谈事中控制在中小电站循环流化床锅炉安装质量控制工作中的运用

朱卫华

（浙江德邻联合工程有限公司， 浙江 杭州 310020）

谈事中控制在中小电站循环流化床锅炉安装质量控制工作中的运用

朱卫华

（浙江德邻联合工程有限公司， 浙江 杭州 310020）

摘 要：结合桐乡濮院协鑫环保热电有限公司90T/H循环流化床锅炉安装案例，叙述了事中控制在质量控制中的具体运用。

关键词：事中控制；循环流化床锅炉安装；质量控制

1 概 述

循环流化床锅炉具有燃料适应性广、燃烧效率高、燃烧强度高、炉膛截面积小、燃料预处理和给料系统简单、负荷调节范围大且调节速度快、可以炉内高效脱硫等优点，非常适合我们国家现阶段对节能和环境保护的要求，近年来得到迅速发展，产品也已经系列化，在燃料上来看，有烧煤、烧农村秸秆、烧生活垃圾等，其中在数量上投用较多的是 75 t、130 t、220 t 等级的循环流行化床锅炉，多用于中小型电站，如，大型企业的自备电站，工业园供热电站，农林生物质电站，垃圾焚烧电站。但是，它的缺点也有不少，主要有炉膛、分离器、返料装置及其之间的膨胀和密封问题，设计和施工工艺不当导致的磨损问题，炉膛温度偏高问题等。

电站工程的循环流行化床锅炉都是散件供货，到达业主建设项目的现场后进行组合、安装，良好的安装质量，对于锅炉机组达到设计要求和安全经济运行有着重要意义。然而，循环流化床锅炉安装工作复杂，在质量管理上工序衔接多、中间交接多、控制因素多、施工难度大、过程控制要求高、终检局限性大，每一台循环流化床锅炉的安装工作都是个案，实际工作中如何切实把好安装质量关，做好循环流化床锅炉安装质量控制工作，对监理人员是一个挑战。

笔者采用事中控制的方法，在监理桐乡濮院协鑫环保热电有限公司 90 t/h 循环流化床锅炉安装工程项目中进行了实践，并取得较好的效果。现谈一下具体的运用情况，以供大家参考。

2 工程情况

2.1 业 主

桐乡濮院协鑫环保热电有限公司是热电联产项目，坐落于浙江嘉兴桐乡市濮院镇新妙智村京杭大运河北岸，主要为桐乡市濮院镇(包括濮院毛衫城工业园和濮院镇工业园区)和梧桐街道东北部工业园区提供工业生产用汽和生活用汽，原有规模为 3 台 90 t/h 次高温次高压煤粉锅炉，2 台 15 MW 抽凝机组和 1 台 6 MW 背压机组，装机容量为 36 MW，为满足热用户增加的蒸汽需求量，本次工程扩建 4 号炉，上马 1 台90 t/h 次高温次高压循环流花床锅炉及其相关配套设备。

锅炉由无锡华光锅炉股份有限公司制造，型号为 UG-90/5.3-M2，额定蒸发量 90 t/h、蒸汽压力 5.3 MPa、蒸汽温度 485℃，蒸汽压力和温度与现有的 3 台煤粉锅炉蒸汽参数一致，给水温度 150℃，单锅筒横置式、单炉膛自然循环、悬挂结构、膜式水冷壁、汽冷式旋风分离器、全钢架π型布置，锅炉运转层以上半露天布置，运转层在 7 m，设计燃料为烟煤。业主的热用户蒸汽需求量有峰谷期，一年中供气量并不均衡，在生产旺季的时候，蒸汽用量有时会超过日常平均量的 20%，因此，业主要求本台锅炉具有超负荷的能力，无锡华光锅炉公司在设计时给出了在保证额定蒸发量 90 t/h 的情况下，可以短时 110 t/h 的超负荷蒸发量。

2.2 本台循环流化床锅炉特点

进场后不久，业主告诉笔者，有同一锅炉厂家出产的一台 90 t/h 循环流花床锅炉安装后，炉膛出口至汽冷旋风分离器处进口的水平烟道内，在运行中发生磨损爆管的问题。

因此，本台锅炉的安装具有以下特点：①在安装中要注意克服循环流化床锅炉的缺点；②在具备额定出力 90 t/h 的情况下，要保证本台锅炉的超负荷能力；③防止出现同型号循环流化床锅炉发生的爆管问题。作为监理人员，在锅炉整个安装施工过程中，除了需关注循环流化床锅炉所具有的共性缺点问题外，本炉特有的这两个个性问题，也必须要加以注意的。只有这样，才能控制好锅炉总体安装质量，做好这个工程项目。

