燃煤发电厂凝汽器安装关键施工工艺介绍

陆瑞特

摘  要： 凝汽器是发电厂的重要设备之一，凝汽器的安装进度及安装质量直接关系到后续工程进度节点的完成及今后机组运行的水平。合理的安装顺序及规范的焊接作业是重中之重，基于此，本文通过燃煤发电厂凝汽器安装关键施工工艺的介绍，以供探讨。

关键词：燃煤发电厂、凝汽器、安装工艺

1、工程概况

某2×1000MW燃煤汽轮发电机组凝汽器型式为双背压、双壳体、对分单流程表面式凝汽器。由兩个斜喉部、两个壳体（包括水室，回热管系），循环水连通管及底部的支座等组成的
全焊结构，电机侧凝汽器为HP（高压），汽机侧凝汽器为LP（低压）。凝汽器接颈与壳体及汽轮机低压缸均为刚性焊接连接，与基础通过 36 只底部支撑固定。在 HP、LP凝汽器接颈上都安装有内置低压加热器和减温减压器。凝汽器采用海水冷却，冷却管采用钛管，钛管安装采用胀接+密封焊方式。本凝汽器的疏水扩容器、减温减压器、循环水水室、循环水管、内置低加及各基础支座为整体制造，壳体、接颈为散件制造运输，到现场拼装的方式。


3 凝汽器拼装

3.1 壳体底板、侧板和接颈拼装

因安装现场狭窄，为减少坑内作业，在散件倒运至拼装场地清理检查无缺陷后应先进行预拼装作业。

底板拼装时，将底部朝下坡口对准后检查水平度、外形尺寸及对角线尺寸等后先施点焊。在表面焊临时加强筋（工字钢、骑马铁）防止变形，由于该机组凝汽器壳体焊缝为单面焊形式，所以焊缝背部应垫相应铁块作反变形措施。

侧板拼装时，应注意侧板单面焊缝在壳体外侧，侧板从低压缸预留孔中吊放在底板上，外侧朝上，调整平面度后焊接临时加强槽钢和"I"字钢，加强件位于焊缝的两侧和组装焊缝的边缘，拼装时，首先校核外形尺寸，然后焊接拼装焊缝。两侧板在底板竖起，用行车将其临抛在支墩与基础之间的缝隙内，保证接颈在底板上的拼装空间。


接颈拼装时，首先拼接接颈的前后左右侧板，拼接的方法及加固措施与壳体的底板相同，并将侧板上的肋板点焊，注意接颈侧板为双面焊接形式。接颈找正后用槽钢斜向将底板和侧
板固定，在内部两块侧板相连转角位置用4～6 块三角形的钢板加固，拼装完成后对拼装焊缝做煤油渗透试验。

3.2凝汽器壳体拼装

凝汽器壳体拼装分为壳体侧板安装、壳体端管板拼装及壳体内部部件安装。壳体拼装时，应重点关注变形控制，可通过槽钢加固、调整焊接顺序及参数等方式控制。 在壳体板全部就位后可以全面安装壳体内部的支撑管，支撑管安装时需注意图纸尺寸，以免影响后续的隔板安装。


3.3管板和隔板的安装

首先在热井顶部作好各管隔板的定位标记，然后将隔板按序号分别吊入临时就位，吊入时，应注意吊点设置，控制吊装中的变形。正式就位时，应先将第一块和最后一块隔板就位，找平找正，待隔板就位后安装挡汽板和中间的加强件，然后将隔板与侧板上的加强杆点焊。

管板就位时，首先将炉侧端管板和A排侧端管板吊起就位，前后管板的距离在安装时要分区多点测量检查，保证满足钛管的安装长度。前后管板应保持垂直度一致，管板平面度可通过前后拉圆钢来调整，拉紧圆钢只有在钛管穿管前才能拆除。同时注意在施工过程中要做好对管板的保护措施。

3.4壳体内部部件安装

在管板和隔板安装结束之后，分别进行凝结水收集槽、空冷区包壳、内部抽真空管路及挡汽板等不锈钢管区内部附件的安装焊接。在空冷区包壳及挡汽板的安装过程中，必须注意与不锈钢管的安装距离。

3.5接颈就位及内部支撑管系安装

用行车将接颈就位在壳体上，从排汽口拉钢丝挂线锤将接颈按设计要求找平找正，并再次复核外形尺寸，以确认接颈在临抛过程中没有变形。然后按照支撑管系图纸尺寸将接颈内部的支撑管进行安装。在低加卡板安装前，首先核实低加尺寸和接颈上的低加开孔尺寸，在保证低加的穿装空间的情况下，可以在安装支撑管时直接将低加卡板安装上。


