余热锅炉钢结构模块工厂化制作工艺研发

张福旺　徐桂冲　杜西河　张会艳

摘 要：早起发电站采用的锅炉结构相对简单，仅适用于小产量的电力生产活动，锅炉设备能够持续的寿命较短。工业科技发展后钢铁结构在锅炉构造中占据了重要位置。余热锅炉结构特点就是的模块化结构，其中的钢结构模块是由钢结构和带有内保温层的墙板组成。针对余热锅炉钢结构模块结构复杂、制作工序较多的特点，本论文主要就是研究其制作过程中制作工艺。

关键词：余热锅炉 模块化 整体运输

中图分类号：TK229 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）01（b）-0000-00

1 工艺原理

结构简介：余热锅炉的钢结构模块由钢结构和墙板及其内保温层构成，钢结构主要组成部件为：H型钢柱、支撑梁等；墙板主要组成部件为：护板、槽钢、肋板等；保温层主要组成部件为：U型支撑梁、保温钉、保温针、保温材料、衬板、导流槽等。上、下侧墙板与模块框架组装后整体整体运输。

2 工艺

2.1 制作工艺流程如图1所示

2.2 工艺要点

2.2.1 施工准备

（1）了解余热锅炉钢结构模块的安装位置和结构形式；

（2）利用三维软件建立模块的3D模型；

1）根据模块的分解详图，建立模块零部件和整体的3D模型，展示装配制作工艺流程。

2）通过分解3D模型，展现模块的内部结构和零部件装配关系，制定装配制作工艺流程。

2.2.2 框架制作

（1） 钢结构框架制作

柱、支撑梁的钢板采用多头火焰数控切割机下料，埋弧焊机拼接。拼接焊缝100%UT检测合格。按照清单组对H型钢、槽钢等；采用埋弧自动焊机，按照焊接工艺焊接组对件的主角焊缝。采取合理的焊接顺序、双面交替对称焊、反变形等措施控制焊接变形，利用机械矫正型钢的焊接角变形。端铣加工柱两端面，装配制作H型钢柱及各支撑梁等，并按质量要求验收。 H型钢柱及各支撑梁利用抛丸器预喷砂处理，除锈达Sa2.5级，并4小时内喷涂底漆。将H型钢柱和支撑梁等装配构成框架，复检尺寸后再施焊。为便于装配焊接，利用H型钢翻转卡具将框架翻转，并在型钢棱角处加垫护瓦保护钢丝绳。钢结构框架制作完后，进行整体验收。

（2） 墙板框架制作

护板预喷砂处理达Sa2.5级，并4小时内喷涂底漆。数控切割机下料后，使用平板机、压力机调平钢板。采用数控折弯机按图纸折弯护板，复检折弯尺寸合格后，将其对齐、拼接。拼接焊缝分段间隔焊接，以减小焊接变形。墙板框架的槽钢和肋板均预喷砂达Sa2.5级，并4小时内喷涂底漆，然后将其与护板装配、焊接构成墙板框架。焊接时采取对称焊、分段间隔焊等措施控制焊接变形。墙板框架的制作与钢结构框架的制作同时进行，优先制作下侧墙板框架，而上侧墙板框架的制作在钢结构框架的制作之前或同步结束，以保证上侧墙板框架与钢结构框架之间的装配。

（3） 模块框架制作

将上侧墙板框架与钢结构框架装配焊接构成模块框架，为方便焊接施工，可将模块框架翻转后再施焊。长焊缝必须采用分段间隔焊，以减小焊接变形。焊接完成后，矫正、复检护板的平面度。

2.2.3 墙板保温层制作

（1） 在模块框架装配同时，装配下侧墙板的U型支撑梁、保温钉、保温针，然后再装配上侧墙板。

（2） U型保温支撑梁采用数控折弯机压制而成，然后再装配焊接底板，保温材料填充密实。

（3） 复检护板尺寸合格后，根据图纸要求在墙板上放线，确定U型支撑梁、保温钉位置并依次装配。

（4） 保温针按每平方米不少于11个的原则，均匀布置于保温钉区域内的墙板上。

（5） 保温材料敷设

在保温车间按图纸要求，先分层敷设下侧墙板的保温材料，再敷设上侧墙板。保温材料各拼接口严密对接。敷设完后，安装自锁压板固定保温材料。

（6） 衬板、导流槽装配

不锈钢衬板和导流槽做光谱检测并标识，其它衬板和导流槽按要求防腐。利用AutoCAD将衬板、导流槽图纸拆分，导入等离子数控切割机，下料并割制其圆孔，并将衬板按装配顺序编号。采用数控折弯机压制衬板和导流槽。按编号顺序铺设衬板，保证保温钉均位于衬板圆孔圆心位置。按图纸位置及倾斜方向放置导流槽。紧固保温钉螺母，紧固后再松动1/4圈，按图纸点焊螺母。

2.2.4 模块涂漆

将制作完的下侧墙板利用专用工具翻转。 对模块框架、墙板框架裸露的基层进行处理，喷涂各层油漆，并检测漆膜厚度。

2.2.5 模块组装

两台吊车抬吊模块框架，缓慢下落至下侧墙板框架的连接螺栓孔上方，吊车不松钩，安装连接螺栓，构成钢结构模块。按模块尺寸制作两个临时支撑，支撑点位于H型钢柱下翼缘，下侧墙板保温层与临时支撑间隔100mm。临时支撑仅供组装后的模块临时摆放和发运使用。

2.2.6 模块终检

钢结构模块制作完毕后，汇总其过程验收结果并对模块外观进行整体验收。模块出车间前对其保温层进行整体防护，避免因雨雪天气致使保温材料被淋毁。

3 结束语

本制作工艺研发成功后，相应在高井子3×350MW、天津临港1×350MW余热锅炉钢结构模块的制作工程中应用，经工程证明各制作工序合理、成熟，有效地缩短了制作工期，减低了制作成本。

参考文献

[1] 美国国家标准AWSD1.1-2008《钢结构焊接规范》，2008年

[2] 陶然 锅炉钢结构设计的步骤及特点 《电站系统工程》，2011年 第5期