艾萨余热锅炉施工方案教材.docx
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艾萨余热锅炉施工方案教材
1、工程概况
本台艾萨熔炼炉余热锅炉由中国恩菲工程技术公司设计,张家港海陆锅炉有限公司按《蒸汽锅炉安全技术监察规程》以及JB/T6503-92《烟道式余热锅炉通用技术条件》JB/T5255-91《焊制鳍片管(屏)技术条件》进行制造及检验与验收,安装验收参照DL/T5047-1995《电力建设施工及验收技术规范(锅炉机组篇)》的有关规定。
1.1工程简介
艾萨余热锅炉是为了回收艾萨炉排出来的1200℃高温烟气中的热量并可收集其中部分烟尘而设置的,余热锅炉吸收烟气中的热量产生的4.4MPa、257℃饱和蒸气,可用于对工艺系统进行供热和余热发电,被降温了的烟气又可用于生产硫酸。
这样,既充分地利用了余热又很好地保护了环境,废热、废气的再利用产生了巨大的经济效益。
余热锅炉主要由艾萨炉盖、冷却屏、过渡段、上升烟道、下降烟道、辐射室、对流部、5组对流管束、汽包及其内部元件、汽水管道系统、振打装置和2台热水循环泵等组成,重量超过330.8t。
结构形式如下图1所示。
锅炉位居熔炼厂房②、③线与G----R列之间,主要垂直布置在标高EL14.62m到EL54.40m空间内。
艾萨炉盖、上升烟道、下降烟道的受热面均采用Φ38*5的锅炉钢管与5mm厚的扁钢焊接制成,水冷壁管间距为60mm;对流部炉墙水冷壁管间距为100mm,各组膜式水冷壁焊接成一个完全气密的结构,组成余热锅炉的烟道式结构。
在水冷壁的外侧焊接有刚性梁,刚性梁受热后与水冷壁一起膨胀。
为保证垂直烟道受热面自由热膨胀设计采用Ф64的吊杆悬挂在标高EL50.9m的钢梁上,对流管束也采用悬挂形式固定,依次布置在水平的对流室内,这种形式同时方便了管束检修;为减少约束使水平烟道的左右热膨胀,设计采用42组滚柱作为水平烟道的支撑。
锅筒及其内部组件重约18.91t设计安放在EL50.90m高的钢平台上,满足炉水自然循环的要求,另外该余热锅炉的水循环采用强制循环和自然循环的混合循环,锅筒内炉水一部分经循环泵加压后送往各组受热面,在受热面吸热后返回锅筒,另一部分由水动力驱动直接流向受热面。
设计采用62台弹性振打装置清除受热面上的灰尘。
锅炉配有二台循环泵,一用一备。
两台泵的分配(运行/备用)有规律地交换,以满足锅炉运行的要求。
由于预热锅炉安装位置较高,组成烟道的水冷壁的分片长度大多在10m左右,因此高空吊装时设备和人员的安全成为锅炉安装关键。
同时根据现场条件要求烟道等的吊装应在锅炉钢架形成并验收合格后,与其他钢结构同时进行安装,作为热力设备的典型其安装位置也要求非常准确,设备的支撑点、管道支架安装时均应考虑锅炉运行时的膨胀余量。
严禁在安装过程中产生有影响锅炉正常运行的约束。
烟道水冷壁的焊接要求在高空中进行,该部分的焊接将直接影响到锅炉的运行正常与否。
因此水冷壁管子在高空中对口、焊接的质量将成为锅炉安装的质量控制点和安装的关键所在。
1.2锅炉参数
其主要技术参数如下:
烟气条件
烟气量:
40000Nm3/h
进出口烟温:
1200/350±20℃
烟气含灰量:
28.98g/m3
锅炉参数(型号QFC40/1200-26-4.4/257)
蒸发量:
26t/h
蒸汽温度:
257℃
蒸汽压力:
4.4MPa
给水温度:
104℃
循环方式:
强制循环和自然循环
1.3施工及验收标准
余热锅炉的安装施工及验收应遵照以下规定、规范
●机械设备安装工程施工及验收通用规范(GB50231-98)
●电力建设施工及验收技术规范(锅炉机组篇)(DL/T5047-1995)
●锅炉受压元件焊接技术条件(JB/1613—1993)
●工业金属管道工程施工及验收规范(GB50235-97)
●工业设备及管道绝热工程设计规范(GB50264-97)
●现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范(GB50236-98)
