李波
中电建湖北电力建设有限公司 430038
摘要：本文以锅炉螺旋水冷壁安装为研究对象，并结合具体工程案例对螺旋水冷壁安装工艺及质量控制进行具体分析。
关键字：螺旋水冷壁；锅炉；安装
螺旋水冷壁是应用在超临界及以上直流锅炉上的一种新工艺。螺旋水冷壁管从冷灰斗开始，按一定角度螺旋盘绕上升，上部与过渡段水冷壁相接，下部与集中降水管混合集箱相连。由于大容量的锅炉炉膛宽度及深度尺寸较大，螺旋水冷壁又是螺旋盘绕上升，所以组合率较低。由于螺旋管的焊口分散排列，给管排的对口找正和安装焊接增加了较大难度。超临界锅炉的螺旋水冷壁安装是保证锅炉安装的关键线路项目，是整个锅炉受热面安装中的重点和难点。
1、螺旋水冷壁简介
目前，超（超超）临界压力直流锅炉炉膛四周一般为全焊式膜式水冷壁，由下部螺旋盘绕上升水冷壁和上部垂直上升水冷壁两个不同的结构组成，两者间由过渡水冷壁和混合集箱转换连接，炉膛角部为圆弧过渡结构。螺旋水冷壁作为超（超超）临界锅炉最为重要的承压部件之一，安装质量的控制一直以来是锅炉受热面施工过程中的一项技术难题。
2、螺旋水冷壁安装工艺及质量控制
螺旋水冷壁是超临界等直流锅炉的重要受压部件，由于其过渡段、水冷套、冷灰斗的结构复杂，不仅设计、制造困难，更是安装的难点。安装螺旋水冷壁必须解决:水冷壁的中心整体扭转；管屏角隅大面积密封焊带来的焊接变形；施工须采用悬空倒装脚手架，其搭设带来与设备吊装的矛盾等技术上的难题。其对策如下：
2.1防止中心扭转措施
采用以地面十字线校正后的炉顶十字线为基准预测预检，在各层标高的钢架上就地设点，形成立体基准网格，为找正定位提供可靠准确的依据，可防止螺旋水冷壁中心扭转。可利用地面搭设的组合架，将螺旋管屏按设计要求分别进行四侧拼装，复核螺旋上升角，组件长度、宽度和对角线以及片际的安装拼缝是否超差，根据实测情况进行调整，使之符合设计要求。地面拼装时，须划出管屏中心线，标高控制点，对每片管屏进行编号，并打上印记作为安装时的依据。
2.2焊接变形控制
由于螺旋水冷壁焊接变形的控制要求非常高，保持水冷壁整体平整、不变形是螺旋水冷壁安装的难点和重点。因此，须采用合理的焊接工艺：分段点焊、局部固定、分段焊接的方法，严格的焊接规范来控制焊接热量的输入，来防止焊接横向收缩变形和纵向弯曲变形，可使螺旋水冷壁的变形量达到最小。
2.3采用先进高效升降施工平台
鉴于螺旋水冷壁的结构特点，从中间联箱开始到炉底环形联箱处的施工区域都要在高空作业，如此庞大的脚手架其安全性和适用性也难以保证。为此，解决设备吊装和施工人员的施工位置，突破传统的临时施工脚手架，选择科学安全的大跨度、不晃动、可升降的炉内专用活动平台作为施工平台。
2.4优选切角几何法安装四角燃烧器
采用螺旋水冷壁锅炉的燃烧器安装，无法采用传统的切圆法。由于结构的限制，螺旋管安装势必使用悬吊、可升降的活动平台；且燃烧器水冷套处的焊口量占螺旋管口的1/4左右，满膛脚手的[脚手架]使用势必将影响整个安装进度，必须使用切角几何法安装，为此必须有准确炉膛截面和标高控制。
3、案例分析
3.1概述
某电厂2×660MW安装工程，锅炉为东方锅炉厂生产的超临界参数变压直流炉。炉膛宽为22162.4mm，深度为15456.8mm，高度为65000mm，整个炉膛四周为全焊式膜式水冷壁，炉膛由下部螺旋盘绕上升水冷壁和上部垂直上升水冷壁两个不同的结构组成，两者间由过渡水冷壁和中间混合集箱转换连接，炉膛角部为R150mm圆弧过渡结构。炉膛冷灰斗的倾斜角度为55°，除渣口的喉口宽度为1243.2mm。
3.2施工方案
3.2.1螺旋水冷壁组合
根据吊装开口及机械的吊装能力将前（后）螺旋水冷壁组合成7个组件，组件外形尺寸为22162.4mm×6000mm。首先在组合场制作一副50000×23000×1200mm支架作为螺旋段水冷壁的组合支架。按照吊装顺序将螺旋水冷壁从上至下依次摆放到支架上。根据图纸尺寸对每一片管屏进行尺寸复查，管屏拼接组合时依据每片管屏给出的基准线作为基准进行组合。为保证组合件的平整度，管屏未组合前对其各自进行找平，再对相邻的管屏进行找平，对整个组件密封未焊接前进行找平加固，然后进行密封的焊接工作。
