华能沁北电厂焊接专业施工组织设计.docx
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华能沁北电厂焊接专业施工组织设计
1、编制依据
1.1火力发电厂施工组织设计导则
1.2沁北电厂三期工程#6机组施工组织总设计
1.3电力建设技术管理制度
1.4西北电力设计院《初步设计说明书》
1.5东方锅炉厂锅炉图纸
1.6《火力发电厂焊接技术规程》(DL/T869-2004)
1.7《火力发电厂焊接热处理技术规程》(DL/T819-2002)
1.8《火电建设施工质量检验及评定标准(焊接篇)》1996年版
1.9《锅炉压力容器压力管道焊工考试与管理规则》(国质检锅[2002]109号)
1.10《焊工技术考核规程》(DL/T679-1999)
1.11《电力工业锅炉监察规程》(DL612-1996)
1.12《蒸汽锅炉安全技术监察规程》(劳动部)
1.13《火力发电厂异种钢焊接技术规程》DL/T752-2001
1.14《电站钢结构焊接通用技术条件》DL/T678-1999
1.15《铝母线焊接技术规程》DL/T754-2001
1.16《焊接工艺评定报告》(河南第二火电建设公司)
1.17《工程建设标准强制性条文》电力工程部分2006年版
1.18《电力工程达标投产管理办法》2006年版
1.19《华能电厂P92管道焊接工艺实施细则》
1.20《华能电厂P91、P92管道现场焊后热处理工艺导则》
1.21《华能电厂P91/P92焊接质量检验导则》
1.22《火力发电厂金属技术监督规程》(DL438-2000)
1.23《电力建设施工及验收技术规范(锅炉篇)》(DL5047-1995)
1.24《电力建设安全工作规程第一部分:
火力发电厂》DL5009.1-2002
2、工程概况
2.1工程简介
华能沁北电厂位于河南省西北部的济源市五龙口镇境内。
本期为三期工程,建设规模为2×1000MW级超超临界机组(机组厂内编号分别为#5、#6机),一、二期为4台600MW超临界机组,已经投产。
厂区总平面布置预留再扩建的条件。
本工程由华能国际电力股份有限公司、河南省建设投资总公司、济源市建设投资公司分别出资60%、35%、5%共同建设。
工程的建设、运行和经营管理由华能沁北电厂负责实施。
本工程拟定工期为2009年05月16日浇注第一罐砼,#5机组2010年12月31日完成168小时试运,6#机组2011年03月31日完成168小时试运。
本工程由中国电力工程顾问集团西北电力设计院设计、河南立新电力建设监理有限责任公司监理。
河南第二火电建设公司负责#9标段安装项目。
2.2主要设备
本期工程安装2×1000MW的凝气式汽轮发电机组,其锅炉设备由东方锅炉(集团)股份有限公司生产和提供;汽轮机和发电机分别由哈尔滨汽轮机厂有限责任公司和哈尔滨电机厂有限责任公司生产和提供,汽轮发电机容量为1112MVA。
2.2.1锅炉设备
锅炉为东方锅炉厂生产,采用超超临界、单炉膛、一次中间再热、平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构П型变压直流燃煤锅炉。
2.2.2汽轮机:
哈尔滨汽轮机厂有限责任公司。
型式:
超超临界、一次中间再热、四缸四排汽、单轴、双背压、凝汽式汽轮机。
汽轮机具有八级非调整回热抽汽,给水泵汽轮机排汽进入主机凝汽器。
汽轮机额定转速为3000转/分。
2.2.3汽轮发电机组的性能参数
发电机:
哈尔滨电机厂有限责任公司。
型式:
三相同步汽轮发电机。
额定容量:
1112MVA定功率:
1000MW
最大连续输出功率:
1222.2MVA
额定电压:
27kV
额定功率因数:
0.9(滞后)
频率:
50Hz
冷却方式:
定子绕组水冷,转子绕组及铁芯氢冷
励磁方式:
静态励磁
效率(保证值):
