塔式锅炉垂直水冷壁制造工艺技术研究

汪万中

摘 要：作为锅炉水冷中受热过程中非常重要的一部分，水冷壁主要是钢管组成，这些钢管主要分布在锅炉炉膛的四周，在水冷壁的周围会有很多流动的蒸汽和流动的水，塔式锅炉在运行的过程中，会接受来自锅炉炉膛外部火焰的热量，水冷壁在运行的过程中吸收的热量主要是炉膛燃烧过程中产生的辐射热量。本文就塔式锅炉垂直水冷壁制造工艺进行研究，希望能够在一定程度上提高塔式锅炉垂直水冷壁的使用性能。

关键词：塔式锅炉；水冷壁；垂直管屏；制造技术

水冷壁又被称之为上升管，其的主要作用就是吸收锅炉高温烟气和锅炉内火焰的辐射热，现在我国很多锅炉在蒸发受热面都是由水冷壁组成的，作为水循环中经常会应用到的部件，垂直水冷壁能够有效的对炉墙进行保护，对塔式锅炉进行冷却。垂直水冷壁能够在锅炉内进行热交换，保证炉膛既不会被高温破坏，又能有效降低炉膛的温度，起到对炉膛进行冷却的作用。

1 垂直水冷壁部分结构特点

一般塔式锅炉在进行制造的过程中，一般采用的都是垂直式的水冷壁，这些水冷壁在进行设置的时候，一般都会设置成垂直管屏布置形式，采用螺旋管圈的设置方式，在进行管道上端设计的时候，施工人员采用的一般主要是Y型三通、直型三通的方式进行设计。相关人员在进行水冷壁垂直管屏设计的时候，可以采用水平布置的方式，这种设计方式能够有效提高锅炉本身的受热面积。在进行水冷壁管屏设置的时候，相关人员可以采用不同的穿墙孔板的结构进行设计，不仅能够有效提高水冷壁本身出现的漏风现象，还能提高其本身的气密性。

大容量超临界锅炉炉膛下部水冷壁常采用螺旋管圈式，而炉膛上部则采用垂直上升管屏。这2种水冷壁之间的连接方法一般有2种，即采用中间集箱或分叉管。炉膛下部水冷壁由倾斜上升的螺旋管圈组成，在各面墙相交处均有成排弯头，根据各厂设备情况可以采用卧式成排弯，立式成排弯2种方法弯制。采用成排弯的优点是水冷壁管屏在工地可以直接焊成整体结构，减少工地焊口数量，缩短现场组装周期；缺点是制造厂内制造周期长，工序多，成排弯头精度不易保证，工地安装难度较直管屏也有所增加。螺旋管圈水冷壁成排弯工艺虽然是可行的，但也给制造厂生产带来了很大难度，如弯曲精度控制不好，极易造成空间弯头现场大量返修。

2 垂直管屏部件制造难点

2.1 管屏中由6000多块孔板组成4000多个腰形孔，孔板数量多，每个部件的孔板尺寸也不同。孔板的加工成型及装焊均有严格的尺寸要求，所以孔板的加工及装焊均为管屏制造的难点。

2.2 MPM焊接成屏，对于管屏焊接孔板的位置处采取哪种MPM焊接分片的工艺方法更为简单有效，又为管屏制造的难点之一。

2.3 前后墙管屏上部均焊接三通，数量大。装焊尺寸要求严，三通的装焊为此结构管屏的又一难点。

3 垂直管屏关键制造工艺

3.1 穿墙孔板工艺

相关人员在进行垂直管屏制造的时候，要不断加大对管屏节距装配和公差等因素的重视度，采用位置和数量的分析方式对其的工艺进行实验，并且在进行实验的时候，还要采用对冲制成型工艺和数控气割工艺，塔式锅炉垂直水冷壁制造工艺的水平才能得到提升。相关人员在进行管屏节距装配和公差的时候，要的不断加大对余量的重视度，对孔板本身的宽度进行加工，并且采用冲制成型的方式进行施工，在进行孔板宽度加工的时候，相关人员要不断加大对圆弧公差控制的重视度，保证其本身宽度外形尺寸能够控制在相关规定的标准之内。

