超临界塔式锅炉水冷壁分层模块化组合吊装方法的研究及应用

黄少伟

山东电力建设第三工有限工程公司 山东青岛 266000

摘要：为避免传统吊装方案存在的弊端，通过综合分析计算，研究出一套超临界塔式锅炉水冷壁分层模块化组合吊装方法，大大减少吊装的频次和高空施工的工作量，提高塔式锅炉水冷壁安装效率及施工质量，经济效益明显，值得推广。

关键词：超临界塔式锅炉；水冷壁；刚性梁；创新升级；分层模块化；组合吊装方法。

引言：随着现代火力发电厂机组容量、参数、技术水平的不断提高，相应的锅炉的类型及安装工作也更复杂化。超临界塔式锅炉高度远远大于л型炉等炉型，且构件数量众多，结构复杂，重量大，安装的质量控制更为严格，这些都对安装提出了更高的要求和挑战。其中水冷壁安装是塔式锅炉安装过程中重要工序，其传统组合吊装方法一般为水冷壁和刚性梁单独组合、吊装，高空组对，一般分为以下几个步骤：①水冷壁地面组合；②刚性梁地面组合；③刚性梁吊装；④水冷壁单组吊装；⑤水冷壁及刚性梁高空组对安装。此方法施工工期长、高空作业量大、风险因素高、质量控制不方便、材料及人工消耗多。

1研究目标

巴基斯坦某660MW燃煤电站工程锅炉是由GE设计，型号为WGZ1935.6/28.8-1，该锅炉为1935.6t/h超临界参数直流炉，单炉膛平衡通风、一次中间再热、采用八角切圆燃烧方式、锅炉房露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构塔式锅炉。炉膛尺寸：21240×21240mm，锅炉水冷壁从上到下达115m，水冷壁与刚性梁合计重达3000t，吊装量大，施工工期紧。如果选用传统的吊装方法，将大大增加高空的工作量、增加占用吊装机械的施工周期及吊装频次。

为避免传统吊装方案存在的弊端，通过综合分析计算，研究出一套超临界塔式锅炉水冷壁分层模块化组合吊装方法，大大减少吊装的频次和高空施工的工作量，提高塔式锅炉水冷壁安装效率及施工质量。

2研究内容

2.1研究方法

成立塔式锅炉水冷壁模块化吊装方法专项研究小组，根据水冷壁及刚性梁设备的生产状态、发货顺序探讨、研究，从塔式锅炉与π型锅炉的特点进行分析，分析π型锅炉的吊装方法在塔式锅炉中应用是否可行；与刚性梁组件悬挂钢架水冷壁吊装法、水冷壁先吊穿插吊装刚性梁法进行对比，针对于不同厂家设计的塔式锅炉，提出传统吊装方法的创新升级，选择质量更好、效率更高的吊装方法。

2.2刚性梁组件悬挂钢架水冷壁吊装法

刚性梁与水冷壁部件先进行组合，组合成单部分组件后，倒运到锅炉炉底后先进行刚性梁组件的吊装。吊装至指定高度后悬挂在钢架上，使用钢丝绳、手拉倒链进行固定并且增加设备的临抛保险绳。待刚性梁吊装临抛完毕后，再进行水冷壁的吊装，水冷壁的各组件全部吊装完毕后，进行刚性梁与水冷壁组件的高空组合安装。同时进行水冷壁管屏件的密封焊接工作。

此种吊装方法，水冷壁组件在地面仅进行部分组件的组合，后续存在高空尺寸调整、密封焊接、与刚性梁组件的组合安装。高空工作量大，安全隐患多，且管屏的平整度及整体尺寸质量控制较为薄弱。在吊装搬起过程中，水冷壁作为柔性部件，没有刚性梁作为龙骨进行加固支撑，极易因吊点位置选择失误造成水冷壁管屏弯曲变形，直至变形量过大管屏弯折无法使用。

2.3水冷壁先吊穿插吊装刚性梁法

水冷壁在组合场进行组合后，先进行水冷壁组件的吊装，待横向延展面的水冷壁墙吊装完毕后，穿插吊装刚性梁，待整体就位后，进行水冷壁与刚性梁组件的高空组合安装。在高空组合安装过程中，需要搭拆大量脚手架。同时高空作业面宽广，安全风险大。此种吊装方法，同样存在吊装变形的可能性。在穿插吊装刚性梁的过程中，已发生刚性梁与水冷壁管屏组件相碰的现象，且碰撞位置在高空难以发现，后续的检查过程中，也因高空作业、脚手架位置、临空面的影响，缺陷位置被忽视、遗漏，存在质量隐患。

