9F燃机余热锅炉安装技术质量控制探讨

王盛

（广州市吉瑞电力工程技术咨询有限公司，广东 广州523075）

本9F余热锅炉采用露天布置、卧式炉型，其钢结构为钢构架与炉壳组合自支承形式，锅炉本体由进口烟道、换热室、出口烟道和烟囱组成。换热室的前部连接锅炉的进口烟道，尾部连接锅炉的出口烟道和烟囱。高、中、低压3个锅筒和除氧器置于炉顶钢架上，低压锅筒同时作为除氧器水箱。换热室内共布置了6个模块，合计123片单受热面，单受热面重约为20 t，垂直布置于换热室内，每个模块沿锅炉宽度方向分成左、中、右3个单元，如表1所示。综合所知，从燃气轮机排气扩散段处烟气进入锅炉进口烟道，然后流经锅炉本体各受热面后，经出口烟道、烟囱排入大气。

表1 锅炉受热面模块组成

随着中国经济社会快速发展，电力需求量也越来越大，为保证电力的供应，提高发电的清洁环保，将燃气与蒸汽联合起来实现循环工作的9F燃气轮机组因其利用效率高、清洁环保逐渐得到广泛推广。由于9F燃机机组具有设备部件体积大、质量重、对施工要求高等特点，在安装调试过程中需加强质量管控。9F燃机余热锅炉作为燃气机组重要的组成部分，在燃气机组工作中起到不可替代的作用，实现能量之间的相互转换，在转化过程中产生大量的能量，因此对9F燃机余热锅炉安装技术要求非常严格，本文将对9F燃机余热锅炉安装技术进行研究探讨，以不断积累9F燃机余热锅炉安装质量控制技术，促进燃机余热锅炉安装技术的进一步发展。

1 9F燃机余热锅炉组成结构

2 9F燃机余热锅炉安装质量控制

2.1 余热锅炉钢结构安装

余热锅炉钢结构由柱和梁、锅炉底护板、锅炉侧护板、锅炉顶板梁和锅炉顶护板拼接而成，均由工厂预制，分若干片供货。由于余热锅炉采用钢结构来承载整个锅炉的质量，因此确保其结构的稳定为其主要原则。在钢结构安装前，首先，根据工厂所提供和装箱清单以及施工图纸，依次复核各零部件的数量和尺寸，以及各部件配合部分是否正确，若在运输和保管过程中发现损坏情况，记录并消除缺陷方可进行组合安装；其次，余热锅炉基础应验收合格，仔细核对基础底板与基础表面间的垫铁厚度，并采用焊接方式来连接垫铁与底板，并对基础底部和基础表面进行二次灌浆，其强度未达到设计要求强度前不得承重；然后，结合现场安装空间及吊装方案合理规划安装次序，尽量避免因安装错误导致钢结构发生变形，同时，在安装过程中全程配备辅助人员进行组件连接，可借助花兰螺丝校正钢架连接，进而保证钢结构的稳定性；最后，在整个安装过程中，全程采用经纬仪在立柱的两个垂直面进行垂直度测量，当发现公差超标时，使用葫芦拉紧或松弛来进行调整，直至符合设计、标准规范要求，并用水平仪测量钢结构额水平度，然后进行连接点高强螺栓初紧，待复查合格后再进行终紧。

余热锅炉两侧护板竖直安装在柱和顶护板上，吊装时为了防止侧护板变形，采用“双击抬吊”对侧护板进行翻身。单个侧护板就位后，采用分段焊将侧护板与立柱固定，并拉缆风绳对侧护板进行调整以及固定。缆风绳分别固定在炉左和炉右放置的路基箱上。两侧相对应的两块侧护板安装完成后，吊装顶板梁，并采用高强螺栓和侧护板顶部连接固定。锅炉侧护板和顶板梁全部吊装就位后，将顶护板依次进行安装。余热锅炉整体钢结构安装完成后，对底护板、侧护板、顶护板和梁进行密封焊接，并依据规范和设计要求进行渗透检查或煤油渗漏检查，确保整体焊缝的密封性。