3.2 针对大量的孔板装焊问题，采取专用的装焊工装解决装焊及精度问题

在进行孔板焊装施工的时候，相关人员要不断加大对工装方法使用的重视度，严格按照施工图纸相关规定的标准进行施工，保证托板和孔板本身的尺寸能够达到相关规定的标准，在进行孔板施工的过程中，相关人员要保证孔板加工本身的准确性。在进行孔板安装施工的过程中，相关人员要保证管子和孔板位置能够对中，在进行管子定位的时候，相关人员要保证定位板本身的摆放的正确性。在进行孔板焊接施工的过程中，相关人员要保证焊接施工工艺能够达到相关规定的标准，相关人员还要手动将孔板拎起，才可以进行下一个孔板焊装施工。

3.3 三通装焊工艺措施如下

施工人员在进行装焊施工的过程中，相关人员要不断加大对焊装管屏上端校正施工的重视度，对其的划线进行科学的校正，对管屏的余量进行切割，在倒三角的内部进行镗孔。

在进行焊装施工的过程中，焊接施工人员也会采用三通焊装施工的方法进行施工，并且在进行施工的过程中，还要对其的水平线进行详细的检测，保证其的拉线能够符合相关规定的标准。施工人员在进行边关施工的过程中，要不断加大对工装槽钢施工的重视度，采用水平仪的方式对边管进行找平，保证水冷壁边管的相关标准能够符合施工图纸的要求。相关人员在进行施工的过程中，可以采用吊线的方式进行施工，三通支管本身的垂直性才能得到提升。

装焊其他中间三通时以粉线及槽钢上位置线为基准装焊，并与槽钢点焊；装焊所有三通时均不能强制装焊，边缘偏差≯1mm，内壁允许的错边量≯0.5mm。

管屏油漆前去除辅助工装槽钢，并打磨焊点。

3.4 针对不同孔板的密集程度工艺上可以采用后开孔或空焊的工艺方法，管屏下端缩进结构采取空焊工艺方法

当管屏中孔弯管在管屏统一标高位置且数量较多时，可以使用空焊工艺，即MPM焊机焊接到距孔弯管与管屏对接处一段距离提前停枪，抬枪空焊过孔弯管密集区域处一段距离后，再落枪继续焊接管屏其余的位置。这样既能节省焊材，又方便后续割磨管子与扁钢，为镶入孔弯管制造便利条件。

当管屏中孔弯管数量较少时，采用后开孔工艺方法，即直管屏生产完成后，直接在管屏所需镶入孔弯管处割磨管子与扁钢，镶入对接孔弯管，以完成产品要求。

4 管屏整体制造工艺流程

4.1 管子扁钢下料，管子直管接长检测合格，MPM焊接成屏，对于管屏焊接孔板位置采取空焊或者后开孔工艺方法。

4.2 管屏焊制成屏，消除旁彎、校正划线合格后，进行焊接三通工序，三通焊接完成进行检查合格。

4.3 管屏上部扁钢气割孔；管屏中部及下部装焊孔板，装焊孔板时采用专用装焊工装，装焊完毕后采用检验棒检查。

4.4 管屏所有装焊补焊工序完毕校正合格。

4.5 管屏校正划线进行完工工序，割余量、倒角、水压、通球、油漆等工序。

5 结束语

综上所述，在塔式锅炉运行的过程中，垂直水冷壁发挥着非常大的作用，其在塔式锅炉的炉膛内部设置很多并联管子，这样不仅能够有效提高其本身的受热面，管内的水会吸收锅炉内部的辐射热量，降低塔式锅炉内部的温度，从而起到对炉墙进行保护的作用。现在我国锅炉垂直管屏制造技术已经非常成熟了，这一技术不仅能够在一定提高塔式锅炉的整体性能，还能提高锅炉的使用寿命。

参考文献

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