●蒸汽锅炉安全技术监察规程劳动部印发[1996]276号
●余热锅炉制造厂的转化资料及相关说明资料
●ENFEI工程公司设计的蓝图及有关说明09425、09418-026
1.4工程量
余热锅炉包括钢架、设备本体以及本体管道三大部分组成,其中钢架由钢结构专业安装锅炉施工人员验收重量约700吨,本体263吨(不包括两台热水循环泵、刮板出灰机等),本体管道67.5吨,锅炉本体主要部件清单如下表
(一),大小管道焊口约2000个,其中管排接口484个。
表
(一)余热锅炉主要部件清单
序号
名称
吊装外形尺寸
(约mm)
安装标高(m)
重量
(Kg)
备注
1
熔炼炉盖
4580*6800
22.96
3639.9
一、二收热面拼装
4111*6800
22.96
3041.4
三、四收热面拼装
2
冷却屏
2750*4900*487.5
23.4535
1550.58
整体吊装
3
过渡段
2300*2900
左右侧
4460*2900
前后侧
4
上升烟道右水冷壁
2260*10650
37.46
2472.8
下段
2260*10070
47.28
2200
上段
5
上升烟道左水冷壁
2260*10650
37.46
2447.6
下段
2260*10070
47.28
2200
上段
6
上升烟道前墙
4780*10650
36.38
4731.5
下段
4780*10070
46.20
4731.57
上段
7
上升烟道后墙下部
3980*10595
37.46
1550.58
8
上升烟道后墙上部
3980*6870
44.33
1550.6
9
烟道连接部右侧
2962*9530
47.28
2647.98
10
烟道连接部左侧
2962*9530
47.28
2647.98
11
烟道连接部顶部
2640*4020
47.30
1981.7
12
烟道连接部底部
3980*7461
44.33
3350.7
13
下降烟道右水冷壁
4954*10060
36.38
5220.71
下段
4954*9820
47.28
5220.
上段
14
下降烟道左水冷壁
4954*10060
36.38
5197.35
下段
4954*9820
47.28
5197
上段
15
下降烟道前墙
3980*10060
37.46
4995.2
下降烟道后墙
4020*9420
37.46
4600
下段
4020*5800
43.26
2754
中段
4020*5565
47.28
2740.03
上段
16
辐射室右墙
4820*10754
27.54
7010
17
辐射室左墙
4820*10754
27.54
7010
18
辐射室前墙
4474*10754
27.54
3854.1
19
辐射室后墙
4880*3420
27.54
2450.72
20
对流区右水冷壁
2810*7249
24.08
2709*1
3000*7249
24.08
2970*4
2200*7249
24.08
1679*1
21
对流区左水冷壁
2810*7249
24.08
2530*1
2700*7249
24.08
2510*1
3000*7249
24.08
2620*4
22
凝渣管屏
2890*1725*6475
24.92
7087.6
23
第一对流管束
2890*1775*6475
24.92
8931
24
第二对流管束
2890*1775*6475
24.92
8930
25
第三对流管束
2890*1775*6475
24.92
8930.5
26
第四对流管束
2890*1775*6475
24.92
8936.5
27
汽包
Φ1690*9016
50.9
18910
28
热水循环泵
0.00
29
刮板出灰机
30
汽水管路系统
67500
1.5主要劳动力组织(表二)
序号
工种
人数
序号
工种
人数
1
钳工
4
6
测量工
2
2
铆工
8
7
维修电工
1
3
氩弧焊工
12
8
油漆工
4
4
起重工
3
9
其他
3
5
管道工
6
1.6主要施工机具及测试设备(表三)
项目
序号
名称
型号规格
