垃圾焚烧发电项目焚烧炉安装施工工艺探讨

吉英俊

(山西省工业设备安装公司，山西 太原 030012)

随着经济的发展，环境保护问题日益突出，垃圾焚烧发电是解决城市垃圾处理的有效方法，而垃圾处理的核心是焚烧炉。以大同垃圾焚烧发电项目为例，该焚烧炉采用目前国际先进的技术工艺，并融汇了国内循环流化床垃圾焚烧技术三大院校(清华、浙大、中科院)的工艺技术优点，针对大同垃圾的热值情况，由太原锅炉集团有限公司设计制造，选用TG-500-75/3.82-LM型循环硫化床锅炉，该锅炉不仅回避了以往国内循环流化床垃圾焚烧炉的技术缺陷，而且为我国北方地区垃圾发电产业垃圾焚烧工艺开辟了新的技术领域，大大降低掺煤比例，由于本锅炉从构造上有所不同，布置紧凑，异形水冷分离器与过热器包墙膜式壁为整体布置，钢架分外钢架和内钢架，新增水冷屏，施工吨位大，合理、安全、有序地安排施工工艺，确保工期质量。

1 垃圾焚烧锅炉本体主要部件安装

受热面安装。受热面重量为207.84 t，其中锅筒重16.332 t、水冷系统重 122.02 t，过热器重 42.438 t、省煤器重 27.050 t。

1.1 锅筒安装措施

锅筒通过悬吊装置吊挂在顶板上，吊装前，先用25 t汽车吊将锅筒移至就位正下方的零米处，将悬吊装置组合在锅筒上，吊车位置在Z2Z3区域，吊钩从顶板的正上方落下，调整吊臂角度，通过起吊将锅筒就位。这种吊装方法，不需要转臂，安全可靠，前部顶板和锅筒就位同时使用160 t吊车。需要注意的是Z1Z2区柱的缆风绳不得拆除，并且钢架与外钢架能连的横梁必须连接焊好，以增加钢架的稳定性，因钢架柱Z1Z2中心距为8 000 mm，锅筒全长为8 440 mm，需注意的是，在Z1Z2区的摆放位置是沿柱Z1Z2 45°处，前后方向与就位时一致，吊到就位标高时通过人力旋转摆正将吊杆穿顶板孔进行固定。

1.2 水冷系统安装措施

1)水冷系统由悬吊式全膜式水冷壁炉膛、炉膛屏式水冷壁、流化床、悬吊式异形水冷分离器、返料回路、悬吊式全膜式尾部烟道包墙过热器;分离器与炉膛组成一个整体，悬吊在顶板上，既解决了膨胀密封问题，同时又相应增大了锅炉的受热面积。2)膜式壁在吊装前，悬挂装置经检查合格，吊耳、吊杆、吊板和销轴等连接牢固，焊接工艺符合设计要求，吊装机具已做过负荷试验，使用状态良好，各种吊装索具如钢丝绳、卡环已做过全面检查核实，确保吊装的安全性。3)膜式水冷壁吊装时，采用在钢架顶板上临时设置吊点，水冷壁分片组对合格后，对管子按照规范要求全部进行吹扫和通球试验，能与集箱组对的尽量组对，合格后用25 t汽车吊吊至25 m处手拉葫芦链能接住的高度，每片用两个5 t手拉葫芦吊挂，吊装顺序按照从上至下，前、顶、侧、后的顺序吊装就位。水冷床就位前，将四片水冷屏用卷扬机就位，水冷床就位时保证流化床的几何尺寸至关重要。4)水冷壁找正时，是以炉顶板梁的纵横向中心线为基准线，确保各受热面上联箱的纵横相对位置，以钢架立柱的1 m标高线为基准点，测定各受热面部件的标高。吊杆紧固时，负荷分配均匀。5)合龙、拼缝工作是水冷壁安装过程中的一处重要工序，工作内容包括:水冷壁下集箱的找正加固，各管屏及四角的拼接，各处密封件的安装。各管屏间拼接间隙要均匀、平整，不得强拉硬拼，造成过大外应力，拉伤水冷壁管子，拼缝间隙应符合图纸要求。四角合龙拼缝时，一定要保证炉膛空间尺寸，分上、中、下多处检查炉膛纵横尺寸。水冷壁拼缝焊接工作量较大，要求每条拼缝均要双面焊接，达到严密不漏，确保焊接质量。6)刚性梁的安装以上联箱为基准，放线允许偏差为±2 mm，刚性梁安装允许偏差为±5 mm，刚性梁安装应自上而下逐层进行。刚性梁安装时基准点要一致，以保证各刚性梁角部装置的连接质量。各连接件焊接应牢固可靠，特别是角部装置安装时，一定要保证其焊缝的长度和高度，防止运行中炉膛压力突然增大造成炉墙拉裂的现象，直段刚性梁随膜式壁地面组对焊接。