≥99%
2.3主要系统
2.3.1锅炉汽水系统
给水由给水管道从锅炉两侧进入省煤器下部入口集箱,经水平管组,悬吊管组后进入省煤器出口集箱,经两侧集中下水管由36根下水连接管进入前后水下集箱,沿螺旋水冷壁进入压力平衡集箱,在沿直段水冷壁至炉膛出口集箱,通过折烟角到水平烟道侧墙及后墙出口集箱;再经水冷壁汇集集箱至汽水分离器。
通过汽水分离器分离出的饱和蒸汽依次进入顶棚过热器、包墙过热器、低温过热器、炉膛屏式过热器、高温过热器充分吸收热能后送至汽机做功发电。
再热系统是由汽轮机高压缸排汽,经由两侧再热蒸汽管道引入再热器入口集箱,先通过布置在尾部竖井前部的三个水平管组(低再),然后经过渡管进入垂直管组(高再)最后汇集到再热器出口集箱。
由两侧引出与再热蒸汽管道连接。
2.3.2本期工程热力系统中除辅助蒸汽系统考虑设联络母管外,其它系统均采用单元制系统。
a.主蒸汽、再热蒸汽及旁路系统
主蒸汽系统:
主蒸汽管道从过热器出口集箱接出两根后,两路主蒸汽管道在汽轮机机头分成四路分别接入布置在汽轮机机头的四个主汽门,在靠近主汽门的两路主蒸汽主管道上设有相互之间的压力平衡连通管。
再热蒸汽系统:
再热冷段管道由高压缸排汽口以双管接出,两路合并成单管后直至锅炉前分为两路进入再热器入口联箱。
再热热段管道,由锅炉再热器出口联箱接出两根后,两路分别接入汽轮机左右侧中压联合汽门,在靠近中压联合汽门的两路管道上设有相互之间的压力平衡连通管。
旁路蒸汽系统:
本工程汽轮机为高中压缸联合启动方式,设置旁路系统可改善机组的起动性能,缩短起动时间和减少汽轮机的循环寿命损耗,回收工质,保护再热器不超温。
高旁阀数量为1个,低旁阀数量为2个。
b.抽汽系统
汽轮机具有八级非调整抽汽。
一、二、三级抽汽分别向三级高压加热器供汽。
四级抽汽除供除氧器外,还向2台50%容量的给水泵汽轮机及辅助蒸汽系统供汽。
二级抽汽还作为辅助蒸汽系统和给水泵汽轮机的备用汽源。
五至八级抽汽分别向四台低压加热器供汽。
为防止汽轮机超速和进水,除七、八级抽汽管道外,其余抽汽管道上均设有气动止回阀和电动隔离阀。
前者作为防止汽轮机超速的一级保护,同时也作为防止汽轮机进水的辅助保护措施;后者是作为防止汽轮机进水的隔离措施。
在四级抽汽管道上所接设备较多,且有的设备还接有其他辅助汽源,为防止汽轮机甩负荷或除氧器满水等事故状态时水或蒸汽倒流进入汽机,故多设一个气动止回阀,且在四段抽汽各用汽点的管道上均设置了一个电动隔离阀和止回阀。
c.辅助蒸汽系统
辅助蒸汽系统为全厂性的公用蒸汽系统,该系统每台机设一根辅汽联箱,其中辅汽联箱参数为0.6~1.2MPa(a),350℃,二台机组的辅汽联箱通过母管连接,之间设隔离门;并与二期的辅汽系统设联络管,以便实现各机之间的辅汽互用。
本系统主要汽源来自再热冷段、汽机四级抽汽及二期的辅助蒸汽来汽。
机组正常运行期间,辅汽联箱汽源由主汽轮机四级抽汽供汽,其工作压力随汽轮机抽汽压力变化而变化,当抽汽压力低于一定值时,可由汽机二级抽汽通过压力调节阀减压后向辅助联箱供汽。
辅汽系统的疏水通过一根辅汽疏水母管排至锅炉疏水扩容器或凝汽器。
d.给水系统
给水系统采用单元制,每台机组配置2×50%容量的汽动给水泵及前置泵及一台30%容量的启动电泵(两台机组共用)。
省煤器进口的给水管路上设有电动闸阀,并设有30%BMCR容量的启动旁路,在旁路管道上装有气动控制阀。
给水系统设置双列2×3台高压加热器,采用大旁路系统,在每列加热器的1号高加出口、和3号高加进口设置三通阀。
具有系统成熟可靠,运行灵活方便等优点。
给水泵汽轮机正常工作汽源来自主汽轮机四级抽汽,备用汽源来自主汽轮机高压缸排汽,当主汽轮机负荷降至正常工作汽源压力不能满足汽轮机驱动锅炉给水泵的要求时,调节器自动地将汽源从工作汽源无扰动地切换到备用汽源(冷段),并在此工况下运行。
当主机负荷重新上升时,调节器又能自动地将汽源切换到工作汽源。