2.2 模块安装

受热面为模块化厂内组装，由上集箱、下集箱、管屏、管夹、防震隔板、水平烟气阻隔板、垂直烟气阻隔板等组合而成。在卸车前检查受热面在运输过程中是否损坏，受热面管子、集箱管接头及耳板等是否有损坏，受热面的主要位置尺寸是否正确，外观有无砂眼、裂纹、撞伤、压扁等缺陷及厂家焊缝质量情况，依据图纸和发运清单等逐一核实，模块验收合格后方可将模块卸车至指定区域。受热面模块吊装是非常重要的一项安装工作，应使用专用吊装工具受热面吊装架和受热面翻转架，防止受热面模块因受力不均造成受热面模块弯曲变形。模块卸车及上架均采用厂家提供的专用吊具，如图1所示，单片模块起吊时，由1根大扁担梁和8根小扁担梁构成起吊系统，起吊点不少于48处，吊钩必须对应模块的管夹位置。

图1 吊装专用吊具

在受热面模块安装前，提前将厂家专用工具翻转架布置于炉侧，底部通过2个圆柱销铰接在H形钢支撑上，支撑与余热锅炉炉柱脚刚性连接，如图2所示。同时在炉顶钢梁处焊接吊耳固定滑轮组、炉底布置2台卷扬机和炉顶布置2根H形钢作为电动链条葫芦挂点，用于拉起翻转架和模块就位。

图2 翻转架安装示意图

吊装顺序需考虑到货情况和存储顺序，受热面从炉前或炉后依次进行吊装。采用受热面吊装架从存储点吊至水平放置的翻转架中，并调整顺序。同时启动2台卷扬机，用翻转架连同受热面模块缓慢扳起，履带吊吊钩随翻转架角度升起，翻转过程中注意观察两侧钢丝绳收绳速度，确保翻转架两侧受力均匀，当翻转架与水平夹角为80°～85°时，停止卷扬机。履带吊将受热面从翻转架中缓慢吊出，直至脱钩，用炉顶2台滑车将受热面拖运至对应的吊挂装置正下方，并采用电动链条葫芦将其牵引至安装位置，拖运过程中注意调整滑车行走速度保持一致，防止受热面滑行过程中发生扭曲变形，同时在受热面吊装过程中，用全站仪全程监护侧护板变化情况。如有变化记录数据，并采取相应的加固措施。

吊装完毕后，根据图纸要求调节吊杆高度，穿装吊杆装置，确保吊杆处于垂直位置，并且受力均匀。在吊装组件的位置确定好后，调整螺母位置，根据钢架的标准高度，找到上集箱标高，根据横向纵向中心线找出开档的尺寸，按照图纸要求安装并且固定[1]。

2.3 余热锅炉管道安装

余热锅炉管道包括高压主蒸汽管道、热再出口管道、再热器进口管道、集中下水管、过热蒸汽管道、再热蒸汽管道、内部辅助管道、排汽管道、给水管道、外部辅助管道、排污疏水管道、启动和连排管道、放空管道等。

余热锅炉管道到货后，及时对合金钢材料进行光谱复测，并对硬度、金相等项目进行抽检，如15CrMo、12Cr1MoV、P91、P92等，确保其材质与图纸要求一致，安装前，需将管段内部异物清理干净，尤其是受热面管道，防止管道在运输过程中因端口封盖脱落而进入杂物等。同时管道在打磨后，需检查管件内部是否留有杂物，如有杂物需将其清理干净方可实施对口工作。管道组对时需考虑设计坡度等要求，并保证坡口角度、间隙等满足要求，如发生错边超标等现象，严禁强行组对。管道安装过程中，加强管段尺寸测量工作，通过测量管段不同工作位置坐标及标高来保证管道坡度值满足图纸要求。

