浅析热电厂锅炉受热面检修技术管控

摘 要：某热电厂锅炉受热面检修中需要对高温再热器管屏、高温过热器部分管段进行更换，对低温过热器下部加装一组蛇形管，涉及旧管屏拆除吊装、新管屏安装焊接和焊后热处理、无损检测等工作，本文结合实际施工作了阐述探析，通过严格的技术工艺控制和质量管理措施，高效完成受热面的检修施工，确保锅炉的稳定、安全运行。

关键词：锅炉；受热面检修；吊装；焊接；技术管控

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.23.168

1 引言

某热电厂4号锅炉自投运以来，一直存在再热蒸汽温度偏低的问题，严重影响了电厂的经济效益。综合来看主要由下述原因引起：原设计再热器受热面积略欠，低负荷为欠温运行；汽机通流和密封改造使得高压缸排汽温度降低；低氮改造和低氮燃烧模式，降低了炉膛出口烟温，导致壁再及后续对流受热面吸热量均减小。利用机组C修机会进行受热面增加的改造，以期使再热汽温和过热汽温达到设计值（541℃）。为此，需要通过严格的技术工艺控制和安全质量管理措施等检修技术管控，为机组的安全、稳定运行提供保证。

2 检修存在问题

由于本机组后竖井宽13.2m，低温过热器共计102片，每片自上而下5根管子垂直分布，管子规格为Φ57×7mm，管排间距相当狭小，且在割除管道时易损伤其他管子，新管安装焊接时较锅炉建设时安装焊接顺序困难位置多，导致焊接作业难度打；高温再热器共计58片管屏，布置于折焰角上部，单片管屏重量约为2t，管屏长宽尺寸为14.3m×2m，管屏底部距折焰角约为240mm，上部穿出顶棚管约为2.5m，炉前侧为中再，炉后侧为高过，周边空间狭窄，吊装难度较大。由于本机组建成投产已有多年时间，所以高温过热器需更换管排材质中涉及SA213-T91和12Cr2MoWVTiB对接焊口，增加了焊接难度，对热处理工艺要求较高。

3 施工工艺流程

4 技术管控

4.1 管排拆除顺序及方法

管排割除前，必须做好切割的尺寸定位，留有适当的切割余量，防止切割尺寸超图纸要求，造成管屏总体尺寸不符合设计要求。

（1）高温再热器：为便于吊装施工，每屏拆分为两屏，中间切断，优先倒运下半屏，下半屏清空后再拆除上半屏。上半屏拆除时，因空间狭小，机械切割无法操作，在焊口下100mm位置使用气割切断，然后使用切割机沿焊口上边缘切断。拆除顺序为自中间向两边，高再进行整片管屏更换，共计58片，见图1。

（2）高温过热器：采用机械切割方式，拆除后散管通过人孔运出，然后集中运送到业主指定地点，高过进行部分管段更换，共计76片，见图2中实线部分。

（3）低温过热器：空间狭小，机械切割无法操作，使用火焊在距焊口后侧200mm位置切断，然后再使用切割机沿焊缝位置切断，切断后检查水平管内是否留存有杂物。拆除后将其切断为散管，通过人孔运出，然后集中运送到业主指定地点。拆除顺序为炉右、炉左、中间，低过增加一组蛇形管，共计102片，见图3中实线部分。

4.2 管排拆除注意事项

（1）管排切割应提前划线，找好水平，避免斜切，切割位置应在原焊口上部，避开热影响区。

（2）管排切割时密切注意切割片方向，避免误伤附近管子，切断后逐根检查，确认无割伤。

（3）管排拆除后的防护：管排横口、朝天口切断后立即进行封堵，封堵方式采用管子内部塞紧水溶纸，外端使用胶带或管帽封堵。吊装孔位置的焊口还需使用铝皮或槽钢做硬性隔离。

