|
黃高升
（福建省工業設備安裝有限公司，福建廈門361000）
摘要：結合具體的工程案例，對生活垃圾處理廠的余熱鍋爐的施工進行分析，從鍋爐鋼架、受熱面、汽包等方面，探討具體的施工工藝，希望能夠為類似工程的安裝施工提供參考和借鑒。
伴隨著城市化進程的加快，城市規模和城市人口數量迅速擴大，城市在日常運轉中產生的生活垃圾數量也在不斷增長。對于這些垃圾，以往多以填滿的方式處理，近幾年響應國家環保要求很多都會采用集中焚燒處理的方式，配合余熱鍋爐，利用垃圾焚燒產生的熱量進行發電，實現能源的高效利用。由于垃圾燃燒的熱值較低，余熱鍋爐本身在結構上與一般鍋爐存在一定區別，安裝施工工藝也會有所差異，需要安裝施工人員的重視。
1工程概況
北方某城市生活垃圾焚燒發電及餐廚垃圾處理項目日焚燒處理生活垃圾1200t，第一期配置2臺400t/d爐排型垃圾焚燒爐，利用余熱發電，余熱鍋爐單臺蒸發量45t/h、額定工作壓力4.0MPa、額定蒸汽溫度400℃。鍋爐為單鍋筒、自然循環中壓鍋爐，懸吊結構，燃燒設備采用往復式爐排，爐室、第二、第三通道四周為膜式水冷壁結構。過熱器布置在第三煙道內，兩級噴水減溫器分別置于高、中、低過熱器之間，用于調節蒸汽溫度，尾部煙道內布置了省煤器[1]。構架采用鋼結構，按8度地震設計，室內布置，鍋筒采用分散下降管。
單臺鍋爐設備的主要技術參數如下。
額定蒸發量：45t/h（不含抽汽）。
額定蒸汽壓力（表壓）：4.0MPa。
鍋筒設計工作壓力（設計值）：4.7MPa。
額定蒸汽溫度：400℃。
給水溫度：130℃。
排煙溫度：200℃。
設計燃料：城市生活垃圾。
鍋爐熱效率：81%。
額定垃圾處理量：400t/d。
2施工工藝
2.1鋼架安裝
余熱鍋爐鋼架由左至右為5列，從爐前至爐后為5列，共計14根鋼柱。鍋爐從上至下布置由梁和水平桁架組合而成的水平支撐，把柱梁連在一起組成立體的空間框架結構。鍋爐基礎縱向主軸線從爐左至爐右總寬度10.98m；基礎橫向軸線從前到后總長度20.925m，該鍋爐鋼架為全焊接形式。
2.1.1工程量確認
鍋爐本體鋼架共有14根立柱，全鍋爐鋼結構總重約340t（單臺爐）。
2.1.2作業準備
一是技術準備，要求做好對于作業指導書的審批，確保其完整準確，鋼架混凝土基礎澆筑完成同時強度達到預期。柱體上需要安裝相應的安全設施，如人爬梯、圍欄等，確保設施牢固可靠。二是人員準備，包括行政負責人、技術負責人、安全人員、質檢人員、焊工和輔工等，特殊工種應該做到持證上崗，經相關部門審核備案[2]。所有施工人員都必須經過三級安全教育，考試合格后才能上崗。三是工序交接，鍋爐鋼架基礎施工完成后，鋼架安裝前，需要做好設備清點和檢查，確保其數量準確，外形尺寸符合設計要求。
2.1.3鋼架吊裝
鋼架起吊前先將起吊鋼絲繩綁扎在吊點位置系好鋼絲繩，綁扎好鋼架兩側鋼爬梯，并將纜風繩捆綁在鋼架頂部，每榀鋼架綁扎4根。所有組合件的吊裝均采用汽車吊：吊裝基本原則為爐右至爐左原則，先形成一個穩定的框架，使整個吊裝在具有空間穩定性的工況下進行。鋼架纜風繩固定在地錨、已有建筑基礎柱上，用3t手拉葫蘆拉緊來調節鋼架垂直度，檢查完鋼架垂直度及中心線尺寸后，立即予以固定。Z2—Z3段上下段組合時，待上、下段組件中心線完全吻合時進行對口焊接固定，焊接過程中通過纜風繩調整鋼架垂直度[3]。施工作業時，2臺吊車司機及起重指揮必須嚴密監視交叉作業半徑時2臺吊臂及吊件的位置，在交叉半徑內必須緩慢回轉，以免發生碰撞事故。吊點選擇如圖1所示。