3.2.2螺旋水冷壁吊装
（1）吊装机械及吊装通道
锅炉螺旋段吊装主力吊车为FZQ1650塔吊和两台布置于炉顶的10吨卷扬机。其中：FZQ1650吊机吊装时采用55.705m主臂，11.82m副臂工况布置在炉左正对K3外7m处。辅助机械：MQ642龙门吊主要用于螺旋水冷壁组合；运输配合机械，运输车辆为30吨低驾平板车。锅炉钢架炉左侧K1至K2之间零米至7.6m的楼梯缓装，炉左侧G3列K1至K2之间零米至13.7m的垂直支撑缓装。作为螺旋水冷壁进入炉膛的通道。
（2）中部螺旋段水冷壁吊装
左右侧螺旋段水冷壁及前侧螺旋段水冷壁吊装采用FZQ1650吊车进行吊装，后部螺旋段水冷壁采用炉顶布置的两台10吨卷扬机进行吊装。根据现场及大型机械的布置情况，我们将前（后）侧螺旋水冷壁在地面组合为：22162.4mm×6000mm×20000Kg，由上至下共组合成7件。在每个水冷壁组件上每隔2650mm焊接有刚性梁的垂直搭接板耳板，在每道垂直搭接板耳板上加固一根［16槽钢，在每根槽钢上焊接一根角钢，上面搭设3m的脚手板。在槽钢的上端150mm处切割φ50mm的孔，并用10mm厚的钢板进行加固，作为水冷壁组件的吊装吊耳及接钩吊耳。
（3）冷灰斗水冷壁的吊装
冷灰斗水冷壁吊装时，先将左右侧冷灰斗水冷壁吊装就位，再将前（后）侧水冷壁整体组合进行吊装就位。在前（后）侧吊装到位后，先进行与左、右侧冷灰斗水冷壁对口定位，位置确定完后再进行加固。以上吊装方案大大地缩短了吊装和高空施工作业的时间。
3.3螺旋水冷壁安装
通过优化吊装方案和合理安排工序，尽可能减少在承压部件上进行焊接与切割工作，为此我们采取了以下措施：①对承压部件在运输、安装、焊接中造成的损伤分别由安装、焊接质检员逐一登记并跟踪落实处理情况，做到发现的问题100％在控。②要求技术、质量管理人员经常深入现场发现和解决问题，对可能出现承压部件损伤的情况进行预控。③经常利用班前列队讲话和周一安全学习时间，由技术员、质检员对全部施工人员进行学习和教育，保证所有参与受热面施工人员了解承压部件损伤造成的危害和隐患，工作中能够严格按照要求程序处理此类问题。④施工中发现的或因施工造成的承压部件损伤，任何人严禁私自处理或不作为。要在第一时间通知班长或班组技术员，经技术、质检员确认后按制定的方案进行处理并经验收。⑤要求班组长在安排工作时，尽可能安排有经验、熟练的火焊工在受热面上进行鳍片切割、拆除临时加固等工作。⑥所有焊工必须持证上岗，电焊线拉到位后开电焊机，避免在拉线中电弧损伤管子；所有在受热面上焊接的临时生根点、加固及其他铁件必须由持证焊工施焊。⑦起重运输、翻身等作业特别注意对受热面管子保护，防止碰伤、磨损、严重变形等情况发生。⑧炉膛角部、异型件管排管子对口质量控制：对管排上升角度、弯曲角度进行对口前检查，必要时进行热校正或换管；复查管排外型尺寸，对口时根据情况切割鳍片，保证折扣不大于1／100；错口不大于10％管壁厚度且不大于1mm；对口、焊接前仔细对管子进行检查，发现裂纹、夹层等缺陷及时汇报按要求处理。
焊接施工时采取以下施工工艺流程及技术措施：①按照图纸要求所有密封采用双面满焊，杜绝漏焊、严重咬边、气孔、夹渣等缺陷，做好焊前、焊后的清理工作；因密封焊接工作量大，管排找正完后及时安排密封焊接。②防止焊接变形的措施。螺旋水冷壁区域的安装密封铁件20000多块，密封焊长度达23000多米。
3.4实施效果
经过认真编制技术方案，科学合理组织施工，精心编排施工工序，既保证水冷壁安装质量，同时又大大缩短了施工工期，提高工作效率。
参考文献
[1]王崇.浅谈电厂锅炉安装工艺流程[J].科技促进发展，2019(4)：1-4.
[3]玉华.浅析锅炉安装技术措施[J].中小企业管理与科技，2020(11):3-6.