1.3 过热器、省煤器安装措施

1)蛇形管安装前应进行通球试验，并对管口进行修正、打磨。对合金钢材质要进行光谱复查。安装时应注意安装顺序，保证间距及垂直度，以保证整体的偏差在允许范围内，宽度允许差±5 mm;对角线允许差±10 mm;边管垂直度允许差±5 mm。2)蛇形管在组合、安装时，应先将集箱找正固定好，安装基准蛇形管，基准蛇形管安装中，应仔细检查蛇形管与集箱管头对接情况和集箱中心距蛇形管端部的长度偏差，待基准蛇形管找正固定后再安装其余管排，其余管排以基准管为主，按图纸及规范要求固定一片，焊接一片，上部用钢筋临时固定保证间距，全部蛇形管找正找平后，组合安装定位板，将临时钢筋割除，并检查护瓦的方向、位置及牢固情况。3)防磨装置应按图留出接头处的膨胀间隙，焊接应牢固、平整，并不得有妨碍烟气流通的地方，所有密封件安装时应符合图纸要求，焊接牢固，平整，密封处严密不漏。

2 焊接技术要求

焊接是锅炉本体安装最重要的环节，关系到锅炉运行的长期性和稳定性。为此，锅炉本体管口直径φ≤60 mm的焊口采用全氩弧焊，管口直径大于60 mm的焊口采用氩弧焊打底，电弧焊盖面的形式。为保证焊接质量，必须注意以下几点:

1)环境温度一般应保持在0℃以上。2)焊缝间隙应均匀，焊接对口内壁平齐，其错口不应大于壁厚的10%且不得大于1 mm。3)焊缝咬边深度不应大于0.5 mm，两侧咬边总长度不应大于管子周长的20%。4)焊缝及其热影响区表面应无裂纹、未熔合、夹渣、弧坑和气孔。

3 垃圾焚烧锅炉水压试验

水压试验是锅炉安装中一项主要工序，其目的是检验锅炉本体受热面的焊接质量是否符合规范要求;锅炉结构、材料能否满足水压试验压力，以保证锅炉能长期、稳定运行。锅炉本体水压试验主要包括从给水进口到集气集箱出口的省煤器、锅筒、水冷壁、下降管、过热器以及锅炉附属的汽水管道、阀门等。根据《蒸汽锅炉安全技术监察规程》有关规定，锅炉水压试验压力应为PS=1.25Pg=1.25 ×4.24=5.3 MPa(锅筒工作压力为 4.24 MPa)。水压试验需注意以下几点。

3.1 压力表及水温要求

1)水压试验压力为5.3 MPa，压力监控选用两块经技监局校验合格的精度不低于1.5级，量程为0 MPa～10 MPa的压力表，压力表位置为锅筒和升压泵出口各一块。2)水压试验时水压区域环境温度应在5℃以上，锅筒内水温应保持在20℃～70℃之间。

3.2 锅炉水压试验后防腐措施

1)水压试验临时管线要冲洗至合格为止。2)锅炉水压试验合格后，按SD223《火力发电厂停(备)用热力设备防锈导则》采取有效的保护措施，采用湿法防腐时，冬季应有防冻措施。本锅炉采用充氮保护。3)水压试验用水为加氨和联氨的除盐水，药品要化验合格。

3.3 水压试验用水水质指标

根据DL-1996电力工业锅炉压力容器监察规程第10.6条，额定蒸汽压力为9.8 MPa以上锅炉整体水压试验时，应采用除盐水。水质应满足下列要求:

1)氯离子含量小于0.2 mg/L;2)联氨或丙酮肟含量为200 mg/L～300 mg/L;3)pH值为10～10.5(用氨水调节)。

3.4 水压试验用水和排放措施及指标

为了保护环境，做到零排放，水压试验后将水排入厂区污水池进行中和处理，中和后的排放指标为:pH值为6～9;COD含量:小于100 mg/L;悬浮物:小于50 mg/L。