2.1.4配件安裝
一是橫梁和支撐安裝，梁長度偏差符合公差（0～-10mm）；彎曲、扭曲均小于等于1/1000梁長且小于等于10mm，其余各種尺寸符合圖紙要求。梁和支撐應對照圖紙進行編號，并標明其所在位置及方向，以防錯用。橫梁安裝必須滿足：標高偏差±3mm；水平度偏差小于等于3mm；中心線偏差±3mm；接合板安裝平整，位置正確，與構件緊貼。二是扶梯安裝。從方便吊裝的角度，先組裝上部再組裝下部，組裝好后按層次疊在一起，扶梯安裝的角度應符合圖紙要求，要保持每個中踏步的水平度。三是欄桿安裝。臺吊裝結束后，應該立即對欄桿進行安裝，要求在同一直線上，欄桿先安裝兩頭立柱，在通過拉線的方式，使中間立柱的間隔保持均勻，上端在同一水平線上平臺轉彎處應做好圓滑過渡，外觀合理且美觀[4]。
2.2汽包安裝
2.2.1臨時梁預裝
在鍋爐Z-2正—Z-3正立柱軸向，采用400H型鋼制作臨時梁，臨時梁頂標高41.890m，具體如圖2所示。汽包中心線標高為42890mm，內徑1500mm，壁厚46mm，托架204mm，則臨時梁上頂面標高為42890-750-46-204=41890mm。
2.2.2吊裝機具選擇
根據計算荷載重量為29.73t，起重機幅度為36m，吊車桿長為75.1m。根據吊裝特性曲線表（參考徐工600t汽車吊性能表），擬采用600t汽車吊作為主吊車。
2.2.3吊裝作業
吊裝作業環節，需要確認吊具安裝的可靠性，將其緩慢吊裝到距離地面約200mm的位置，然后停止吊裝，由現場作業人員和監管人員對吊具性能、受力情況等進行檢查，確認不存在任何問題后，才能繼續進行吊裝[5]。吊裝作業環節，需要做好相應的保護工作，避免出現鍋爐本體以及法蘭結合面損傷的情況。當鍋筒被吊裝到中心線標高+42.89m的位置時，需要在吊掛梁上對其右側的U型吊桿進行固定，鍋筒的左側則需要設置在預制臨時梁上，確保其整體可以保持水平。在實施找正工作時，需要對照鍋爐的中心線以及鍋筒上經過復核的中心線進行測量，將鋼架1m標高點作為基準確定安裝標高。
2.3受熱面安裝
2.3.1工程量確認
鍋爐四周水冷壁、管屏及上下集箱共重約165550kg/臺，過熱器及集箱、聯絡管重約116598kg/臺，省煤器及支架、通風梁重約95204.3kg/臺。
2.3.2注意事項
考慮到鍋爐內部結構復雜，作業面狹窄、施工難度較大，將受熱面按照確定好的吊裝順序，在現場地面預置水冷壁管組、集箱，進行檢查、校正、劃線、對口焊接，然后進行該組件吊掛、固定、密封裝置等安裝，形成一個剛性體組合并統一逐件吊裝就位、找正、找平[6]。
2.3.3安裝作業
在進行受熱面安裝時，需要保障剛性支架具備足夠的強度，以避免水冷壁發生永久性變形。完成鍋爐找正過后，可以對水冷壁進行找正，找正的精準是鍋筒縱向中心線、橫向中心線和報告，從方便操作的角度，中部和下部可以將立柱中心線作為基準，拉設鋼絲進行檢查。集箱標高和水平度的測量可以使用水準儀等設備，要求測量人員做好測量結果的記錄工作。
水冷壁找正后，需要做好臨時加固。而當剛性梁安裝完成后，需要由安裝人員自檢，再交給質檢人員復檢，確認合格后，依照圖紙要求對水冷壁4個角進行焊接[7]。水冷壁組合件安裝的允許誤差見表1。
2.3.4過熱器安裝