4.3 坡口制备及新管屏检验

（1）焊接接头的形式应按照设计文件的规定选用，焊缝坡口应按照技术协议加工。

（2）如无规定时，焊接接头形式和焊缝坡口尺寸应按照能保证焊接质量、填充金属量少、减少焊接应力和变形、改善劳动条件、便于操作、便于无损检测等原则选用。

（3）受热面管子下料与坡口加工必须采用机械加工的方法。

（4）管道（管子）管口端面应与管道中心线垂直。其偏斜度 △f 不应超过下列规定：

1）管子外径D≤60mm，△f≤0.5mm；

2）管子外径D>60～159mm，△f≤1mm。

（5）新管屏坡口清理完成后应及时内部吹扫，清理干净管内杂物，并通球合格后封堵管口，编号待用。

（6）通球实验：试验用球必须编号，不得将球遗留在管内，通球后应做好可靠的封闭措施，并做好记录，通球球径选择参照下表：

（7）设备到场后进行检查验收，作好设备清点记录，检查设备与图纸、设计说明书是否一致、是否齐全，并对所有设备外观检查，检查是否有压扁、撞伤、裂纹、重皮、砂眼等，并核查尺寸是否要求，若存在不合格项，及时向业主反映。

（8）按照技术协议要求对管排进行光谱复查，光谱检验完毕后用油漆标示，检验完毕后应形成复检记录。

4.4 安装对口

（1）在管子对口前，确认坡口打磨干净，在管端内外10-15mm范围内无铁锈、油污，并露出金属光泽。对口间隙2mm～2.5mm，对口偏折度小于管径的1%。

（2）管子对接后内壁齐平，错口值不大于管壁厚度的10%，且不大于1mm。

（3）所有管口及时规范封口，确保在对口前管子保持牢固封闭状态，并在对口前进行检查确认。为了保证垂直度达到验标要求，利用对口专用工具进行对口焊接，确保管道安装质量。

（4）除设计规定的冷拉口外，其余焊口禁止强力对口，更不允许利用热膨胀法对口，以防止引起附加应力。

（5）进行汽冷定位管组装时焊口位置

（6）焊接前焊工应对焊口的组对情况进行检查，并经专业人员验收合格后方可進行焊接。

4.5 焊前预热endprint

对高温过热器中SA213-T91和12Cr2MoWVTiB的对接焊口，焊前用火焰预热至200℃-250℃，预热温度按焊接规程、焊接工艺评定、外界温度等确定，用红外测温枪进行实时测温。

4.6 点固焊

焊口点固使用GTAW工艺点固3点，工艺与正式焊接工艺相同。焊点的长度为20mm～50mm。

4.7 焊接

（1）SA213-T91和12Cr2MoWVTiB的对接焊口，可采用内部充氩的方式防止根部氧化。

（2）氩弧焊接过程中注意焊枪均匀行走，焊枪角度合适，填丝均匀。困难位置打底层焊接采用内加丝法，做好焊缝防氧化措施。

（3）低过焊接时，由于管排间距狭小，焊枪无法伸入焊接位置，视线完全受阻，焊接工作无法进行。因此应征求业主同意，采用手动葫芦将待焊接部位两侧管排分别向外拉开一定距离，以便于将焊枪伸入待焊部位。拉开一定距离后，应首先焊接上下垂直分布的5根管子中的最上部焊口，依次向下焊接，避免焊接顺序不当形成新的困难位置。

4.8 焊后检查与清理

焊接完毕后及时进行100%自检，发现缺陷及时进行打磨和修补。

4.9 焊后热处理

需热处理的部件，热处理前仔细检查，禁止热处理焊缝承载外力，热处理时吊挂装置不能移动、松开或撤除，防止热处理焊缝受力。加热器安装时，使加热器与焊件表面贴紧。焊后热处理时焊缝中心位置对称布置2个测温点。焊接接头热处理完毕，经自检合格后做好记录和标记，并及时整理热处理报告。

4.10 焊口返修

针对缺陷制定具体的返修工艺措施，采用机械打磨清除缺陷。返修处理结束后重新委托进行探伤，返修焊口焊接、热处理工艺执行原工艺。

4.11 工程验收

施工结束，配合热电厂进行本次检修项目的验收工作。竣工资料移交，包括开工申请表、安全技术交底、焊接及热处理记录等资料。

5 主要吊装工艺

5.1 高温再热器吊装

设备概况：高温再热器共计58片管屏，布置于折焰角上部，单片管屏重量约为2t，管屏尺寸约为14.3m×2m，管屏底部距折焰角约为240mm，上部穿出顶棚管约为2.5m，炉前侧为中温再热器，炉后侧为高温过热器，周边空间狭窄，吊装难度较大。

