研究火力发电厂锅炉安装主要工艺及技术措施

摘要：为保证火力发电厂建设中的锅炉安装质量，确保火电厂正常和安全运行，文章结合某火电厂实际情况，对其锅炉安装主要工艺方法及相应的技术措施进行深入分析，以期为相关人员提供参考。

关键词：火力发电厂；火电厂锅炉；锅炉安装

火力发电厂在我国能源结构中占据绝大比重，在火电厂建设过程中，锅炉安装作为主要环节，其安装质量决定了整个火电厂能否正常和安全运营。基于此，有必要结合火电厂实际情况，通过对其锅炉安装工艺的分析掌握正确的工艺方法和各项技术措施。

1项目概况

厂区布局为“四列式”，从东到西依次为配电装置、冷却塔、主厂房、储煤设施。主厂房朝北，向南扩建，汽机房主立面朝东。施工区和生活区位于运煤道路西侧和北侧。采用汽车卸煤，煤仓间通过主厂房固定端的栈桥进入。工程包括2×660MW超临界机组及相关脱硫、输煤、化学系统等建筑安装工程，主要建设1#、3#机组和部分公用系统。工程范围涵盖1#、3#机组设备安装、主厂房土建、输煤系统、化学系统、220kVGIS开关站、脱硫系统、管网及循环水系统、脱硝氨区、油泵房系统、灰库内设备安装及生产生活辅助设施。

2火力发电厂锅炉蒸汽吹管

锅炉蒸汽吹管是新建机组投运前的关键步骤，旨在清除系统中的杂质，确保蒸汽品质和汽轮机设备安全。本项目采取了不同的临时管道系统设计和吹管过程，减少恢复工作量，提高了机组效率。吹管参数设定为压力5.5MPa～6.5MPa，温度需保持在420℃～450℃的范围，吹管的范围主要包括：锅炉过热器系统，再热器系统，主蒸汽管道、冷、热段再热蒸汽管道，炉本体吹灰器管路吹洗安排在主系统吹管合格后进行。电厂降压吹管时对锅炉侧一、二级过热器和再热器减温水管路进行汽侧反吹洗，电厂锅炉侧一、二级过热器和再热器减温水管路在稳压吹管前用辅汽吹扫干净。为了保证蒸汽吹管的有效性，吹管时被吹扫表而所受的作用力必须大于锅炉最大连续出力（BMCR）下蒸汽对管道表而的作用力。吹管系数K被定义为吹扫工况和BMCR工况下两个作用力之比，因此K必须大于1，并且K值越大，吹管效果越好。

K=（吹管时蒸汽流量）2×（吹管时蒸汽比容）/（额定负荷蒸汽流量）2×（额定负荷时蒸汽比容）

本项目采用降压吹管，降压蒸汽吹管是指锅炉升压维持到一个较高的吹管压力，然后迅速全开临时吹管门，使得锅炉压力迅速下降，蒸发量瞬间骤增，从而实现对锅炉受热而的吹扫。蒸汽吹管质量结果满足特定标准，共进行了75次正式吹管，历时3d。

3火力发电厂锅炉安装主要工艺

3.1水冷壁安装

膜式水冷壁一般在制造厂拼焊成管屏后出厂。可根据现场起重条件、吊装方案及组合附件的多少等划分组件，可以单片为一组件，也可2片甚至3片为一组件，并同时安装上刚性梁。将组件的各段管屏按组合位置依次吊放在组合架上之后，须核对管屏上所有的人孔门、看火孔及测量孔的位置及方向，以防遗漏或放错，然后对管排的宽度、长度、平整度及对角线等进行认真的测量检查。组装中的拼缝间隙必须得到严格控制，一般应在30mm以内，最大不超过50mm。拼缝所用的扁钢材料及焊条应按规定选取，并经光谱分析，合格后才可使用。若拼间隙过大，错用拼缝钢材或焊条，易使水冷壁在运行中产生爆管事故。

3.2过热器、再热器安装

过热器和再热器的进、出口集箱均分为炉左、炉右各一段，进、出口集箱沿着烟气流向水平布置，集箱均采用U型吊挂装置悬挂于大板梁上。过热器、再热器的安装一般是先吊装集箱并找正合格后，顶棚过热器局部进行缓装，利用顶棚过热器缝隙进行吊装。管屏从从锅炉房零米起吊或者从炉顶往下吊装，因过热器管屏数量多，吊装一般采取单片吊装法，临挂于集箱上。