過熱器安裝前，需要先做好集箱的找正和固定，然后同時對過熱器和連通管進行安裝。需要先安裝最前方的一排管道，確認其尺寸、標高以及垂直度都能夠滿足設計要求，對其進行牢固焊接，然后以此為基準實施后續安裝作業。對口焊接前，必須做好坡口的清理和打磨工作，確保組對間隙均勻，管道對口需要滿足內壁平齊的要求，錯口值不能大于1mm，也不能超過壁厚的10%。利用直尺來檢查管道對口偏折度，要求在距離焊縫中心200mm的位置，偏折度不超過2mm。
2.4水壓試驗
水壓試驗的范圍應該包括水冷壁、汽包、下降管、過熱器和集汽集箱等，同時鍋爐所有的附屬管道和熱工儀表等都需要參加水壓試驗。水壓試驗的主要目的，是對受壓部件、焊縫、法蘭等的嚴密性進行檢查，分析受熱面在承壓情況下，是否會出現殘余變形問題。依照鍋爐廠的實際情況，確定水壓試驗的壓力為5.88MPa[8]。
一是氣密性試驗，從空壓機將軟管接入到臨時管路氣壓試驗接口，針對鍋爐本體實施氣壓試驗，試驗壓力為0.3MPa，達到該壓力數值后將閥門關閉，檢查是否存在漏點。二是將所有排氣閥、壓力閥及水位計閥門打開，將排污閥、疏水閥等關閉。開啟給水管道閥門，確保水流可以經過主管路和省煤器進入到鍋筒內，直至集汽集箱排氣閥中有水溢出。等到將殘余空氣全部排盡后，將進水閥和排氣閥關閉，檢查是否存在泄漏。三是在省煤器入口集箱排污口位置，接入電動試壓泵，開啟管路上的截止閥，進行升壓試驗。開啟電動試壓泵緩慢升壓至0.47MPa時，暫停升壓，全面檢查焊接焊口處、人孔、手孔和法蘭等無泄漏，繼續升壓，升壓速度為0.2~0.3MPa/min，當壓力升到工作壓力4.7MPa時，暫停升壓檢查水位計閥門等有無漏水，受壓元件是否有異常情況。四是如無漏水及異常情況，則關閉水位計閥門，按升壓速度0.1MPa/min，并繼續升至試驗壓力5.88MPa，保持20min。然后降至工作壓力4.7MPa，方可進入爐內，進行全面檢查。檢查期間壓力保持不變。如所有焊縫、法蘭、人孔等無泄露及無其他殘余變形，試驗結束。開始緩慢打開排污閥降壓至0.5MPa，降壓速度控制在0.20~0.30MPa/min[9]。
3結束語
總而言之，垃圾焚燒發電余熱鍋爐的安裝相對復雜繁瑣，涉及的部位和流程眾多，從保障鍋爐安裝施工質量的角度，相關人員必須把握好相應的安裝流程，根據現場實際工況要求運用先進的施工工藝，確保所有環節的工作都能夠順利有序展開，使得余熱鍋爐的功能可以充分發揮出來，維持垃圾處理項目的正常運轉。
參考文獻：
[1]龍吉生，高峰，劉亞成.高參數垃圾焚燒余熱鍋爐受熱面的防腐措施與實踐[J].環境衛生工程，2022（4）：48-54.
[2]劉寶鑫，冒小妹.某垃圾焚燒余熱鍋爐受熱面改造[J].特種設備安全技術，2022（1）：3-4.
[3]崔浩杰.一臺垃圾焚燒余熱鍋爐的擴容改造[J].工業鍋爐，2021（3）：49-51.
[4]王亞偉.900t/d次高溫次高壓垃圾焚燒余熱鍋爐的設計[J].鍋爐技術，2021（3）：28-30，35.
[5]尤灝.垃圾焚燒余熱鍋爐導流板結構參數化建模及優化設計[J].環境衛生工程，2021（2）：50-55，62.
[6]夏超，李光耀.600t/d高參數爐排垃圾焚燒余熱鍋爐的研發[J].工業鍋爐，2021（1）：26-29，54.
[7]常小猛，王強，高維.垃圾焚燒余熱爐受熱面部件制造工藝技術簡介[J].電站系統工程，2020（4）：77，79.
[8]戴恩賢，羅昭強，亞云啟.某垃圾焚燒余熱鍋爐鋼結構安裝尺寸嚴重偏離的案例分析[J].鍋爐制造，2020（3）：24-27.
[9]郗青旗.垃圾焚燒余熱鍋爐受熱面改造實踐[J].科學技術創新，2020（9）：142-144. |