2.3 参建单位

锅炉安装单位是江苏华能建设工程集团有限公司，成立桐乡濮院协鑫环保热电 4 号炉扩建工程项目部，负责具体实施本台锅炉的安装工作。筑炉厂家是宜兴兴贝耐火材料制品有限公司，成立桐乡濮院协鑫环保热电 4 号炉扩建工程项目部，负责锅炉耐火材料的提供和筑炉工作。监理单位是浙江德邻联合工程有限公司，成立桐乡濮院协鑫环保热电 4 号炉扩建工程项目监理部，笔者负责本台循环流化床锅炉的监理工作。

锅炉本体由锅炉厂家供货，将零部件用卡车陆续送进施工现场，工程于 2013 年 9 月底正式开始安装，锅炉安装单位施工人员和监理人员也同时进场了。

2.4 循环流化床锅炉安装工艺流程

循环流化床锅炉工艺流程由前至后的顺序如下：基础验收→钢架安装→汽包安装→受热面管排地面组合和吊装就位→汽包内部装置检查和安装→本体水压试验→锅炉辅机和附属设备安装→筑炉→烘炉、煮炉或酸洗→蒸汽严密性试验→安全阀整定和冲管→锅炉试运行。

循环流化床锅炉安装的主要工作量集中在从开始时的“基础验收”一直到“筑炉”阶段，质量控制也主要集中在这一阶段，后面的流程则进入到了锅炉调试阶段了。

3 循环流化床锅炉安装质量控制

3.1 采用事中控制的方法，是根据现场实际状况，经过权衡后的选择

锅炉安装工作由基础验收和处理开始，钢架立柱底板与混凝土基础的连接方式，按常规是浇筑基础时预留钢筋，在混凝土基础上面和立柱底板之间安装成组的平、斜垫铁，进行间隙找实和纵横坐标、标高找正，钢架安装结束验收完毕后，将围绕立柱地底板的预留钢筋煨弯，贴紧底板径板焊上，然后对基础进行二次灌浆。但是，本台循环流化床锅炉安装单位，改变了在混凝土基础上面和立柱底板之间安装成组的平、斜垫铁，进行间隙找实和纵横坐标、标高找正的施工工艺，变更为在混凝土基础上面和立柱底板之间安装一块整的钢板，利用水平仪对此铁板进行水平找平和标高找正，结束后就用高强度灌浆料对基础灌浆至钢板平，灌浆料凝固后，直接将钢架立柱放在上面，待钢架安装结束再做下面的钢筋煨弯焊接和二次灌浆工作。做了多年的锅炉安装方面工作，第一次遇到在锅炉基础方面这样的施工工艺，安装单位施工不安常规操作，如此施工，的确是简化了原来的工艺，但是行不行呢？

本台锅炉钢架安装方案是，将长方形锅炉钢架，先地面组合成片，然后吊装就位，空中再装上横梁成型，最后将顶板放到上面，连接方式为现场焊接。钢架共有 10 根立柱，分别在地面组合成 4 片，其中炉后 2 片为横向二根立柱拼装，炉前 2 片为纵向三根立柱拼装。顶板为散根的梁地面组合成一个整体。

锅炉运行时的重量达上千吨，钢架上的荷载必须顺利传递给基础，利用平、斜垫铁进行找实，就是解决立柱底板到基础之间空隙问题的，从而保证了锅炉荷载通过钢架立柱底板均匀地传到混凝土基础上。而采用钢板找平的施工工艺，要想达到这样的效果，就要做到：①现场钢板 100% 水平；②锅炉厂家制造的钢架立柱与立柱底板 100% 垂直；③地面上用 2 根或 3 根立柱组合成片的钢架，在组合时要保证立柱100% 垂直于底板，且各根立柱的底板 100% 的在一个水平面上。这种理想状态，在工艺上是做不到的，误差总会存在，只是多与少的问题罢了。由此推定，其结果就是立起来的钢架立柱底板与钢板为线接触或点接触，不能做到面接触，使荷载均匀能的传递给基础，质量上是存在缺陷的。

监理例会上，笔者将这个结论正式提了出来，指出这个方案不可行，安装单位不肯接受，坚持认为他们的方案没有问题，业主对于监理的意见也未明确给予说法。锅炉机组的建设，动则数千万或上亿元投资，因此，业主对选择的安装单位肯定是慎重的、认可的，作为刚进场的监理，就要否定施工单位的方案，业主不可能一下子就接受的。于是，基础的处理，安装单位按照既定方案做了。安装质量事先控制的努力失败。