余热锅炉焊口因受热面间距有限，故其焊口焊接操作空间狭小，存在焊接盲区，为了保证焊口一次合格率满足合同要求，则要求焊接人员焊技能稳定、手法熟练，入场前进行焊工技能考核，对针对困难位置，进行针对性培训、考核，如镜面焊等。在焊口焊接之前，需仔细观察周边环境，如有必要需采取防风、挡雨措施，并检查焊口组对质量，坡口表面清理情况，不允许出现浮锈、油污等，坡口角度、钝边和错边等应满足标准要求，避免出现焊缝未焊透、未熔合、气孔等焊接缺陷。焊前预热、后热和焊后热处理是余热锅炉管道安装过程中重要的一个环节，根据管件的材质、厚度等选择相应的预热、后热温度以及热处理升温、降温速率、恒温温度和恒温时间，确保焊接接头硬度和金相检验合格。

2.4 锅筒安装

锅筒上设有安全阀、就地水位计、平衡容器等，安装前应先检查锅筒筒体、封头内、外表面油污裂纹、撞伤等缺陷，焊接质量及尺寸是否符合要求。管接头、管座等是否完好，找出锅筒两段的水平和垂直中心线进行油漆标记，并核对其位置是否正确，便于后续安装或矫正工作。受热面某块吊装结束后方可对锅筒进行吊装工作，对于吊装的地点也有相应的要求，必须是在能防止锅筒出现晃动的合适地点进行吊装，吊装的过程中，使用棕色绳子牵引锅筒的两端处来防止锅筒出现晃动的情况，这种操作还可以有效防止锅筒的管接头被吊装钢丝绳挤压[2]。为了保障吊装锅筒过程的平稳，当锅筒吊离开地面的时候，可以暂停片刻，当锅筒呈现平稳状态的时候，方可进行下一步安装操作。对于锅筒吊装到达指定位置的时候，应该及时找正并固定，保证锅筒内部装置符合设计要求。

最后，对锅筒的中心标高、垂直中心线、纵横向水平偏差进行复测，确保其偏差值保证在允许的范围内。

2.5 其他部件安装

除锅炉钢结构、受热面和锅筒等安装外，锅炉进口烟道、出口烟道、烟囱、锅炉辅助设备等均需注意。

烟囱和烟道安装就位前对基础进行复测和验收，并画出纵向和横向安装基准线以及标高基准线，确保纵向中心线和横向中心线相互垂直等。烟囱由多节筒节拼装而成，每节安装过程均需复测其椭圆度、垂直度等，避免误差累计。

进口烟道、出口安装时，应复查并保证其中心线与炉体、烟囱中心线一致，且在适当情况下应考虑提高地面组装程度，进出口烟道膨胀节应严格按照厂家图纸进行安装，以免因安装问题影响后期余热锅炉使用质量。

锅炉辅助设备安装前应先按照供货清单、图纸等进行开箱检查，确认实物与图纸、供货清单相符，并无其他问题缺陷。在安装前检查辅助设备基础混凝土强度，确保满足要求后，依据锅炉纵横中心线进行基础划线，保证其标高及纵横中心线偏差在允许值范围内。设备安装后如采用二次灌浆时，基础表面无杂物、污垢等。地脚螺栓垂直度应满足要求，并有防松装置。如采用垫铁进行设备调整时，每组垫铁的长度、宽度以及垫铁面积均符合要求，确保垫铁与混凝土接触面均匀。安装结束后，小锤敲击检查垫铁，无松动现象，并将各层垫铁间点焊牢固。

3 结束语

随着中国经济的高速发展，电力供应结构的优化逐渐增强，9F燃气轮机机组得到了大力推广，不但使能源利用效率得到了大幅度的提高，同时也起到了环境保护的作用，故9F燃气轮机成为发展的必然趋势。因此，余热锅炉作为燃气轮机机组的重要组成部分，其安装质量直接影响燃机机组的运行效率则需从设计、生产、安装等方面全面把控，确保余热锅炉的各项性能指标均达到设计、标准要求。通过对9F燃气轮机机组余热锅炉安装技术质量控制措施的分析探讨，进一步积累对余热锅炉安装技术和质量控制经验，进一步推动9F燃气轮机机组余热锅炉安装技术的快速发展。