单位
数量
备注
测试设备
1
经纬仪
FDT2G
台
1
2
水准仪
WILDN2
台
1
3
测厚仪
HCC-18A
台
1
4
线坠
0.5㎏、1㎏
台
10
起重设备
5
电动卷扬机
5t
台
1
6
手拉链条葫芦
10t
台
4
7
手拉链条葫芦
5t
台
14
8
手拉链条葫芦
2t
台
6
9
手拉链条葫芦
1t
台
6
10
螺旋千斤顶
10t
台
4
11
液压轮胎吊
25t
台
1
12
塔吊
TC7052
台
1
焊接设备
18
氩弧焊机
NSA4--300
台
8
19
交流焊机
BX3--500--2
台
8
20
直流焊机
ZX5-400
台
4
21
CO2气体保护焊
YM-500KR
台
3
22
烘箱
ZYH--100
台
1
23
保温筒
W--38
台
8
其它设备
24
射线探伤机
XXG-3005
台
1
25
超声波探伤仪
TXVT-211
台
1
用于AS炉
26
型材切割机
D3C--400
台
1
27
角磨机
G--180
台
6
28
角磨机
G--100
台
10
29
内磨机
G--100
台
6
30
空压机
6.3m30.8MPa
台
1
31
电动试压泵
DSY—10MPa
台
1
临时措施设备
32
电动卷扬机
5t
台
2
33
电动卷扬机
3t
台
2
34
四门滑车组
10t
台
2
35
开口
10t
台
2
36
开口
5t
台
6
37
开口
3t
台
4
2、施工准备
2.1大临准备
2.1.1由于本余热锅炉的部件较多,有的零部件比较昂贵(例如仪表设备),并且多是从设备厂家发到现场的,锅炉安装的工期也相对较长,为确保施工得以正常、安全进行,零部件的完整不被丢失.为此现场根据设备的布置情况安装工艺的要求、在熔炼厂房的标高EL23.25层面安放临时工棚两座,一座用于焊接材料二级库.由于该锅炉为露天布置,为确保焊接设备的正常运行,实现现场文明施工,在②-③线,G—M列标高EL23.25区域内搭设设备防雨棚.
2.1.2划定出用于堆放设备的场地,要求离设备就位点近,且便于施工;积极与供货厂家联系,应尽量保持设备安装进度与厂家供货速度一致,尽量做到设备到厂不落地,直接就位.避免在现场积压过多的部件。
原则上将鼓风机房到转炉厂房①线东侧沿线作为锅炉受热面管的临时对方场地.汽水管道可直接吊装到相应的位置.
2.2技术准备
2.2.1收到锅炉图纸,首先应审查锅炉设计,制造是否符合“规程”、“规范”的有关规定,并作好自审记录。
2.2.2参加图纸会审,对自审中发现的问题、疑问及时提出,并要求设计部门尽快书面答复,图纸会审要求做好会审纪要。
2.2.3收集锅炉制造厂家的制作、分节、运输、到货信息,向制造厂家提出安装必须的要求。
2.2.4根据图纸以及施工规范要求,做好施工方案、技术、安全交底。
2.3设备的清点和验收
2.3.1设备清点和验收必须由甲、乙双方会同设备厂家共同进行,对进口设备,应按要求先进行商检和锅炉本体设备检验,检验合格后,由有关部门签发报告。
2.3.2做出详细的设备到货计划,并与业主、厂家紧密联系,明确到货时间。
在设备到第一批货时,请厂家提供设备总清单。
根据制造厂家提供的设备、零部件装箱清单,对锅炉设备零部件进行开箱清点,检查质量,逐件验收。
2.3.3受热面管束到货后应按要求进行吹扫、通球试验,通球直径为φ22mm,胶木实心球,通球完了后应做好记录并封堵管口。
2.3.4对不符合制造标准的产品及缺损件等应分项登记,并提交甲方,要求及时修复、补充。
2.3.5设备的开箱检查,应作好详细记录,并由甲、乙双方负责人签字备案。
2.3.6设备清点验收后,应进行编号、分类,妥善保管;对热工仪表等精密小型部件,应入库存放保管。
2.4开工报告
在开工一个月前就收集业主和设备厂家提供的锅炉产品质量证明书,受压元件强度计算书、安全阀排放量计算书、烟气流量计算书、热膨胀系统图、锅炉本体图等技术文件,及时向业主、监理和当地技术监督局申请开工报告(此台锅炉到那里报装和报监,还待进一步与相关方沟通),此为特种设备施工准备最重要的环节之一.