正式就位的日子很快到了。每片钢架有 32 m 高，施工单位租用了一台 260 t 的汽车吊作为主吊装机具，另又配了一台50 t 的汽车吊作为辅助，在钢架由组合场的平面进行竖起时抬吊下部，260 t 汽车吊早上 5∶00 进场开始工作，忙到傍晚18∶00 ，4 片钢架吊装就位固定完成。第二天，上午完成了顶板穿吊杆和就位，下午运送汽包的卡车到达施工现场，卸下汽包后，260 t 的汽车吊退场。大型汽车吊的使用费用高，施工单位时间上计算很紧凑。第三天，架起经纬仪开始对立起来的钢架细调尺寸，此时，立柱地板与基础上钢板不能紧密贴合的问题暴露了。

电站锅炉安装施工具有风险大、费用高、返工难度高的特点。在成本和作业风险的压力下，安装单位拒绝返工。笔者坚持要求对质量缺陷予以处理。最后，安装人员对地板与钢板之间的缝隙用薄钢板进行垫塞，进行了补救。如果不在钢架安装过程中解决此事，等后面的设备装上后，在重压下，要么基础被压碎，要么钢柱内部产生额外的内应力。就此形成的缺陷无法解决或解决成本太大，事后控制往往很难做到，质量问题必须在事中控制住。

3.2 采用事中控制的方法，需要紧跟工序进展，把质量控制落实在细节上

本台锅炉的汽包采用支撑式支座。汽包在吊装前进行划线，将汽包中心线找出来。钢架和顶板在安装过程中，都会产生一些尺寸误差。在汽包就位时，监理要核查汽包中心线和钢架中心线，一定要安装单位做到重合。这样才能保证炉膛的中心线位置正确。炉膛中心线是以汽包中心线来定的，锅炉受热面是以炉膛中心线对称布置的，而受热面设备，包括本台循环流化床锅炉的 2 只汽冷旋风分离器，是悬挂或支撑在钢架上的，其固定位置在钢架上已经预先留置好。如果汽包中心线和钢架中心线不重合，那么就会造成炉膛中心线位置与图纸设计偏离，引起受热面设备就位不正确；而且设备就位后，左右尺寸偏差纠偏非常难。一旦投入运行，烟气流动会达不到锅炉设计者所要求的状态，严重者，会造成局部过度磨损引起爆管，锅炉被迫停炉，这是循环流化床锅炉安装时在质量事中控制上特别要注意的。

受热面的安装工作从水冷壁地面组合开始。对管子通球、吹扫，是受热面管道安装工作必须要做的准备工序，要保证做到对口焊接完毕的管子内不能有杂物，否则点火运行后，杂物堵住管子使汽水流动停滞造成管子局部过热而爆管。因此，所有受热面管排通球、吹扫时，对本道工序进行全程旁站，进行事中控制。

水冷壁管子对口的错口率，笔者控制得非常严，从第一片水冷壁管排对口开始，就不停得在检查，对出来的第一批10 个口中，要求杀口重对的就有 4 个，提高了允许误差标准。因为本台锅炉要求能短时超负荷运行，受热面过多的管子错口，会使汽水在错口处产生较大的节流，从而最终影响到锅炉的出力。因此，对于本台锅炉的受热面管子对口，是采取从严控制错口问题的办法，且一直坚持到安装完毕。

循环流化床锅炉炉膛是由悬挂在顶板上的膜式水冷壁管围合而成，对于水冷壁来说，错口、折口现象越少越好，燃烧中颗粒会沿着水冷壁内壁面向下流动，遇到台阶、凹凸处，便会反复地磨研它，不平值越大磨损得越厉害，越光滑的表面磨损度越轻，从降低磨损的角度出发，对于现场组合安装的水冷壁，内部拼缝要求安装人员进行满焊并打磨平。循环流化床锅炉是正压燃烧，对密封性要求高，炉膛外部拼缝是要满焊的，也就是说，水冷壁组装时需要采取双面焊工艺，这是锅炉厂家在设计上对安装的要求。但是，施工单位会偷懒仅仅外部单面焊完了事，本台锅炉的施工单位原来就打算这么做的，后来被笔者坚决要求执行图纸规定。这些，对于循环流化床锅炉的长期正常运行很重要，安装中，质量上必须控制到位。