另有一路辅助蒸汽汽源作为小汽机的启动调试汽源。
两台小汽机排汽管道分别排入主机的高背压凝汽器和低背压凝汽器。
e.凝结水系统
凝结水系统设三台50%容量的立式凝结水泵配两台变频装置,四台低压加热器,一台轴封冷却器,一台除氧器,中压凝结水精处理系统。
5、6号低压加热器、凝结水精处理装置均设有各自的凝结水旁路。
7、8号低压加热器设有公用凝结水旁路。
除氧器采用内置式除氧器,有效容积为290m3。
每台机设一台500m3凝结水贮水箱,设置2台凝结水输送泵,仅在机组启动时给系统充水。
当机组正常运行时,通过该泵旁路管道靠凝汽器负压向凝汽器补水,当凝汽器热井水位升高时,通过凝结水管道上的放水管排入凝结水贮水箱,以保持热井水位。
在凝汽器补水管道上设有水位控制阀,用以调节热井水位。
f.高压加热器疏水、放气系统
高压加热器疏水在正常运行时采用逐级串联疏水方式,最后一级(3号)疏至除氧器。
每台高加设有事故疏水至凝汽器疏水扩容器。
g.低压加热器疏水、放气系统
低压加热器疏水采用逐级串联疏水方式,最后一级疏水疏至凝汽器。
每台低压加热器均设有事故疏水接口,其疏水管道接至凝汽器疏水扩容器。
h.主厂房内循环水系统
本工程采用带冷却塔的单元制二次循环供水系统。
冷却水通过两根DN2600的循环水管先进入低背压凝汽器,然后流经高背压凝汽器后排至冷却塔。
本系统向凝汽器和开式循环水系统提供冷却水,系统设有胶球清洗装置。
系统设两根φ2630×22的循环水进水管和两根φ2630×22的排水管,在凝汽器循环水进出口管道上均设有电动蝶阀。
i.开式循环冷却水系统
开式循环冷却水系统主要为闭式水热交换器、主机冷油器、发电机氢气冷却器和水环式机械真空泵设备提供冷却水。
开式冷却水取自循环水,冷却水从循环水进水管接出经电动滤网后,经设备吸热后排至循环水回水管。
在系统中设置二台100%容量的开式循环冷却水泵(一台变频,一台定速)。
主机冷油器另设一路由工业水来的停机冷却水源。
j.闭式循环冷却水系统
本系统由两台100%容量的闭式循环冷却水泵(一台变频,一台定速)、两台65%容量的闭式水热交换器(板式)、一台25m3闭式循环冷却水膨胀水箱组成,向各冷却设备提供冷却水。
该系统采用凝结水作为冷却水,向对冷却水质要求高的设备提供冷却水。
k.凝汽器有关管道及抽真空系统
凝汽器壳体两侧设疏水扩容器。
凝汽器颈部设有给水泵汽轮机排汽接口和低压旁路接口。
凝汽器接有真空破坏阀,在机组出现紧急事故危及机组安全时,以达到破坏真空的需要。
凝汽器抽真空系统:
壳侧设有三台50%容量的水环式机械真空泵。
正常运行时,两运一备。
l.汽轮机润滑油净化、贮存系统
每台机组装设一台主油箱和一台容量为50+50m3的润滑油贮存油箱,并设置一套在线运行的润滑油净化装置,保证润滑油品质。
汽轮机主油箱、给水泵汽轮机油箱、润滑油贮油箱分别设有事故放油管道,排油至主厂房外的事故放油池。
2.4主要工作量及划分
2.4.1主要工作量
1)锅炉本体受热面、连接管道及结构、密封、附属管道焊接施工
2)汽轮发电机本体系统管道焊接(油系统、氢系统)
3)汽机高中低压管道及其支吊架焊接
4)凝汽器焊接
5)热控仪表管路焊接施工
6)铝母线焊接
7)焊口及结构件的预热、消氢、热处理。
受监焊口数量、规格等详见“沁北电厂2×1000MW机组6#炉焊接工程一览表(锅炉)”和“沁北电厂2×1000MW机组6#机焊接工程一览表(汽机)”。
2.4.2工作量划分
焊接队负责锅炉和汽机系统所有受监部件、承压管道、密封及一般结构件等焊接施工工作,焊缝的预热、消氢、热处理工作。
管道对口、结构件焊前准备分别由锅炉队、汽机队负责;光谱、硬度、无损检测由公司金属试验室负责;热控仪表管路焊接施工由热工队负责;电气铝母线的焊接施工由电气队负责。
3、施工平面布置
3.1施工平面布置
