成超臨界鍋爐水冷壁管變形。原因是施工人員填塞密封時(shí)不能按照管間距選擇相應(yīng)寬度的密封扁鋼造成壁管變形。比如：選用扁鋼寬度偏小時(shí)，密封扁鋼與管子間隙過(guò)大，施焊后造成管子變形；選用扁鋼寬度過(guò)大時(shí)，將管間距撐大，管子變形。針對(duì)變形的原因，采取的措施是要求施工人員根據(jù)管間距選擇相應(yīng)寬度的扁鋼，保證施焊后管子無(wú)變形。

2.2.3 嚴(yán)格控制水冷壁對(duì)口過(guò)程中折扣及錯(cuò)口現(xiàn)象

折扣、錯(cuò)口現(xiàn)象嚴(yán)格意義講也是一種變形，畢竟是在施工過(guò)程中造成的一種管子不直現(xiàn)象。對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)中存在的折扣、錯(cuò)口現(xiàn)象，分析其原因，一是施工人員為加快進(jìn)度，不愿切割對(duì)口部位管間鰭片，強(qiáng)力進(jìn)行對(duì)口造成的。針對(duì)這一原因，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)口時(shí)現(xiàn)場(chǎng)檢查，對(duì)于出現(xiàn)的折扣現(xiàn)象，責(zé)令施工人員立即整改。二是水冷壁地面組合時(shí)，用于組合的平臺(tái)搭設(shè)時(shí)沒(méi)有校正水平度，管屏擺上后存在高低差，造成折扣。對(duì)于這一現(xiàn)象采取的措施是：重新校正平臺(tái)水平；采取支、墊措施將管屏調(diào)平。

2.3 對(duì)需長(zhǎng)時(shí)間放置的水冷壁管屏采取正確的支墊措施

水冷壁管屏到貨后，放置時(shí)間較長(zhǎng)且支墊不當(dāng)也會(huì)造成變形。采取措施是：水冷壁管屏到現(xiàn)場(chǎng)拆包后應(yīng)立即組合吊裝，避免長(zhǎng)時(shí)間放置。若由于各種原因?qū)Σ鸢蟛荒芗皶r(shí)組合的管屏，應(yīng)采用方木支墊管屏，要求支墊方木間距均勻（約為2～3 m）；當(dāng)數(shù)片管屏上下集中堆放時(shí)，各管屏間以方木隔開(kāi)且上下對(duì)齊，不可上下錯(cuò)開(kāi)布置。

3 結(jié)束語(yǔ)

超臨界鍋爐水冷壁易變形的特點(diǎn)給安裝工作帶來(lái)一定的困難，為保證安裝質(zhì)量，防變形措施應(yīng)一直貫穿于水冷壁安裝始末，這不僅要體現(xiàn)在施工方案中，而且要體現(xiàn)在現(xiàn)場(chǎng)的每一步施工中，只有這樣才能保證水冷壁的平整度。