3、施工部署
3.1机构设置
3.1.1项目经理全面负责工程从开工到竣工的全部施工管理工作。
技术负责人负责工程的施工技术管理、质量监督和控制工作,协调与甲方及监理工程师的关系。
3.1.2设置施工技术、经营、供应、质量、安全等业务部门,各业务部门应明确分工,各负其责,全力为本工程服务。
3.1.3安装过程中,要求施工人员根据现场实际情况,合理安排工程量和使用劳动力.
3.2制定合理的工期安排及施工进度计划
3.2.1考虑到业主对总体工程的工期要求,对此超常规工程采取一些特殊措施。
4、主要施工方法
4.1施工程序
根据锅炉设备布置、到货情况、艾萨炉安装情况和锅炉安装工艺要求,确定以下安装程序:
锅炉钢架的检查、复测验收—→安装上升烟道前、后墙和两侧墙—→安装下降烟道前、后墙和两侧墙水冷壁—→安装对流区两侧墙和后墙—→连接顶棚水冷壁—→安装垂直烟道吊挂装置—→安装熔炼炉盖、冷却屏和过渡段—→安装辐射室前墙、后墙和两侧墙水冷壁—→依次吊装各组对流管束—→安装汽包及内部组件—→安装锅炉本体管道、阀门附件和仪表—→水压试验—→锅炉柔性密封装置安装—→安装灰斗法兰和埋刮板除灰机—→安装弹性振打清灰装置和导向止振装置—→安装各种门孔—→安装炉体和管道的保温结构
4.2锅炉钢架的检查、复测验收
该锅炉是室内布置,上升和下降烟道、对流管束等炉体是通过吊杆分别悬挂在标高EL50.9m和EL29.8m锅炉钢架上,柔性节以下的锅炉受热面是通过21组锅炉支架支撑在标高EL22.1m的横梁上.因此锅炉钢架进行认真的复测、验收。
承重结构的栓焊结合部位和同一平面内的相对标高应重点检查。
同时对安装完毕的21组锅炉支架用钢卷尺测量对角线法检查支座中心是否正确并进行修正,将误差修正在允许范围之内。
锅炉钢架复检应满足下表a的要求:
锅炉钢构架安装允许偏差表表a
序号
检查项目
允许偏差(mm)
1
柱脚中心与基础划线中心
±5
2
立柱标高与设计标高
±5
3
各立柱相互标高差
3
4
各立柱间距离
距离的1/1000;最大不大于10
5
立柱垂直度
长度的1/1000;最大不大于10
6
各立柱上、下两平面相应对角线
长度的1.5/1000;最大不大于15
7
横梁标高
±5
8
横梁水平度
5
9
平台标高
±10
4.3基础划线。
在已验收合格的锅炉基础上,在②、③线间相应的钢梁上标定出锅炉的纵向基准中心线,在E-J、J-L、L-M、M-P等横梁上划出横向基准线;在熔炼主厂房的立柱上标定出+26.50m标高线,作为锅炉的标高基准线。
4.4上升、下降烟道的安装
4.4.1水冷壁的地面组装
水冷壁的进场力求按其吊装顺序布置,对由于运输条件限制不能在制造厂拼装组片的收热面,在现场用型钢搭设临时组装平台,按下图a的方法将水冷壁在地面组装成表一要求的吊装尺寸后,再进行吊装。
拼装过程中为了保证最后水冷壁的几何尺寸我们要考虑焊接收缩,单片间的拼接焊缝考虑收缩量,一般为2mm左右,因此组合焊缝选择2-3mm,我们在塔吊下部,①线外侧搭设一个12m×6m临时组装平台,按照设备发货单元和安装顺序用塔吊将单片水冷壁倒运至拼装平台进行组装,并在此时焊接上临时吊点。
拼装时要求从两侧用CO2气体保护焊进行焊接翅片。