4钛管穿装

钛管穿装前，应完成隔离棚设置，管板、隔板及管孔的内部清洗，穿管前的检查签证工作。

4.1钛管试胀

钛管在正式胀管前需在试胀板上进行试胀，按下列要求执行。①胀口无欠胀或过账现象，胀口处管壁胀薄约 4%～6%，胀管后内径的 Dn 按下列公式计算：Dn=D1-2（1-a）δ，其中 D1 为管板孔直径，a为扩胀系数，取值为 4%～6%，δ 为冷却管壁厚。②胀管及翻边处应平滑光洁，无裂纹和显著切痕，翻边角度一般为15°左右。③胀口的胀接深度一般为管板厚度的 2/3～7/8，但扩胀部分应在管板壁内不少于 2～3mm， 不允许扩胀部分超过管板内壁。

4.2钛管正式胀接

试胀管合格后方可进行正式胀管，胀管采用自动胀接。先在管板四角及中央各胀一根标准管，以检查两端管板距离有无不一致和管板中央个别部位有无凸起，造成管子长度不足等情况。 管子胀接程序应根据管束分组情况妥善安排，不得因程序不合理造成管板变形。换热管尺寸不够长时，应更换足够尺寸的管子，禁止用加热或其它强力方法伸长管子。

4.2.1胀管工艺

胀接前应将胀接区域彻底清理干净。换热管的胀接先进行后端板侧，并由管孔分布区域的中部向周围进行，将后端板侧的环热管露出长度调整至离端板面 1～3mm，然后按设计图样要求胀接，要求胀接均匀（不允许过胀或欠胀），胀管减薄率为4%～6%。换热管余量应采用内切式切管机将前端板侧的循环换热管余量切至离端板 1～3mm，手工除去管端毛刺、飞边等。

4.3钛管焊接

工业纯钛具有良好的焊接性，主要焊接质量问题为裂纹、气孔和氧化。 常温下，钛的表面会形成致密的氧化膜，使钛很稳 定。 但是在高温下，钛有很强的吸氢、氧、氮的能力，随着温度的提高，钛吸收气体的能力更强。 所以，在焊接过程中，一定控制好以下要点：

1、焊前清洗，坡口区域和焊丝都必须进行焊前清洗，清洗時用浓度>95%的工业酒精或丙酮仔细清洗端板表面及孔内壁的油污、水分及杂质;洗净后的焊件必须保持清洁，暂时不焊的管口要用塑料薄膜覆盖，以防二次污染。操作人员应穿干净工作服、带白手套。

2、加强对焊接高温区域的保护，杜绝空气侵入。

3、采用合适的焊接工艺参数，保证熔池中氢的顺利逸出。

4、选用纯度更高的氩气用于焊接和保护焊接氩气的纯度应达到 99.99%，露点在-40℃以下，HO小于 0.001mL/L。

5、选择跳焊方法。为防止焊接变形，管-板焊接应采取分区Z形跳焊法（见图3.1），避免集中区域过热变形;保证两侧同时施工双侧施焊时，在同一根冷却管的两端同时进行焊接;单侧施焊时，另一侧严禁进行切、胀、洗管等工作。

钛管焊接完成后，应进行外观检验。焊缝外观检查合格后，再进行着色检查。 所有焊口应 100%进行 PT 检验。

5 凝汽器灌水试验

凝汽器组装完毕后，进行汽侧灌水试验。灌水试验的目的是为了检查钛管焊缝的严密性，灌水高度要充满整个冷却管的汽侧空间， 并高出顶部冷却管 100 mm，将各种表计接口加临时堵板或丝堵，凝汽器灌水前所有与凝汽器连通的管道一次门安装完毕或加装堵板。开始注水后，水位每上升 1 m 即停止注水，检查漏水情况。发现泄漏应及时做好标记，根据具体情况消除。灌满水后（超过冷却水管100 mm），经24 h 检查无泄漏后，方可放掉凝汽器内部的水。

6 接颈与低压缸外缸连接

凝汽器在与低压缸连接前凝汽器底部的正式支座需调整完成，凝汽器全部由正式支座支撑牢固后方可进行连缸作业。凝汽器与低压外缸连接时，应预先在接颈内铺上1 块带石棉布木板。 凝汽器与低压外缸之间间隙均匀，符合焊接要求;调整好后，多名焊工进行对称焊接。凝汽器与低压外缸连接后进行内部管路及附件的安装。

待上述内部部件安装完成后，进行凝汽器及真空系统灌水试验。

7 结语

通过上文对燃煤机组凝汽器安装关键施工工艺的介绍，凝汽器的安装关键在于控制焊接时的变形量及钛管的穿装，对安装过程中的工艺规范性要求非常高，每道工序均环环相扣。因此，应严格按照设计图纸及设备厂家图纸要求，编制施工方案，在作业前要做好方案交底工作，规范现场施工人员的操作工艺，这样才能保证凝汽器安装工作的顺利进行，为后续机组的安全稳定运行奠定基础。

参考文献：

[1]雷平飞，赵泽有.汽轮发电机组凝汽器安装施工技术[J].安装， 2020（7）：37-39.

[2]电力建设施工技术规范第 3 部分：汽轮发电机组：DL 5190.3- 2012[S].2012.

[3]杨永富，王祥升.华能玉环电厂1000MW超超临界2号机组凝汽器组合安装施工技术方案[J].电力建设，2009，30（1）：59-62.