3.3低温过热器及省煤器安装

低温过热器和省煤器呈上下布置于后烟井中，现场采用低温过热器水平段一级、二级地面组合成一体，并每两片加一排省煤器吊挂管为一组进行组合；省煤器蛇形管两级组合成一体，两排一组进行吊装；吊装采用上下错层交替吊装，吊一组低温过热器，再吊一组省煤器。低过垂直段分为三大组件，采用地面卧式方法进行组合，分件吊装。水平段组件在地面完成组合后，用临时电动葫芦进行水平移位，手动链条葫芦吊钩就位。

4火力发电厂锅炉安装控制

4.1环境控制

工程涉及高温再热蒸汽、低温再热蒸汽、锅炉高压、锅炉给水、汽轮机旁路等中大径管道。项目焊接工作量大，涉及碳钢、低合金耐热钢、高合金耐热钢等材质，需大量焊后热处理，存在高空及交叉作业，受自然环境影响，安全质量管理难度大。焊接环境要求包括：对于A-I类钢材，其焊接时的环境温度应达到-10℃及以上；对于A-II类、A-III类和B-I类钢材，其焊接时的环境温度应达到0℃及以上；对于B-II类和B-III类钢材，其焊接时的环境温度应达到+5℃及以上；C类无规定。雷雨或风速超标时需搭设防护棚，电弧周围相对湿度不超90%。焊接材料要求：钢材材质须符合标准，附材质合格证。焊材库的温度不能低于5℃，且湿度应控制在60%以下，所有焊材都要和地面与墙面保持至少300mm的距离。焊条使用前需烘焙，重复不超过两次，对于碱性焊条，其烘焙温度应达到350℃，并且要保温1h的时间，完成烘焙后应注意放到温度保持在100℃～150℃范围内的恒温箱中保存。氩气纯度不低于99.99%，焊前需试验确保纯度。

4.2材料控制

管道支吊架的主要作用为为管道提供可靠支撑，防止管道产生太大的振动与位移，并将载荷传递至建筑结构。支吊架主要包含以下组成部分：管部、各类功能件和连接件、支吊架根部以及管夹、管卡、恒力弹簧等部件。制作时需遵循标准和设计要求，制作和验收人员应具备专业知识。支吊架所用材料必须满足相关技术标准，若采用合金钢，则要进行光谱复查，所有焊接材料都要满足相关标准的要求。外购锻打件如螺纹吊杆需有质量证明书，尺寸须符合设计手册要求。外购弹簧须有证明书并按GB/T 1239.2和GB 1239.4标准测试合格后使用。对于弹簧减震器以及液压阻尼器，都要有齐全的试验报告，其它任何标准件也要有相关质量文件，同时予以严格的入库验收。材料切割工艺需适应材料特性，避免裂纹等缺陷，并确保材料标识正确，防止混用。热切割后，需清除氧化皮等杂质，确保切割面平整；钢材经过机械冲剪后，其边缘不能存在毛刺与裂纹。对于下料长度，应符合以下要求：对于吊杆长度偏差，当长度不超过1000mm时应控制在±3mm以内，当长度大于1000mm，但不超过2000mm时，应控制在±4mm以内，当长度大于2000mm，但不超过4000mm时，应控制在±6mm以内。对于结构型钢与各类板材，其尺寸偏差应符合以下规定：当长度不超过300mm时，应控制在±1.5mm以内，当长度大于300mm但不超过2000mm时，应控制在±3mm以内，当长度大于2000mm但不超过4000mm时，应控制在±4mm以内。对于恒力弹簧、变力弹簧等产品，要在醒目处设置铭牌，注明各项特性参数。对于恒力弹簧，要有载荷以及位移指示牌和状态标识，具备锁定装置和限位装置；对于变力弹簧，同样要有载荷以及位移指示牌和状态标识，并具备可靠锁定装置。支吊架的各类零部件，可通过打钢印或者是喷涂的方法加以区分。待支吊架安装完成后，其表面不能存在任何缺陷，如磕碰痕迹、锈蚀等，其表面涂层的分布必须均匀；每个螺纹处都要均匀涂抹一层防锈油脂。除此之外，恒力弹簧与变力弹簧都要做好载荷试验，要求偏差分别处在±6%以内和±5%以内。监控电厂管道支吊架质量，从原材料抓起，严把质量关；加强生产过程中的质量控制，早发现早预防；按标准进行检验验收，确保支吊架符合要求。

4.2过程控制

（1）管道焊接要求

中大径管道使用氩弧焊打底，采用手工电弧焊对盖面进行填充。施工时所用焊接材料与各项参数都要满足相关工艺要求。直管段上两对接环焊缝中心距离应比管径大，同时要达到150mm及以上；管道环焊缝和弯管起点之间的距离应比管道外径外，同时要达到100mm及以上；接头部位要有至少25mm长的搭接。焊接施工工艺流程如图1所示。

