F4燃机余热锅炉安装工艺分析

沈永峰

摘要：简介了华能北京热电厂燃气热电联产扩建工程建F4型燃机组成的联合循环供热机组余热锅炉的概况，讲述了余热锅炉本体模块吊装及脱硝模块吊装的过程。

关键词：余热锅炉；脱硝；模块；吊装；外装封闭

中图分类号：TB文献标识码：A文章编号：16723198（2015）26027902

1工程概况

华能北京热电厂工程建设规模为东方电气/三菱M701F4型燃机组成的燃气-蒸汽联合循环二拖一供热机组。全厂配置为：2台M701F4型燃机、2台320MW燃气轮发电机、2台余热锅炉、1台供热蒸汽轮机和1台320MW蒸汽轮发电机。余热锅炉设备由东方锅炉集团设计制造，锅炉采用三压、再热、卧式、自然循环燃机余热锅炉。主要部件包括进口烟道、余热锅炉本体（受热面模块和钢架护板）、出口烟道及烟囱、高中低压汽包、除氧装置、汽水系统管道、平台扶梯等部件以及高、中压给水泵、除氧泵、旁路除氧器、定排和连排排污扩容器及加药装置等辅助设备组成。余热锅炉为室内布置形式，余热锅炉产生三种参数的蒸气，分别从高压系统、中压系统和低压系统引出。冬季供热工况时，汽轮机可采用抽凝方式运行；也可采用低压缸解列，高中压缸背压运行，其排汽及低压主汽全部用于加热热网加热器。非供热工况时，高中低压缸通过离合器连成一个轴，汽轮机纯凝运行。冬季供热工况最大发电量827.08MW，纯凝工况最大发电量923.42MW，最大供热量650MW。

2钢结构的安装工艺

（1）余热锅炉本体部分（不含进口烟道）钢结构分上部A、B和下部A、B、C两侧，每侧又各有7排，分布从炉前K3柱至炉后K9柱，即共有7组14根立柱，钢结构构件间的连接方式采用焊接和螺栓连接，侧墙板与立柱间的焊接采用图纸要求的间断焊，锅炉钢架与炉壳组成自支撑型钢结构，炉壳内有保温及护板（构成换热室空间）。部份柱脚与基础的连接为滑动结构。#1钢结构吊装预计从2010年9月22日开始施工（视土建交安情况定）。3.5米层以下钢结构用50t汽车吊吊装，3.5米以上钢结构用250t履带吊吊装。本台锅炉钢结构材料选用Q345B，安装设计选用的焊材为J507Φ3.2和J507 Φ4，高强螺栓材质为GB/T3632。

（2）余热锅炉部分钢架采用的是钢架梁、柱和护板分别为单件，护板带有内保温。吊装前，要按设备清单仔细清点设备，检查设备制造有无质量问题及运输过程中有无损坏，发现问题及时反映，问题发现后必须经各方确定方案后進行处理；钢架用高强度螺栓使用前必须备有质量检验报告和厂家质保书。

（3）将立柱柱脚、柱顶的纵横中心线在钢架上划出，并标出明显的冲眼及红三角标志，按照上述方法在第一层立柱上画出1米基准标高线并测量出主柱弯曲度、扭曲度。

（4）钢结构的组合工作在施工现场进行，组合过程中不应出现变形和下沉现象，以免组合后的钢架尺寸不符合要求；如果现场施工允许，余热锅炉平台部分与钢架相连的斜撑与钢板等应先在钢架地面组合时连接完毕，然后由250吨履带吊进行整体吊装。

（5）钢结构的连接接头，应在检查合格后方可焊接；焊接和螺栓并用的连接，应严格按照图纸施工。

（6）钢结构部件吊装前应做好揽风绳连接，挂好绳梯，以及做好焊接用的临时脚手架的生根措施。

钢结构部件的吊装从3.5米层3轴排开始，往9轴方向进行。完成3.5米层后再吊炉本体钢架，每吊装完两排立柱后，再安装侧墙护板。

3模块的安装工艺

（1）模块到货先进行设备检查，主要检查模块接管质量、坡口形式等是否符合图纸要求，部件是否有无裂纹、撞伤、龟裂、压扁、沙眼和分层等缺陷，有缺陷的地方及时通知各方并进行相关处理，作好记录并通知厂家，由厂家确认不会造成性能影响后方可吊装，并相应调整该部件的安装工艺。

（2）模块到货认真做好外观检查记录，复测各相关部件之间的距离和尺寸，并进行调整。

（3）模块为合金钢的部件要进行光谱分析，材质应符合设备技术文件规定，并作出光谱分析报告。光谱结束后对合金钢部件做好相应标识，防止错用。

（4）模块到货检查管口封堵是否有效，如发现有敞口通知相关方确认，并保证无异物遗留在受热面管子内。

（5）模块吊装前，必须按照钢架和模块图纸在锅炉钢结构上将吊挂装置安装完成。

（6）高温管屏（高压一、二级过热器管屏，再热器一、二级管屏，高压蒸发器管屏）吊装前将左、右侧上、下集箱端部的螺栓等取下，待管屏吊装完成后再进行装配，按要求调整与侧墙的间隙。