现在工地上的不少施工人员职业水准和素养都是很不够的，往往直接是未经培训的民工。承担本台锅炉安装单位是江苏华能建设工程集团有限公司，实行项目负责制，其实就是个人承包，质量员对于施工工艺执行不严谨，随意性大，现场安装质量管理工作是不到位的。作为监理人员，在事中控制中，就要把质量管控工作做细做实，切实控制住安装质量。

3.3 采用事中控制的方法，要尽量争取业主的支持，以推动工作的顺利开展

本台循环流化床锅炉采用左右 2 只汽冷式旋风分离器对称布置，对炉膛烟灰进行气固分离，通过上部吊杆悬挂于锅炉中部的顶板上。汽冷旋风分离器内径为φ3 100 mm，12 m长，膜式壁结构，管子为φ38×4.5 mm，整体为蜗壳形，炉后墙一部分向后弯制形成分离器入口段。锅炉厂家为了方便运输，将本台锅炉汽冷式旋风分离器的筒体分为三片，和上下环形集箱一起散件发到现场，供安装单位进行组合安装。

汽冷旋风式分离器是循环流化床锅炉的核心部件，标志性设备，主要作用是将大量的高温固体物料从气流中分离出来，送回燃烧室继续燃烧。汽冷旋风式分离器的原理是：高速的气固混合烟气，从炉后墙分离器进口段进入蜗壳式筒体，在重力和惯性的作用下，旋转中的混合烟气，重的颗粒被甩到筒体内壁上后落下，通过回料腿回到炉膛进行再次燃烧，轻的烟气上冒，被引导到锅炉尾部烟道，如此完成气固的分离。一个好的汽冷旋风式分离器，用起来应该是具有高的分离效率，分离效率越高，烟气中的颗粒越少，布置在炉后烟道竖井内蛇形管排磨损程度就越小，其安装质量关系着整个汽冷旋风式分离器的性能好坏。

在我们国家，循环流化床锅炉的历史不长，尚在不断的发展中，现有的相关规范标准里对其安装要求方面说的比较笼统，条款中提到的不是太多，本台锅炉安装说明书里，锅炉厂家写道：“汽冷旋风式分离器的几何尺寸非常重要，安装中要保证。”如何来保证呢？笔者根据多年积累的循环流化床锅炉工程实践的经验，汽冷式旋风分离器安装质量主要控制三个指标：垂直度、正圆度、同心度。

(1)垂直度。不仅是要做到汽冷旋风式分离器筒体的直段保持垂直，还必须要做到整个分离器中心线的垂直。

(2)正圆度。筒体直段部分和筒体锥段部分要保持正圆。

(3)同心度。即上环形集箱的圆心、下环形集箱的圆心、筒体直段部分圆心，筒体锥段部分圆心，所有的圆心要在同一条垂直的中心线上。

垂直的分离器中心线，是整个汽冷旋风式分离器组合与安装的基准点，保证了同心度，就保证了分离器整体的垂直，同时使内部结构位置正确，从而保证旋风式分离器的分离效率。保证了正圆度，可以保证筒体就不会因为不圆而引起的局部偏磨问题，

决定在汽冷旋风式分离器的安装上，做好质量控制工作。在汽冷旋风式分离器将要开始施工前的工地例会上，按旋风分离器的工作原理，对质量上主要控制的垂直度、正圆度、同心度这三个指标，向业主和安装单位进行了详细的阐释，并建议安装单位在散件地面组合时，采取有利于控制质量的垂直立式组合施工工艺。

汽冷旋风式分离器的安装工作开始了，安装单位未重视监理的意见，对第一个组合的锅炉右侧汽冷旋风式分离器，采用了卧式的组合方式。笔者在每天施工现场巡视的过程中发现后，当即向施工负责人指出这样做在质量上带来的问题，对方认为以前在别的循环流化床锅炉工程上都是这么做的，没事。通知施工单位的项目经理，请来业主方的锅炉专工到场，继续沟通，项目经理坚持认为可以保证组合质量。组合继续进行，工作快速推进，上环形集箱和下环形集箱很快也焊上了，右侧汽冷旋风式分离器组合成型。

就此事，笔者主动去拜见业主的总工，向他进一步陈述了这样组合，一旦安装就位，对以后的运行所带来的分离效率和磨损方面的问题，然后提出就分离器安装的问题，开一次监理工作专题会议，邀请他和业主方的项目领导出席。