因折焰角到顶棚的距离约为11.5m，高度不满足管屏翻身需要，且炉前有中温再热器、炉后有高温过热器，空间狭小，故排除通过侧墙水冷壁进入的方案。经现场勘探，唯有通过折焰角开吊装孔的方案可行。

（1）机具布置。

1）高温再热器吊装需用主要起吊机械为 2台3t卷扬机，分别编号为#1、#2，2台卷扬机均布置于炉左钢架横梁上，采用工字钢制作加固梁，工字钢与锅炉钢架焊接固定，然后卷扬机底座焊接至加固底座上，达到固定目的。沿钢架横梁设置导向滑轮，#1卷扬机钢丝绳引导至锅炉外立面悬臂梁；#2卷扬机穿过大包、顶棚进入炉膛，并自折焰角吊装孔穿出。

2）炉左63.8米钢架横梁上布置1处悬臂梁，悬臂梁探出锅炉钢架外立面约1m，梁悬臂与钢架横梁采用焊接连接方式，梁端焊接吊耳布置滑轮，#1卷扬机钢丝绳通过滑轮引导至悬臂梁上，作为主要起吊点。

3）#2卷扬机钢丝绳通过滑轮引导至大包上方的大板梁上，布置定滑轮。通过大包开孔沿高温再热器管屏中心垂下，大包开孔对应折焰角开孔，钢丝绳通过这条垂直通道行走。

（2）开设吊装孔：吊装孔位置位于折焰角中部，第29屏高温再热器管屏正下方位置，开孔长度约为2.5m，宽度约为1.5m（2道刚性梁中间）。确保开孔上边缘位于高温过热器和高温再热器之间、下边缘位于高温再热器和中温再热器之间，便于焊接恢复。

（3）集箱加固。

1）为防止集箱位移，顶部吊挂装置拆除前应使用工字钢、槽钢等将集箱两端固定，借助周边吊架、集箱、钢梁生根。

2）根据现场情况，若集箱吊架为弹簧吊架，则需将弹簧吊架固定，防止管屏拆除后弹簧行程改变。

（4）高温再热器管屏吊装过程：

1）吊装流程：管屏自炉左0m起吊，管屏倒立起吊，使用#1卷扬机将管屏提升至上部管口高于44m层钢架停止起升，由一台3t电动倒链（位于靠近炉膛位置）接钩管屏上端，通过卷扬机与电动倒链配合将管屏放平，然后在锅炉外立面位置挂一台3t电动倒链接钩管排重心，由两台电动倒链配合使管排向炉右行走，行走至管排上端口已到达折焰角吊装口位置，由#2卷扬机接钩管屏上端，并将靠近炉膛的电动倒链转移至管屏尾部，由卷扬机、电动倒链配合将管屏倾斜穿入炉膛，待管屏竖直后，电动倒链不受力摘钩，由#2卷扬机将管屏提起，管屏起升至底部超过折焰角后，在顶棚上使用倒链将管屏倒运至安装位置（顶棚管已全部拆除，具备水平转移条件），安装对口。