（7）中低温管屏（除上述以外管屏）吊装前将左、右侧上、下集箱端部的螺栓拧入到（防振装置）的根部。待管屏吊装完成后再将螺栓旋出，按模块装配图调整与侧墙的间隙。

（8）由于单片模块较长，约24米左右容易产生变形，吊装时需使用厂家提供的专用吊装架吊装。

（9）模块翻身通过250t履带吊和2台5t卷扬机配合进行，卷扬机的滑轮组放置在柱7和柱5的炉顶和炉底，模块翻身场地设置在炉右。

（10）模块起吊后送到炉前或炉后由安装在炉内的电动葫芦接钩后送到指定位置安装就位。

（11）模块吊装的顺序原则上从炉后到炉前，依次为：

模块9左、模块9中、模块9右、模块8左、模块8中、模块8右、模块7左、模块7中、模块7右、模块6左、模块6中、模块6右、模块5左、模块5中、模块5右、模块4左、模块4中、模块4右、模块3左、模块3中、模块3右、模块2左、模块2中、模块2右、模块1左、模块1中、模块1右。

（12）待管屏吊装完毕后，调整管屏的上、下集箱标高，并将模块内各管屏用金属连杆连接并按图焊接固定。

（13）上、下集箱两侧螺栓按104H-18图调整与锅炉侧墙间隙后，将螺栓点焊固定，高温段上、下集箱端部的钢板也要按此图调整间隙并按图焊接固定。

（14）考虑到炉膛施工空间和模块调整，限位装置和挡烟板需再模块找正完后再安装，部分挡烟板与其他部件相碰处，需做适当修改。

4脱硝系统设备安装工艺

（1）脱硝装置采用SCR全烟气脱硝。本脱硝工程由两个系统组成，一个是SCR系统，另一个是还原剂供应系统，即氨供应系统。SCR系统设备安装于余热锅炉烟道内。SCR系统设备主要包括氨注射系统、SCR反应器钢构架、催化剂、氨气分配系统等。脱硝装置采用氨作为还原剂，其制备和供应采用尿素热解制氨供应系统。

（2）SCR反应器钢构架主要用于支撑催化剂，布置在第二与第三模块组中间，钢结构共287件，重量为33.473吨，标高为3.906m～30.094m，立柱分左中右三排，每排二根，有上下二层，每排分别于地面组合完成后吊装，立柱下部支座与炉底防震装置用螺栓连接固定，4根到顶立柱上部与顶护板用螺栓连接固定。安装顺序为从下部到上部。

（3）催化剂采用蜂窝式催化剂，主要活性成分为TiO2和V2O5，少量的WO3。

（4）催化剂模块主要技术数据：模块合计138个，长宽高为500mm*1925mm*970mm，单重420kg。

（5）催化剂模块从地面吊至SCR反应器装载平台之前，催化剂模块应采用专用工具-液压翻转装置将催化剂模块迅速翻转90度位置，使催化剂单孔垂直于地面。催化剂安装完毕后，清洁烟气通道和催化剂层，以防催化剂污染和堵塞。

（6）催化剂装载系统包括蜂窝式催化剂翻转装置、单轨吊车、催化剂搬运器。

（7）催化剂装载系统操作流程：

①采用单轨吊车将旋转90°后的催化剂模块吊到催化剂层的装载平台，然后用手推车将催化剂模块推到反应器催化剂装载门。

②用外部可移動连接轨道将反应器装载门处的单轨吊车轨道和反应器内部固定轨道联到一起；将催化剂吊装到反应器内部。

③在反应器内部，采用带液压升降台的铁轨搬运器（催化剂搬运器），用人工手推车将催化剂模块沿轨道移进到正确的位置。然后通过液压控制降低搬运器升降台，将模块放置于支撑梁上再退出；连续操作，除该层每排的最后一块模块外，完成该层催化剂模块的全部安装。

④催化剂安装完毕后，移去装载门处单轨吊车的可移动连接轨道。

⑤将催化剂模块之间和反应器护板墙外的密封片安装就位。

⑥最后，关闭装载门，装好保温材料。

5烟囱的安装工艺

（1）主烟囱布置在距锅炉9#钢架立柱往炉后2.6米处，总高80米，烟囱外径为7.5米，主要由裙座和筒节（共28节，每节高度1050mm～3000mm）组成，总重量约257.6吨。我方对土建移交的基础进行复测，此工作必须在拿到土建移交安装中间交接单后进行。

（2）基础划线以锅炉纵横中心线为基准，按基础图纸尺寸要求划线；然后进行底部裙座的安装，地脚螺栓穿好后定位裙座，并确认已经安装在规定范围内。

（3）烟囱基础二次灌浆采用HSGM-C型灌浆料

（4）根据厂家技术资料结合试验室出具的检验报告，灌浆料（HSGM-C型）的加水量一般控制在14%-14.3%之间（重量比HSGM∶水=1：（014-0143）），根据厂家现场指导，考虑到现场温度低，故加水量调整为12%-13%（重量比HSGM：水=1：（0.12-0.13））。

