单筒式除氧器制造工艺研究

哈尔滨锅炉厂有限责任公司 武玉君 范博

引言: 我公司为某用户生产的300MW单筒式除氧器采用的是引进技术，结构比较复杂，制造难度很大。在充分消化吸收引进技术的同时，结合我公司现有设备条件，成功生产制造了这台除氧设备。

1、产品结构技术参数

1.1 结构

结构简图如图1所示

图1 除氧器结构简图

1.2主要特点：

（1）在不改变设备除氧性能的前提下，将原来除氧设备由除氧器和水箱两部分合而为一，结构更为紧凑，设备占用的空间大大缩小。单筒式除氧设备结构设计尺寸（直径和长度）可根据特殊要求而改变。

（2）单筒式除氧设备的应用，可降低成本，提高效率，尤其是提高现场设备安装效率。

（3）水位控制更为简便。

（4）由于采用了弹簧喷嘴、受水箱及除氧盘等新式内件结构，从而使除氧效果更加良好和简易。

1.3 主要设计参数及技术要求（见下表）：

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1.4 采用的标准及技术条件

（1）ASME法规第Ⅷ卷《压力容器》

（2）《压力容器安全技术监察规程》99版

（3）GB150－98《钢制压力容器》

（4）《电站压力除氧器安全技术规定》

2、主要零部件制造难点及质量控制措施

2.1 左、右标准椭圆封头

左、右标准椭圆封头的结构特点和难点为封头直径大，直径约为Di3500；壁厚薄，壁厚约为δ25mm。由于其材质为P1类材质，所以成型方法采用的是正火结合冲压。封头展开外径尺寸几乎达到D4500mm，目前国内还无法轧制如此大直径的钢板，所以封头下料时采用由两块板拼接，焊缝修磨平滑，超声波探伤合格后冲压成型，封头冲压后，划封头四中心线及端部余量线，割除端部余量，并按图割磨坡口成形，按图和技术要求无损探伤合格后备用。

2.2 筒身

筒身展开后直径方向尺寸达到12000mm，由于板厚较薄，运输以及吊装都存在难度，目前我厂采用的下料方法是2快板拼接后，按图划纵、环缝余量及坡口，然后利用刨边机按图刨加工成型。刨加工环缝坡口时，由于筒身中径ПD中径较大，因此需在筒身中间部位预先加工一个长度约500mm的退刀槽，然后再加工环缝坡口成形。

2.3 内件概述

单筒式除氧器内件主要包括：隔板、挡板、第一受水箱、第二受水箱、除氧盘、上围板、下围板、散水筒等。内件的制造主要注意以下几个方面：

图2 隔板简图

（1）控制下料精度；

（2）控制折弯精度，首件检查及样板检查；

（3）受水箱体试装及配磨；

（4）严格按焊接工艺要求实施焊接，控制焊接变形。

图3 第二受水箱

2.4 喷嘴接管是单筒式除氧器中一个非常重要的零件，是除氧器的进水口，结构如图所示。

2.4.1 喷嘴接管的制造要点：

（1）喷嘴母管内壁机械加工，包括与支管连接管孔。

（2）喷嘴接管装配时，首先将内法兰装焊好，试装衬管，严格检查件衬管不得深入管子内壁，同时试装支管，要求衬管的装配，必须保证支管装配时与母管相垂直，试装过程中可对衬管局部伸入母管内壁部分作局部修磨，设装合格后将支管拆除。注意此时喷嘴接管法兰暂不装，因壳体技术要求中注3规定，喷嘴接管法兰密封面要求与壳体水平截面平行，且在同一平面上，所以此法兰待总装时再装配，便于调整并保证技术要求。

（3）所有焊接接头进行PT检测。

3、单筒式除氧器总装工艺研究

单筒式除氧器的总装工艺为本文的介绍重点，也是除氧器整个制造过程中的精华所在，只有把各个零部件按图纸合理的装焊起来，才能充分发挥各零部件的作用，实现整个设备的功能。

