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火电厂大型锅炉空气预热器转子安装与焊接

发表时间：2020/11/5 来源：《基层建设》2020年第21期作者：刘志成赵丽婷

[导读] 摘要：火电厂锅炉空气预热器的安装过程中，防止转子焊接变形，从空气预热器转子安装开始，就严格控制安装的质量，认真制订转子与转子中心筒、转子隔板与径向板的安装顺序、焊接顺序及焊接工艺，以及在安装过程中应该注意的焊接问题。

        河南工程有限公司河南 450000
        摘要：火电厂锅炉空气预热器的安装过程中，防止转子焊接变形，从空气预热器转子安装开始，就严格控制安装的质量，认真制订转子与转子中心筒、转子隔板与径向板的安装顺序、焊接顺序及焊接工艺，以及在安装过程中应该注意的焊接问题。本文重点分析了空气预热器转子安装与焊接方法，并结合本工程空气预热器安装方案，总结出了一种实用型、经济型施工方法，经实践证明该方法安全可靠、经济适用，对空气预热器转子安装与焊接能到起到好的作用。
        关键词：安装；焊接；省时
        1.引言
        我公司承担的内蒙和林发电厂2×660MW新建工程超临界机组,每台炉配备两台空气预热器型号为LAP15660/2250容克式三分仓空气预热器，采用内置式支承轴承；主要部件有转子、外壳、模块仓格、支承轴承、导向轴承、冷、热端连接板、密封装置、传动装置、吹灰、固定式水清洗装置以及润滑油系统。#1空气预热器转子从俯视图看为顺时针方向旋转，#2预热器转子从俯视图看为逆时针方向旋转；转子名义直径φ15976mm，立式倒置，三分式，一次风开口50°逆转，传热元件总高：2962mm，中间层预留70mm。
        2.空气预热器转子安装
        2.1 支承轴承的安装
        2.1.1 冷端中心桁架就位并找水平后，检查轴承座的水平，用框式水平仪测量轴承座上部法兰面的水平度，水平度应在0.4mm/m范围内。如达不到要求，应按下列步骤重新调整水平度：
        松开螺栓序15约22mm。
        使用千斤顶提升或降低轴承箱。
        调整垫片，使轴承箱达到合适的标高和水平度。
        拧紧螺栓序22，拧紧力矩为1380N.m。
        2.1.2 同时考虑到模块安装后整个下梁会产生一定的下扰度，为了保证转子的正常标高，因此在将轴承座标高调至图纸要求尺寸后应再增加8mm厚的垫片。
        2.1.3 支承轴承安装前应先用汽油和不起毛的织物，将轴承座内部以及轴承球面清洗干净。装轴承和连接座进入箱体。测量必要的间隙并作好记录。
        2.2 转子中心筒和端轴的安装
        2.2.1 支承轴承安装完后可以将转子中心筒吊装就位，转子中心筒和端轴装置重量为31460kg，采用#1空气预热器中心筒及端轴采用63t吨附着吊与80吨履带吊配合吊装就位，#2空气预热器中心筒及端轴采用40吨平臂吊与80吨履带吊配合；吊装前要注意区分两台空预器的转向，安装时可以通过观察端轴上铝制密封环的止动块来判别正反。
        2.2.2 中心筒就位于支承轴承上，拆除支承端轴保护罩，清理端轴的端部，清理法兰表面，去除毛刺和凸起部分。将过渡套和轴承内环装在支承端轴上，并用临时措施固定好。
        2.3 转子安装
        2.3.1 转子模式扇形仓、转子中间隔板及突缘装置均采用散件安装。
        2.3. 2用旋转手柄及中心筒销子转动中心筒来安装模式扇形仓；仅用起吊梁（连在模式扇形仓上）起吊满载的模式扇形仓，在起吊前先松开模式扇形仓与中间隔板及突缘装置的螺栓，吊点生根在模式扇形仓起吊装置上。
        2.3.3每台预热器模式扇形仓共24组，为车间装配件，每组模式扇形仓内装有元件盒及传热元件。每组模式扇形仓组件总重量为25500kg。
        2.3.4按照转子附件图（294YR01-0）扇形仓安装顺序示意图进行吊装并安装模式扇形仓组件。
        2.3.5安装模式扇形仓组件序1，插入转子中心筒销。注意：此时不要焊接中心筒！检查冷端突缘确保完全咬合。用同样方法继续安装序2-24模式扇形仓组件。
        2.3.6安装中间隔板及突缘装置并插入转子中心筒销。用拉紧装置连接主径向隔板和中间隔板。首先在位置13开始，把拉紧装置与中间隔板连接在一起，按转子附件图（294YR01-0）中图示尺寸调节，这个阶段只是粗调。注意：此时不要焊接中心筒！检查冷端突缘确保完全咬合。用同样方法继续安装序14-24中间隔板及突缘装置。
        2.3.7当24个拉紧装置装完后，测量模式扇形仓热端和冷端的弦长，测量时不能转动转子。按平均弦长尺寸作为基准进行最后调整，全部完成后安装栅架。

