百万火电机组锅炉螺旋段水冷壁安装关键技术研究与应用徐辉军

百万火电机组锅炉螺旋段水冷壁安装关键技术研究与应用徐辉军

徐辉军

（上海电力安装第一工程公司上海200090）

摘要：锅炉螺旋水冷壁安装的关键工艺是克服螺旋水冷壁中心扭转和焊接变形问题,工艺特点是必须进行地面预组合。冷灰斗水冷壁安装前前后冷灰斗水冷壁地面整体组合、吊装、就位,可确保施工安全，节省人工材料费用。

关键字：螺旋水冷壁、锅炉、活动脚手架

一、前言

南通电厂锅炉为塔式超临界直流锅炉，炉膛灰斗和炉膛下部的水冷壁采用膜式螺旋水冷壁。锅炉管排的安装步骤为地面预组合、确认材质、管排通球和管口打磨、炉膛内活动脚手平台的安装搭设、吊装管排布置卷扬机、螺旋段水冷壁管排安装等。安装锅炉燃烧器时，从下向上逐层吊装，然后再进行灰斗螺旋水冷壁,安装方案优点：提高了安装速度，保证了安装质量。

二、特点

螺旋水冷壁上平面标高为+73400mm，下标高为+20980mm，总高度为52420mm，升角为26.2103°。下部为灰斗螺旋水冷壁，灰斗底标高为+6500mm。螺旋水冷壁前、后墙各分18片，左、右墙各分15片。整个炉膛截面尺寸为21480mm×21480mm。

三、设计及原理

为了安装自身设计有26.2103°螺旋升角的螺旋段水冷壁，在经大量的实地考察和理论验证后，初步策划制作一套可以自由升降的大型活动脚手平台。

1设计目标：为大型机组锅炉螺旋段水冷壁安装设计一种大跨度、稳定性好、机械式升降、可反复利用的炉膛脚手架操作平台。

2设计安全、技术、经济指标

2.1安全指标：①符合国家安全规程及规定；②符合有关载人操作平台的安全技术规定；③符合升降平台操作规范；④有便于施工人员通行的通道和安全防护设施，安全可靠。

2.2技术指标：①满足不同炉膛尺寸或施工作业的可自由组合式桁架标准节，各构件采用销轴连接；②材质选择：桁架采用Q235A，销轴采用45#；③采用机械式升降，可长时间悬吊；④活动脚手架总重控制在25t以内；⑤活动脚手架额定载人总数为32人，但每边载人总数不超过8人。

3设计研发步骤：设计桁架结构——设计动力装置——设计保险装置——研究重要零部件材料——现场制作样品——检验、负荷试验——设计修正——完成

4使用原理：活动脚手平台利用布置在炉顶的4台5t卷扬机通过设置在炉膛内部的，采用H20t×3的滑车组、配以Φ19.5mm的钢丝绳的吊挂系统，在炉膛内可以自由升降，受力可达32t。

5活动脚手平台的结构：结合南通电厂的炉膛尺寸，该活动脚手平台组合后的外形尺寸为20840mm×20840mm，布置在炉膛内部。利用布置在炉顶的4台5t卷扬机可以使活动脚手平台自由升降。活动脚手平台的吊挂系统采用H20t×3的滑车组，配以Φ19.5mm的钢丝绳，受力可达32t。整个活动脚手平台框架裸重小于21t，施工时总重控制在25t。见活动脚手平台平面示意图。

活动脚手平台平面示意图（1）

炉顶吊梁示意图（3）

5、所有吊挂系统完成后，在大平台上搭设施工人员行走通道并设防护栏杆，其余区域全部布设安全网。

6、以上工作结束后，对每个对接焊缝进行着色检验。

7、所有焊缝检查验收完毕后，对活动脚手平台进行安全负荷试验，步骤如下：

7.1、活动脚手架额定载人32员,每人以100kg计算共计3200kg。但每边只允许载人8员,允许载荷为800kg。

7.2、空载试验

同时启动4台卷扬机,整体升降活动脚手架，途中作几次制动。卷扬机操作方向与控制按钮标明方向应一致，滑车组和各导向滑车工作正常，滑车组出头钢丝绳应不与炉膛内其他设备摩擦，卷扬机制动正常。卷扬机钢丝绳排列整齐。

7.3、静负载试验

①根据设计要求在活动脚手架每边均匀放置试吊重物,每边放置的试吊重物为允许载荷的125%(即1000kg)。

②同时启动4台卷扬机,将活动脚手架提升至离地100mm,悬停10分钟。

③卸去试吊重物,全面检查活动脚手架。活动脚手架各焊缝应无开裂,油漆无脱落，各构件无永久变形等异常现象。卷扬机锚固装置无异常现象。

7.4、动负载试验

①在活动脚手架每边均匀放置试吊重物,每边放置的试吊重物为允许载荷的110%(即880kg)。

②同时启动4台卷扬机,整体升降活动脚手架。升降活动脚手架。升降途中作几次制动。滑车组和各导向滑车工作正常，滑车组出头钢丝绳应不与炉膛内其他设备磨擦，卷扬机制动正常，卷扬机钢丝绳排列整齐，活动脚手架整体无永久变形现象。

③活动脚手架试吊结束后,经公司质检等专业部门签证后,方可投入正常使用。使用过程中必须严格执行活动脚手架升降安全操作规程和活动脚手架使用安全操作规程。

五、活动脚手平台在螺旋段水冷壁安装中的运用

活动脚手平台布置在炉膛内，平台外侧距离水冷壁1m，呈方形对称布置。活动脚手平台可以利用卷扬机自动升降，灵活方便。施工人员可以安全站立在平台上进行螺旋段水冷壁的拼缝焊接作业。

活动脚手平台四角布置有转角吊笼，吊笼从平台底框架角部悬挂而出。吊笼总深度为7010mm，截面呈梯形，（如下图1）。转角吊笼的设置，更有助于施工人员从事螺旋水冷壁四角处弯管连接件的焊接工作，也方便角部燃烧器区域的施工。

六、结论

此次设计的脚手架平台是用销轴连接的，单边的桁架分3段组合而成，脚手架平台可以反复的拆装使用。因为是分三段组合而成还可以根据不同的等级的锅炉炉膛大小来组合。解决炉内施工作业传统脚手架的搭拆和使用过程中安全风险和缩短施工周期；解决施工作业面的稳定性，从而提高施工质量。以确保安全、确保质量、确保工期这"三个确保"，来达到降低施工成本、创造经济效益、节能增效的成果。

该活动脚手平台的结构特点是一种大跨度、桁架标准节可根据不同炉型尺寸自由组合、各构件采用销轴连接、可根据现场情况进行机械式升降平台，各主要构件的连接全部采用精加工的方法制作，操作方便、可反复利用、安装拆卸方便、便于运输。该活动脚手架为螺旋段水冷壁施工提供了安全可靠的施工平台，并带来一定的经济效益。