2）吊装顺序：自两侧向中间，但需注意吊装孔附近约20片管屏吊装后不立即就位，而是紧贴在一起，为最后一屏斜穿留出足够的空间，管屏全部吊装完成后再将其就位安装。

3）管屏吊点选取：炉外竖立起吊时，选取自管屏1/3处（出口U型弯头位置）；水平倒运选取管屏重心；炉膛内竖直起吊时选取管屏密封板位置。

5.2 低温过热器吊装

设备概况：低温过热器共计102片管屏，单片管屏重量约为1.2t，管屏尺寸约为10m×2.3m（最大宽度）。经现场勘探，低温过热器新增管段相应位置的左右侧均有紧贴包墙的钢架主横梁，且每2片管屏间均有3根吊挂管，共计153根吊挂管，故排除通过侧墙吊入管屏的方案。另外前包墙距离后墙水冷壁距离仅有5m左右，空间不满足施工需要。后包墙距离炉后脱销设备距离约为7m，但标高差只有2m左右，故采取炉后进入的方案最为可行，但受吊挂管障碍的影响，相应位置的后包墙及1根刚性梁均需拆除，为避免后包墙全部切断产生的沉降，采取分段施工的方案，例如：按照炉左、炉右、中间的顺序吊装，先切除炉左三分之一宽度的后包墙，待该段低温过热器全部就位后，立即恢复后包管屏，并再次切除炉右侧三分之一，吊裝完后再行恢复，以此类推直至全部完成。endprint

（1）吊装孔。

1）吊装孔选定在后包墙，开孔高度为标高40m至42.7m。

2）低温过热器吊装需将相应位置的后包墙全部拆除，为避免切斷后产生沉降，选定自由两侧向中间开孔，先切除炉左1/3的后包墙，待此处的低温过热器全部安装就位后立即恢复，再依次切除炉右1/3包墙，进行管屏吊装工作。

（2）机具布置。

1）选用50t汽车吊布置在炉左0米，起重机后方起吊，主臂43m+副臂8.5m。

2）在炉后49.6米层横梁下方布置1条轨道，轨道采用#20工字钢制作，焊接在横梁下方，轨道上布置1台猫头吊，猫头吊下悬挂2台2t倒链，用于管屏水平度的调整。

3）炉膛内部自炉后向炉前依次布置3台2t倒链。

（3）低温过热器吊装流程：

低温过热器吊装主要起吊机械为50t汽车吊，炉后水平倒运采用猫头吊配合倒链进行，均采2t倒链。在炉后49.6米层钢梁下方布置一条工字钢轨道，悬挂1台2t猫头吊，低温过热器管屏炉左起吊，使用汽车吊将管屏侧立送至40米，猫头吊下悬挂2台倒链，使用倒链接钩，并将管屏牵引至需要的位置，用猫头吊下的倒链调整管屏至尾部高、前部低（防止磕碰脱销设备及钢梁），倾斜穿过后包墙，进入炉膛，待进入炉膛约3m后，尾部基本脱离脱销区域，再将管屏调平，炉膛内沿管屏方向布置3台倒链，使用倒链将管屏穿过吊挂管就位，然后安装焊接。

5.3 高温过热器吊装

设备概况：高温过热器共计76片管屏，单片管屏重量约为400kg，管屏尺寸约为3.4m×1.2m。

高温过热器管片吊装相对简单、速度较快，利用高温再热器施工间隙穿插进行吊装，进入炉膛后使用倒链接钩，穿过高温过热器管屏间隙到达炉后侧，然后使用倒链水平向两侧倒运，就位安装。

6 质量管理措施

（1）重点做好质量的事前预防、过程监督控制，加强巡回监督检查，发现施工质量问题或不符合施工工艺要求的情况，及时制止并采取纠正措施，使每道工序的施工始终都处在可控、在控状态。

（2）严格按照施工方案要求进行施工，施工中严格执行工艺工序和检修工艺规程的质量标准。

（3）严格执行设备检修三级验收管理制度，即自检、复检、专检的三级验收。上道工序未经验收合格不得转入下道工序。

（4）施工过程中应严格执行ISO9000质量程序文件，进行施工的全过程质量控制，严格执行质量控制中的W、H点。

7 结论

在该锅炉检修施工中，通过对全程的技术管控，圆满完成受热面检修工作，实现了机组正常运行，也为后续同类型机组的检修提供了经验参考和技术借鉴。

参考文献：

[1]DL/T869-2012.火力发电厂焊接技术规程.[S]北京：中国电力出版社，2012.

[2]DL/T819—2010.火力发电厂焊接热处理技术规程[S].北京：中国电力出版社，2010.

[3]公司焊接工艺评定手册[Z].

[4]施工图纸[S].

作者简介：李顺（1990-），男，山东菏泽人，本科，助理工程师，研究方向：从事电厂检修焊接热处理。endprint