4 炉墙施工措施

由于受流化床锅炉燃烧技术特性的局限(此种燃烧方式风机负荷大、飞灰流速高，因此对受热面及炉墙磨损严重)，因此锅炉本体砌筑质量的好坏决定了锅炉是否能长期稳定运行的关键。特别是炉墙折焰角顶部、一次风进口风箱顶部及点火装置风面顶部，安装浇筑高强浇筑料不易保证施工质量。实际施工中在这些受热面采取了安装前提前浇筑的方案，取得了很好的效果，保证了浇筑质量。具体方法是:在安装前将需浇筑的部位反过来放置支模后浇筑，使用此种方法，不但地面操作方便，而且保证了炉墙施工质量，值得推广。

5 烘炉施工措施

垃圾焚烧锅炉烘炉时要注意以下几点，烘炉效果良好。

1)要严格按烘炉曲线控制好烘炉温度，并做好记录。2)在流化床的上面铺一层厚度高出风帽200左右的颗粒在3 mm～10 mm的煤渣底料，防止烧坏或堵塞风帽口子。然后放上木柴点火烘炉。同时打开引风机风门挡板，使锅炉自然通风。3)锅筒水保持在正常水位范围内，上水采用间断上水，上水时关闭省煤器再循环阀，上水后再开启。值得注意的是，烘炉时若采用紧急卸水管通过疏水泵上水，若不打开省煤器给水再循环，锅筒内是正常水位，省煤器内无水。4)本次烘炉在炉膛、左右一次风进口风箱、左右返料器返料箱设五处点火烘炉点，确保了锅炉整体烘炉效果，值得推广。

6 煮炉施工措施

在锅炉的受热面上有一层很薄的油、油脂膜及其分解物质形成的绝热膜，将严重地阻滞热量从金属到介质的快速传递，使金属壁温上升，引起锅炉管过热和鼓包，严重引起爆管，为了清除锅炉在制造、运输、安装过程中内部的油和油脂以及铁锈，特进行碱煮炉。碱煮时，单台锅炉加药量为每立方米水加氢氧化钠(NaOH)和磷酸三钠(Na3PO4·12H2O)各4 kg，锅炉运行水容量按32.8 m3计算，本次煮炉加氢氧化钠和磷酸三钠各131.2 kg;两种药品同时使用，药品的用量按100%纯度计算，如无磷酸三钠时，可用无水碳酸钠代替，用量为磷酸三钠的1.5倍;药品加入后，升压至2 MPa～2.5 MPa，排汽量为10%～15%额定蒸发量，煮炉24 h后，从下部各排污点轮流排污换水直至水质合格达到试运行标准为止;然后停炉或升压进行蒸汽吹洗、蒸汽严密性试验及安全阀调整等工作。煮炉采取如下措施，值得今后注意:1)加药时及煮炉工作中要在专业人员指导监督下进行，配备足够的劳保防护用品，以防止药品伤人。2)煮炉期间，根据各升压值检查热膨胀情况，发现异常，必须检查原因并消除后，方可继续升压。煮炉期间，不得整定安全阀。3)除了仪表连接阀和排气阀以外，所有的锅筒阀门应关闭;药液不得进入过热器，双色水位计及平衡容器，电接点水位计不得参与煮炉。由于锅炉在各个工序施工前，重点研究安装顺序及重点施工环节，确保工期及施工质量。比如刚性梁、人孔门、密封罩在地面与膜式壁一同组对，加快了组对速度，减少了高空作业，提高了施工质量，同时重点抓好锅炉的密封性和各部件的组对质量，对流化床及返料器的施工，反复检查风帽的安装情况，对锅炉的膨胀情况给予高度重视，确保锅炉按要求自由膨胀，砂封施工后，填充密封介质前，做好热膨胀间隙记录，槽内杂物清理干净，确保密封良好，锅炉整套启动及运行情况良好，保质如期交付业主使用，锅炉安装完成后运行效果良好。

[1] DL 5031-94，电力建设施工及验收技术规范(锅炉机组篇DT/L 5047-95、火力发电厂焊接篇 DL 5007-92)[S].

[2] 太原锅炉集团公司提供的锅炉图纸及技术文件[Z].

[3] 循环流化床锅炉使用手册[Z].