（5）待灌浆层强度达到70%以上后拆模。

（6）筒节现场组合和拼接，严格按照锅炉厂图纸要求，所有外部焊缝都应是密封焊缝，加强肋焊缝不允许间断焊，所有环焊、纵焊都为单边V型坡口。

（7）筒节吊装：根据履带吊的起吊能力，在地面进行拼装组合，尽量减少高空作业，筒节现场组合完毕，自下而上用250T履带吊进行筒节吊装。

（8）根据现场安装条件、保证施工质量及在厂家的供货状态下，对个烟囱组合件吊装，核实起吊重量和方向，安装过程中随时测量烟囱的安装垂直度，及时调整垂直度，挡板门为单件吊装。

（9）烟囱中心线与HRSG中心线一致，垂直度不大于烟囱高度的1‰且不大于20mm，椭圆度小于1%内径。

6外装封闭安装工艺

6.1系统布置情况

1#余热锅炉本体隔声板安装由炉左侧I2、炉右侧I6、炉前侧KI/1、炉后侧K12布置共4面，I2、I6轴（KI/1～K12），长度方向为47588mm，顶部标高44800mm，钢结构桁架共分12层；KI/1、K12轴（I2～I6），长度方向为23000㎜、24280mm，顶部标高44800mm。钢结构桁架共分13层。钢桁架分为6部分，分别为：钢牛腿、主檩（上、下弦）、立檩、Φ32×2.5圆管、Φ12两端套丝圆钢、角钢连接件及螺栓等。

6.2工程范围

1#余热锅炉本体隔声板、烟囱隔声板及外装饰板施工主要安装内容包括钢桁架、玻璃纤维棉、水泥板、降噪层、复合板、彩钢板、波纹板、铝合板等附属设施安装。

6.3总体思路

余热锅炉封闭结构安装使用的起吊机械以吊机为主，采用组合件吊装，分别布置在锅炉侧面。

紧身框架立柱上的檩托要求在地面组合、焊接完成后方可安装，框架安装前要求将锅炉钢结构立柱上布置的檩托、托架安装及焊接后，吊装紧身框架立柱和横梁，然后安装檩条等。

锅炉紧身框架安装完成检查合格后，进行封闭围板的安装。

余热锅炉及烟囱外装封闭安装施工脚手架主要以电动吊篮为主。

6.4质量控制方法

（1）钢结构到货后，对构件外观进行仔细检查，包括型钢厚度、规格、编号、螺孔等。

（2）用卷尺进行钢构件长、宽、高、中心偏差等基本尺寸进行复核。

（3）檩条安装后，立即进行中间桁架连接圆钢的固定调整。垂直度均采用带垂直度的水平尺或线坠在两个垂直方向进行测量，控制在标准范围内进行固定。

（4）焊接方法采用手工电弧焊方法焊接，焊接材料的选用采用E43型焊条，焊接前应仔细清理焊口，焊缝表面两侧10-15mm范围内的油、漆、锈、水渍等污物必须清理干净。电弧焊引弧应在焊口内进行，严禁在被焊工件表面引燃电弧、试验电流或随意焊接临时支撑物，焊接电流选定，一般以平焊位电流值为基准，横焊位时该值减少5%-10%，立焊位时，该值减少10%-15%，仰焊位时，该值减少15%-20%。

（5）围板表面平整度及水平控制，桁架檩条的安装质量，直接决定于围板安装的整体效果及美观。首先在桁架上下弦安装就位后安排专业施工人员，通过桁架安装附件；连接角钢、圆管、圆钢螺杆等进行桁架水平檩条及立檩的平整度调整，达到整体平整效果。围板水平度控制，在安装前测量好到货后的围板自然状态下的几何尺寸，根据实测后的宽度和长度在桁架已安装调整后的上下弦檩条外立侧面进行划线，围板安装时便于垂直度及水平度的控制，围板安装保证每层板的底下边必须是同一水平直线度。

（6）安装中围板的吊装，现场根据到货后的实际长度在吊装易变形位置采取用轻型钢质材料进行加固，或者采取立面横向两个吊点进行同时起吊，待起到一定高度时一端继续起升另一端缓慢下放，直到围板调整垂直后方可拆除下方吊点。

7结束语

通过此次对华能北京蒸汽联合循环F4型二拖一供热机组模块吊装的学习及对现场实际安装过程中的实践管理中发现：对比以往工程，此次工程整个锅炉采用全封闭的结构，模块安装数量多而散，工作量相当巨大。钢结构安装也投入了我方大量人力物力。另外这次安装的钢烟囱，高度达80m，高度高，吊装难度大，我方在吊装中克服种种困难，成功完成。由于安装的锅炉模块全是散件，重视前期的模块检查和确认编号对提高模块吊装效果十分重要。因施工周期短时间紧迫，所以必须要有专业的施工人员，同时还需专业负责的施工管理团队；在管理的过程应该多学习新的知识，新的观念，不断提高自身的管理水平，从而提高施工效率.施工管理还要加强，过程控制也是非常重要的。煤矿防治水技术措施研究