焊接完后对其外型尺寸进行检查,合格后才能进入吊装工序。
4.4.2水冷壁的吊装
由于设计分节长度多达到10米以上,在地面拼装后达到20多米,这
样大大增加了现场的吊装难度,同时易引起水冷壁的弯曲变形,且在地面整体拼装又受场地的限制,更重要的是在地面焊接水冷壁管时的焊位不如在高空的焊接焊接位置更容易保证焊接质量,为此我们按设计的长度在地面只进行鳍片的焊接,然后按表一所示的吊装尺寸进行吊装,吊装前在相
应水冷壁的H型钢性钢梁上设置好吊耳,按其实际重量将临时悬挂用的手拉葫芦挂上,为便于调整、找正,应在每片水冷壁上设置两个5t葫芦,用6*37+1Φ21的钢丝绳悬挂;同时根据重量不同分别在水冷壁就位处设置一根H型钢梁用来作为手拉葫芦的承重梁,临时吊挂水冷壁。
根据现场吊装熔炼厂房钢结构的塔吊的起重性能、设置位置和锅炉部件的吊装重量,
经过计算所有锅炉部件均可用此塔吊进行吊装计算结果如图a所示。
起吊时为防止水冷壁受损,用25t的汽车吊配合塔吊进行吊装;同时为防止碰撞,吊装时应设置一定长度的麻绳用来控制水冷壁的方向,不得任其随意摆动。
吊装到适当的位置后将葫芦固定于临时承重的H型梁上,用手拉葫芦代替塔吊承重水冷壁,松掉塔吊钩,开始吊装另外水冷壁。
吊装时要求先吊下节后吊上节。
4.4.3水冷壁的找正和焊接
上升、下降烟道水冷壁吊装完毕后,根据图纸设计尺寸,按照已划分好的横纵向中心线比照安装基准线调整使其重合,然后按照设定在钢架上的基准标高点用透明软管和水平仪测量顶部和相应支撑点的标高,使其误差在规范规定的范围内±2㎜。
锅炉水冷壁管的材质为20G,直径Φ38×5。
因此我们全部采用氩弧焊工艺,焊丝为H08Mn2Si、Φ2㎜。
焊口分二次焊成,一次打底,一次盖面。
管口采用夹具,对口合格后,可在焊口周围点焊4处,每处点焊长度约5—10㎜,再次检查对口质量,合格后要求采用二人对焊工艺施焊。
这里我们对参加焊接的焊工和焊接准备作具体说明:
⑴所有参加锅炉受压元件焊接的焊工必须持有效的《锅炉压力容器焊工合格证》
⑵在受压元件焊接前应对每位合格焊工进行焊前试件射线检查,合格后方可进行受压元件的焊接。
⑶焊接施工前,应有相应的焊接工艺,对以前未做过工艺评定的项目(包括其它的汽水管道)必须重新进行焊接工艺评定。
根据工艺评定制定符合工程实际的《焊接工艺指导书》,具体指导施工。
⑷焊前准备:
清理管口10—15㎜范围内的油污、铁锈等杂物,露出金属光泽,按下图
(二)所示加工坡口,同时为了保证焊接质量,在相应的层面搭设安全可靠的操作平台,采取可靠的防风等措施,用帆布覆盖炉顶和四周。
为减少焊接对口和焊接时的应力按下图(三)所示将水冷壁管两侧面200mm长的鳍片割开,焊接后再按设计要求恢复鳍片。
水冷壁管焊接完后,可进行密封焊的焊接。
4.5烟道连接部的安装
上升和下降烟道焊接安装完毕后,开始安装连接部水冷壁,首先吊装连接部底部,然后安装两侧部,最后安装顶部,同时连接好上升和下降烟道水冷壁。
待上升烟道、下降烟道和连接部均调整到符合设计和规范要求时,并在密封焊接完成后,将悬吊装置安装并固定上。
4.6水平水冷壁的安装
辐射室和对流室等部的水冷壁均以锅炉支架作为支撑,安装前应先设置好相应的支架。