图5 外壳简图

首先按图接筒体环缝，将整个筒身装成三大段，即中间除氧内件部分筒体为一段，左，右封头与两侧其余筒节为左、右段。中部筒身两敞口端加设环向外支撑环支撑，筒身内部加设防变形十字圆弧板支撑，左，右段筒身敞口端内部加设防变形十字圆弧板支撑。壳体环缝接焊成型，无损探伤合格后，按图及拼接图划四中心线并引至壳体内壁，标记。此时两端封头组件暂不扣。将三大段筒身按图及拼接图拼成整体，拉筋板焊牢，按图及拼接图划壳体二次线，包括孔线及内、外件装配位置线，同时在筒身两条总装环缝两侧分别各划一条距环缝中心距离为150mm环向基准线（用于三大段总装时装配基准），拆开。装圆弧支座垫板，支座垫板环向自动焊，端头手工焊妥。按图气割开孔及坡口并修磨成形。

3.1 管接头装配。

按图装配除氧盘内件区域，即上下围板区域及附近的管接头和加强板等附件，因为当隔板、上下围板装焊后，若此区域内的管接头后装，受空间尺寸影响，管接头内侧焊接及返修空间条件不好，影响焊接质量。并且筒身靠近两侧封头环缝附近区域的管接头若先装焊，则滚轮架摆放受限制，同时封头环缝附近的管接头装配伸出高度，受厂内环缝焊机操作平台升起高度的限制，必须在封头环缝焊接结束后再装焊。管接头焊后无损检查，加强板作气密性检漏试验。拆除内支撑，修磨焊疤MT，此时敞口侧外支撑暂不拆除。

3.2 内件装配，内件装配可参考下图进行。

图6 内件示意图

按图及位置线装配隔板，首先装中隔板，然后以中隔板为基准，向两边依次装配其余隔板，装配隔板的同时要试装受水箱体及散水桶，确保受水箱装配精度及隔板间距尺寸要求；按图装两侧上、下围板及支撑角钢、横梁及附件等，包括除氧盘挡板联接用角钢，试装除氧盘挡板，试装受水箱体，除氧盘模块等包括附件；保证除氧盘可在下围板角钢滑道中灵活滑动，并保证能够装配水平度要求。全部试装结束并合格后，点焊牢全部，将受水箱及散水桶编号标记，并拆下。焊妥内部支撑框架及围板等，打磨并按图无损检查。按图装焊防冲击装置；按图装内部平台、栅架及扶梯等。

3.3 将所有人孔无法进入的内件先运放于壳体内，并点焊牢固在壳体内壁上，不允许壳体滚动时脱落。接左右两大段筒体组件，点焊并手工焊打底焊，拆除拉筋及防变形支撑环，打磨焊疤，MT。环缝焊接妥，无损探伤合格。

3.4 按图装焊剩余全部管接头及其附件，包括加强板。无损探伤合格并气密性检查。

3.5 按图装配弹簧喷嘴接管，并试装给水母管，试装合格后将给水母管组件拆下，焊妥弹簧喷嘴接管，焊妥给水母管中管接头法兰，无损探伤合格。

3.6 装焊支座。

3.7 装妥水压封盖，装焊好水压端盖

3.8 按图水压试验，放尽积水。

3.9 按图装配受水箱及散水盘等内件，装配好除氧盘挡板，把紧。

3.10 清理、油漆，包装发货。

总装的顺序可以参考工艺流程图

4、总装注意事项

4.1 筒身及封头装配前装焊好防变形支撑；

4.2 受水箱、散水筒及除氧盘模块与相应部件试装。

5、结论

采用上述制造工艺，为用户制造的除氧设备目前运行性能、除氧性能良好。由于除氧器结构很复杂，所以不可能介绍的极为详尽，但是通过上述制造工艺的研究与介绍，对类似产品的生产与制造可以提供大量宝贵的经验与技术。