2.4超临界塔式锅炉水冷壁分层模块化组合吊装方法

巴基斯坦某项目水冷壁分为无流体、120mm节距、60mm节距、螺旋段、冷灰斗水冷壁模块组件进行依次分层吊装。组合安装分为一次组合和二次组合两步。首先将水冷壁管屏、刚性梁分别在组合架上进行一次组合安装（因炉底进口通道及设备运输条件限制，无法全部工作在组合架完成，故需在炉底进行二次组合安装），待两部件分别组合完成后运到锅炉炉底，进行二次组合安装焊接，此管屏的所有炉墙附件、临时加固也同步进行，待整个管屏、刚性梁、炉墙附件、临时加固在炉底安装完成后，整体进行吊装就位。

图3水冷壁组合照片

图4水冷壁模块直立及吊装就位

螺旋段、冷灰斗水冷壁与垂直段水冷壁吊装工序稍有不同，不同之处在于垂直段水冷壁二次组合时，水冷壁在下刚性梁在上，而螺旋段与冷灰斗则恰恰相反。二次组合时首先将刚性梁组合完毕，将刚性梁吊立后将水冷壁管屏与刚性梁贴合，组合成水冷壁模块进行吊装。特别需要说明的是，经过此种吊装方法，从冷灰斗水冷壁与刚性梁炉底二次组合到冷灰斗水冷壁合拢，仅仅用时22天，大大缩短了施工周期。整体的吊装过程与垂直段大同小异，经过将水冷壁模块分层吊装，整个水冷壁与刚性梁组件顺利吊装完毕，管屏平整度好、质量控制优良，人工机械投入相对减少，施工周期缩短，经济效益明显可观。

图6冷灰斗水冷壁模块安装及合拢就位照片

2.5与同类吊装方法对比情况

1安全可控性高。与传统吊装方法相比较，所有管屏之间、刚性梁与管屏之间连接位置处的密封焊接工作等全部在地面完成，刚性梁之间、刚性梁与水冷壁管屏的组合均在地面进行，因此减少高空作业存在的风险因素。

2质量可控性高。本吊装方法无传统吊装方法中管屏高空密封焊接，均在在地面组合架上完成，且焊缝皆为平焊，焊接质量控制较好，不会出现因焊接工作导致的管屏变形，水冷壁管屏的整体平整度控制优良。同时，地面进行整体组合使组合件的组合安装尺寸偏差大大减小，增强了质量控制力度。

3进度可控性高。由于所有管屏之间密封均在地面进行焊接，刚性梁也全部安装完成，与传统吊装方法相比，减少了高空密封焊接、高空组合安装带来的不便，加快了施工进度，大大缩短了施工工期。

4成本可控性高。本吊装方法由于所有管屏、刚性梁进行了整体的地面组合，避免了高空密封焊接。模块化吊装，简单有效。因此需搭设脚手架数量减少、链条葫芦数量减少、吊车台班减少。相应的减少了工器具、吊车等的租赁及维护保养费用，人力成本降低，经济效益明显。

结语：水冷壁分层模块化组合吊装方法适用于同类型的塔式锅炉的水冷壁组合吊装。本方法将管屏全部焊口及焊缝在地面组合时已经完成了焊接。管屏整体的组合件长度、对角线、平整度偏差在规范要求范围内有了较大提升，避免高空组合出现弯曲、变形、尺寸偏差大的问题的出现。同时减少了高空焊口、焊缝数量及高空搭设脚手架数量、减少了高空作业的风险性，实现了高空安全隐患可控、质量可控、进度可控、施工成本大大减少的目的，创造了良好的经济效益，建议在电力建设行业内全面推广。

参考文献：

1. 王术峰.增强水冷壁吊装强度的技术分析[A].新疆电力科学研究院.2006.

2. 王永珠.1000MW机组塔式锅炉水冷壁吊装方案探讨[D].中国能源建设集团江苏省电力建设第一工程公司.2012

作者简介：黄少伟 (1995.3-) ，男，汉族，山东潍坊，大学本科，助理工程师，研究方向：电力设备安装、调运资源管理研究。