并用对角线法检查其间的相互位置,注意要严格按照系统膨胀图的偏移量布置支座滚轮。
对流室水冷壁根据设备到货情况,在现场2-3片组装焊接后用塔吊进行吊装。
吊装后进行尺寸检查,合格后可进行外壳的气密焊,焊接外壳时电焊机的负级与外壳相连,应保证没有焊接电源流过滚柱支座,因为焊接电流会损伤滚柱,影响支座性能。
所有滚柱支座在现场安装时应防止其滑动。
这些安全设施在安装结束前不可除去,但开车必须除去。
焊接后必须再次进行尺寸校验,进行尺寸复核后,滑动支承面定位并焊接,滚柱支座应焊在最终位置上。
4.7熔炼炉盖、冷却屏和过渡段的安装
4.7.1检查炉顶部位的水平度要求是否满足设计规范要求,根据艾萨炉的原始基准线划出炉顶盖的位置基准,和标高基准。
4.7.1炉顶盖分四部分组成第一部分,考虑到厂房结构的局限,避免仰焊的操作位置,确保焊接质量,计划将一、二受热面地面组对后吊装,组对尺寸6800*4580*350,3639.9Kg;三、四受热面地面组对后吊装,组对尺寸6800*4111*490,3041.4Kg。
其中的重量不包括保温材料的重量,为了保证炉顶盖保温面连续施工为一个整体,建议炉顶保温部分在顶盖安装完毕后再施工。
地面组对在水冷壁的组对平台上进行。
4.7.2由于厂房钢结构EL8.90以上部分的图纸,尚未提供,根据施工经验、炉顶盖的到货实际和厂房结构吊装孔悬臂平台的设置情况,计划在EL23.25层将2线C—J列预留框架梁一根,及其相应的连接梁,另外待炉顶盖安装就位,重点检查整个炉顶盖和相关工艺口的平面度,喷枪口、加料口、保温烧嘴口和烟道出口的位置度,合格后进行固定。
接着将冷却屏和过渡段吊装到相应平台后,立即安装该钢梁.吊装采用15T天车和5T的手拉葫芦进行就位.如果炉顶盖到货时间较早,可利用现场塔吊将炉顶盖沿上升烟到的通道吊装至EL23.25层的相应平台上,以备安装。
4.7.2冷却屏分四部分安装,过渡段就位后,分别将冷却屏的四部分首先插如过渡段后,再就位。
4.8凝渣屏和对流管束的安装
4.8.1根据图纸划出各管束的纵横向中心线和标高基准线,并用红色油漆做好明显的标记。
4.8.2管束检查,对照图纸,检查各管束外表面有无制造、运输过程中发生损伤。
4.8.3管束蛇形管组合、安装时,应先将联箱找正固定后安装基准蛇形管,基准蛇形管安装中,应仔细检查蛇形管与联箱管头对接情况和联箱中心距蛇形管端部的长度偏差,待基准蛇形管找正固定后再安装其余管排。
4.8.4管束组合、安装时必须满足下表规范要求:
对流管束组合安装允许偏差
序号
检查项目
允许偏差
mm
1
蛇形管自由端
±10
2
管排间距
±5
3
个别平整度
≤20
4
边缘管与炉墙间隙
符合图纸
4.8.5管束吊装
利用TC7052塔吊来吊管束,为防止管束变形,在起吊时用25t的汽车吊车进行配合,管束立起,调整钢丝绳长度保证管束水平,接着拆卸包装架。
起吊离地面200mm后,对吊具、钢丝绳进行检查,两端系好2根麻绳,仔细检查钢丝绳、起重设备的稳定性。
确认无误后缓慢起吊。
整个吊装过程必须由一名专业起重工统一指挥,其它相关人员协同作业
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