第二天上午专题会，施工、监理、业主三方单位相关人员如约到场，笔者拿出了锅炉厂家的安装说明书和汽冷旋风式分离器的图纸，指出了锅炉厂家设计方面对安装的要求部分，再一次说明了坚持在分离器组合的上，垂直度、正圆度、同心度这三个质量控制指标的重要性和必要性，不拉中心线就进行环形集箱对口，尺寸无法保证，提出对已经组合完成的右侧汽冷旋风式分离器进行质量验收，如果合格，可以继续组合左侧的，否则不行，必须处理。这次会议上，业主明确表达了对质量的高度重视，支持监理工作，不能在安装中留下缺陷。

第三天早上一上班，接到安装单位项目经理电话，说决定返工，将已经焊好的上、下环形集箱管口割下，拉起卧放着的筒体竖直，割开已经点焊上的水平面膜式壁拼缝，用钢丝吊挂分离器中心线，进行重新找正组合。

返工重做的工作量很大，割掉的管口要重新做坡口打磨，探伤也要重新做的。这对独立核算的施工方项目部就是带来直接的成本增加。因为有了组合安装前的质量控制说明和要求，当右侧汽冷旋风式分离器组合后出现问题时，再通过细致的工作，有理有据的沟通，对质量负责任坚持的态度，争取到了业主的有力支持，最终使安装单位接受了监理的意见，同意对质量问题进行彻底处理，从而在汽冷旋风式分离器安装过程中，顺利落实了对其的事中质量控制工作。

3.4 采用事中控制的方法，针对工程中的个案问题，对质量进行有效的管控

本台锅炉安装前，业主提出过有同类型的循环流花床锅炉安装后，炉膛出口至汽冷旋风分离器处进口的水平烟道内，在运行中发生磨损爆管的问题，其原因分析如下：所谓磨损，是含有颗粒的高速烟气在局部形成乱流或涡流，不停地冲刷墙面，导致快速磨损，直至磨破管子形成爆管。根据此分析，分别在安装方面采取了两项措施。

(1)汽冷旋风式分离器就位的位置尺寸控制。汽冷旋风式分离器地面组合完成，准备起吊了，要求安装单位就位时，要保证炉后墙分离器入口段，和分离器进口段成一直线，对口处不能出现折口现象。旁站汽冷旋风式分离器就位，定位时，与安装人员一起拉线复核分离器进口段尺寸，确认无误后，点焊定位，在安装上做到尽可能不增加烟气在此处的阻力，为下面的筑炉工序施工打下一个好的基础。

(2)对炉膛到分离器进口部位炉墙筑炉时采取相应措施。炉膛到分离器进口部位炉墙结构设计为绝热式炉墙，工作层采用耐磨浇注料，绝热层采用轻质保温浇注料。当后面的筑炉工作进展到这个位置时，和筑炉单位施工负责人沟通了此处有其他同类型的循环流化床锅炉运行中，因磨损引起爆管的事情，要求在本台锅炉施工中克服掉这个问题，筑炉单位同意变更部分材料，在此处使用加强型耐磨浇注料进行炉墙的浇筑，以增强对流经烟气的耐磨性。检查筑炉单位耐磨浇注料立模板的直线性和平整性，消除因浇筑成型后的墙面凹凸不平和台阶使混合烟气形成涡流、乱流，不断冲刷墙面而导致快速磨损的可能。要求筑炉单位做到，炉膛进分离器烟道转角圆滑过渡，整个通道线型流畅。检查设置在非金属膨胀节处的膨胀缝，开口顺烟气流方向留置，过渡平整，膨胀缝内填塞的硅酸铝耐火纤维棉整齐，不因为膨胀缝施工不当，而对整体通道的质量产生不利影响。

本台循环流化床锅炉于 2014 年 3 月初投运，运行至今此处未出现爆管的问题。当时施工中在质量上采取的针对性措施有了效果，较好地解决了这个问题。

4 结 语

循环流行化床锅炉技术是一项高效低污染清洁燃烧枝术，广泛地运用于中小电站。做好循环流行化床锅炉安装的质量控制工作，是监理人员应尽的职责。然而实际工作中，常常存在安装单位的施工人员素质不高、技能差的民工多、熟练的技工少、人员流动频繁的现象，施工质量保证体系仅仅停留在书面，难以有效运作，自检、互检、专检三检制度执行被流于形式，监理人员需要动脑筋想办法对循环流行化床锅炉安装质量进行有效控制和管理。强化事中控制，是一个可以实施的方法。

中图分类号：F407.9

文献标识码：B

文章编号：1007-4104(2014)10-0054-05

收稿日期：2014-07-25

通信地址：江苏省镇江市桃花坞路八区3栋204室，邮编：212000。