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        2.3.8开始安装最靠近热端和冷端的栅架，栅架靠在支撑销上，栅架插入到隔仓内以便栅架装在转子壳板内侧并保持内壁弦长平均尺寸。栅架只能点焊，以便能安装栅架够调节弦长尺寸。注意：栅架的安装图案是确定好的，图案可以通过翻转栅架得到，继续安装栅架，保证其在24个隔仓的同一平面内。
        2.3.9弦长尺寸可以通过径向移动栅架来调节，调节完毕后，进行栅架焊接。完成模式仓与中间隔板之间的焊接，安装剩余的栅架并完成焊接。栅架的所有横向筋条与斜拉条交叉处均焊接100mm长，注意：只焊接栅架的下面。
        2.3.10去掉拉紧装置并磨掉隔板表面的毛刺。按图示位置安装热端及冷端转子壳板。
        2.3.11特别注意：在转子或中心筒上进行焊接前，转子中心筒装置必须可靠的接地，否则会损坏轴承。
        3空气预热器转子的焊接
        在空气预热器安装过程中，最关键的就是空气预热器转子的焊接，焊接质量的好坏直接影响到空气预热器的安装质量。空气预热器转子的焊接主要包括主径向隔板对接焊、扇形隔板与径向隔板的焊接、散装隔板与内缘扇形隔板焊接、二次径向隔板与外缘扇形隔板焊接，合计焊缝长度约1100米。因此我们通过制定详细的焊接方案，控制转子安装的焊接变形和整体焊接质量。
        转子的焊接包括扇形隔板的焊接及径向隔板的焊接。焊接时，先焊主径向隔板，径向隔板焊接完毕后再焊接扇形隔板。
        3.1 预热器主径向隔板焊接
        3.1.1 对口点固
        3.1.1.1 焊件在组装前应将焊口表面及附近母材内、外壁的油、漆、垢、锈等清理干净，直至发出金属光泽。清理范围为：对接焊口每侧（内外壁）各为10-15mm。角焊缝为焊脚尺寸K+10mm。
        3.1. 1.2焊件对口一般做到内壁齐平，如有错口，其错口值应符合下列要求：对接单面焊的局部错口不应超过壁厚的10％，且不大于1mm。对此点，焊接人员应严格把关，对于超标错口、折口有权拒绝施焊。
        3.1.1.3焊口局部间隙过大时，应设法修整到规定尺寸，严禁在间隙内加填塞物。坡口尺寸应符合设计要求。焊工检查对口质量，进行根层点固焊。不得在管道外壁上随便引弧、调试焊接电流。
        3.1.1.4打底焊
        焊接方法采用手工电弧焊，焊条采用J507，规格Φ2.5，焊接电流65-75A。预热器转子焊接要根据现场的实际情况搭设操作平台。焊接过程中要注意起弧、收弧和接头的质量。起弧时应适当抬高电弧，收弧时应将熔池填满。打底层焊接完成后，立即自检，合格后进行其它焊缝的焊接。
        3.1.2 焊接顺序：
        主径向隔板的焊接采用对称分段跳焊及退焊法。四名焊工均匀分布在圆周上呈180进行对称焊。在长度方向上将焊接区域分成5个长度相等的部分（顺序号为1、2、3、4、5）。
        主径向隔板的对接焊缝焊接包括坡口侧的填充焊接及坡口背面根部的密封焊（打底焊、密封焊采用分段退焊法，填充及盖面焊采用分段跳焊法），第一步先进行打底焊，打底焊采用分段退焊法，在坡口侧先将顶部519mm的长度焊上第一遍，再焊接2R、3R、4R、及5R区域的第一遍焊缝。坡口侧的打底焊完成后，预热器安装人员应仔细检查转子整体尺寸有无变形，如有应立即采取方法进行调整。
        第二步，完成1C处的填充焊。在坡口侧1R处进行填充焊，从顶部算起焊接长度符合图纸要求。
        第三步，铁工将坡口背面角钢拆除，进行坡口背面一侧密封焊，密封焊亦采用分段退焊法，先将顶部428mm长度的焊缝焊好（1S的上部），然后按照顺序焊接1S的剩余部分，再焊接2S、3S、4S、5S区域。密封焊完成后对整体结构进行尺寸检测。
        第四步，坡口侧焊缝填充焊，采用分段跳焊法，按照顺序依次将2C、3C、4C、5C区域焊好。然后进行整体尺寸检测。
        第五步，坡口侧焊接区域盖面焊，采用分段跳焊法，依次将1C、2C、3C、4C、5C区域焊完。然后进行整体尺寸检测，最后将高出母材部分的焊肉磨掉。
        4结论
        总之，通过制订空气预热器转子安装的详细方案、详细的焊接工艺，即从这两个方面着手并借鉴以前其他型号的空气预热器安装经验，从空气预热器转子的安装一开始就全过程控制安装质量，尤其加强全过程焊接质量的管理。因为空气预热器转子焊接质量的好坏直接影响空气预热器转子安装质量，所以为防止转子焊接变形，从空气预热器转子安装开始，就严格控制安装的质量，认真制订转子与转子中心筒、转子隔板与径向板的安装顺序、焊接顺序及焊接工艺，并付诸于实施取得了良好的效果，各项指标都在优良范围内，从而也为以后其他工程大型空气预热器的安装提供了宝贵的经验。