（2）坡口制备

坡面表面应保持光滑并有金属光泽，若发现热切割过程中留下的氧化皮或焊渣，应及时清除。若发现焊口部分位置间隙过大，则要将其修整至要求的尺寸，注意不能加入任何填塞物。施工时不能在管上焊接任何其他支撑物。

（3）焊口点固

注意不能在待焊工件的表面通入试验电流或焊接其它支撑物，具体的焊口点固工艺以GTAW工艺为宜，其焊点的长度应控制在30mm～50mm范围内；在定位焊过程中，所用焊接方法与材料都必须和正式焊接保持一致，待定位焊结束后对焊点的质量进行严格检查，若发现缺陷，应立即清理，然后重新焊接。作为焊缝重要组成部分之一，点固焊完成后不能存在任何缺陷，且焊缝长度、厚度以及间隔距离都要满足防止焊缝开裂的要求。

（4）打底、填充、盖面

待焊口点固完成后实施打底、填充与盖面，对于壁厚和直径较大的管，应进行多层多道焊。在氩弧焊接过程中应确保焊枪行走保持均匀且角度适宜，在必要情况下可使用焊枪沿直线行走，以免出现气孔。在起、收弧过程中要有适当斜度，若厚度过大应将其磨薄，以此为之后的接头创造便利条件。在收口过程中要对根部熔透状况予以观察，确认是否存在缺陷。在填料与盖面过程中应严格各项各项参数，包括焊条的角度与焊接电流，并做好接头部位的打磨以及层间清理工作。对于外径达到194mm及以上的管，应安排两名焊接人员进行对对称焊，在此过程中应先由打底的一方预留适当间隙，待经检查确认焊缝质量合格后尽快层焊。对于直径较大的管，应采用多层多道焊的方法，在焊接过程中不能在相同的部位收弧，并要求每层焊道接头部位有适当距离的错位，确保焊接完成后保持平滑，经现场作业人员自检确认合格后对次层焊缝进行焊接；除此之外，现场焊接人员要随时注意实际的熔化情况，在收弧过程中将熔池填满。待焊接结束后，将所有飞溅物和焊渣清理干净，并由焊工进行全部自检，一旦发现有缺陷存在，应立即打磨，同时将情况交代给质检员。

4.3检验控制

项目部应定期举行质量会议，传达管理要求，总结经验，确定管理重点和措施，制定年度质量目标。专业工程公司需建立施工班组和公司级质检网络，开工前划分工程单元，制定验收表，经监理和业主批准后作为验收依据。所有隐蔽工程都应按照如果图2所示的流程进行。编制详细的月度检验计划，由质检员制定并提交审批。实行三级内部和四级外部质量验收制度，班组自检后，质检员应定期组织开展自检，以此及时发现和解决问题，不合格则不交工。专业工程公司二级验收完成且确认合格后，由工程管理部开展三级验收，通过后开始下一道工序；需上报监理和建设单位的项目，由工程管理部组织四级验收。

5结语

综上所述，锅炉安装是火力发电厂建设的关键环节，具有专业要求严格、过程复杂等特点。以上结合某火电厂实际情况，对其锅炉安装工艺与相关技术措施进行了初步分析与总结，提出具体的工艺方法及注意事项，旨在为其它类似火电厂建设项目中的锅炉安装提供技术参考，进而从根本上保证火电厂锅炉安装质量。

参考文献：

[1]张勇涛.火力发电厂锅炉安装主要工艺及技术措施解析[J].中国设备工程，2023，（05）：110-112.

[2]张志新，李成伟，葛高峰，等.3×70万千瓦机组锅炉吊装机械布置和水冷壁吊装方法[J].中国电力企业管理，2021，（15）：84-86.

[3]钱志晓.锅炉安装中常见焊接问题及其缺陷控制措施及其核心要点[J].化学工程与装备，2020，（04）：212-213.

[4]谭家鑫.锅炉安装焊接中常见质量缺陷及控制要点[J].江西电力职业技术学院学报，2019，32（04）：13-14.

[5]杨凯军.散装锅炉安装的质量检查与控制要点分析[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2019，（04）：31-32.

[6]任健.火力发电厂锅炉热控安装主要工艺及技术措施研究[J].山东工业技术，2018，（24）：224.

作者简介：谢兵（1990.06）男，汉族，湖南省湘乡市，本科，工程师，从事热能与动力工程工作