焊接施工平面布置根据施工组织总设计确定的原则和施工总平面布置图及锅炉、汽机专业施工平面布置图进行。
电焊机采用集装箱布置。
3.2力能供应
3.2.1气体供应
本工程考虑到安全和效率因素,氧气、乙炔气采用分块供给的供气方式。
在锅炉及汽机的施工作业面上设立分层分块的供气区域,将散装瓶集中摆放,氧气、乙炔带统一规划走向。
其它零散用气区域采用散瓶供气。
3.2.2电能供应
热处理电脑温控仪、电焊机电源应分别单独提供,不得共用,更不得与大型吊车用电取自同一回路,并为热处理机提供备用电源,以备施工过程中突然停电时间过长而影响P91/P92焊缝质量。
3.2.3电焊机和热处理电脑温控仪的数量及布置
需用的电焊机台数根据施工进度、焊工人数、焊接工程量和交叉作业等因素综合考虑,主要根据焊工人数来确定,约需要360台焊机,其中直流焊机要占90%,以满足机炉交叉施工的需要。
直流焊机尽量选用调节性能和动态性好、节能型逆变式弧焊机。
热处理电脑温控仪应保证8-10台,以满足预热、消氢、热处理的需要。
电焊机布置地点及数量应根据实际情况进行灵活调整。
为提高文明施工程度,电焊机均放在焊机集装箱内使用,并分别布置在焊接施工区域。
可参考下表实施(该数据为动态数据):
区域(位置)
数量(台)
区域(位置)
数量(台)
锅炉区域
(170台)
汽机房
(60台)
0米层
20台
0米层
20台
26.3米层
30台
中间层
20台
39.0米层
40台
运转层
20台
64.0米层
40台
地面组合
(60台)
79.0米层
40台
组合场
60台
除氧间
(30台)
煤仓间
(20台)
除氧层
30台
给煤机层
20台
热处理设备是以集装箱的形式布置,布置区域和数量见下表(该数据为动态数据):
区域(位置)
数量(台)
区域(位置)
数量(台)
汽机房中间层
1
锅炉房39米层
2
汽机房运转层
2
锅炉79.0m层
3
组合场
2
4.施工组织机构的设置及人员配置
4.1管理模式
公司在沁北项目部成立焊接队,负责#6机组安装工程的主要焊接施工任务,包括锅炉受热面、锅炉本题管道、锅炉附属管道、四大管系、汽机油管、凝汽器及汽机中低压管道和结构件的焊接及焊缝的预热、热处理施工及管理。
焊接队设队长1名、专工1名、技术员3名、专职质检员1名、专职安监员1名、班长2名,焊材管理员2名,并设置焊接班、热处理班、综合班和焊材室。
4.2人员职能分工与班组工作范围
4.2.1管理人员职能分工见队组织机构图(下图)。
1)队长全面负责本队各项工作,计划、布置、检查、总结各项工作的实施情况。
2)专工主抓技术、质量等管理工作并协助队长做好本部门的其他工作。
3)质检员负责焊接质量监督检查验收工作。
4)安全环境管理员负责全队安全工作和现场的文明施工。
5)技术人员按施工范围进行分工,分别主管焊接、热处理技术工作,并参与本班质量检查验收。
6)各班班长正职负责本班全面管理工作,副职协助正职工作,副职不脱产。
7)焊材管理员:
负责二级库焊材管理、发放工作。
质检员:
安全环境管理员:
队长:
专工:
综合班¨
热处理班¨
焊接班¨
焊材室¨
4.2.2专业班组工作范围划分
1)焊接班在队领导安排下,负责我公司整个现场的焊接施工,同时负责队领导下达的其它施工任务。
2)热处理班负责整个施工现场预热、消氢、热处理工作;
3)综合班负责电焊机布置、管理、固定二次线的走线,并负责队领导下达的其它施工任务。
5.施工计划及资源配置计划
5.1施工进度计划
焊接施工进度计划根据业主一级网络计划、项目部施工进度二级网络计划及各专业三级网络计划进行,不单独编制焊接工程三级网络计划。
5.2主要施工机具配备计划
5.2.1主要施工机械配备计划
1)电焊机:
260-340台
2)焊条烘干箱:
6-8台
3)热处理电脑温控仪8-10台
所使用的计量器具必须经过校验,并在有效期内使用。
维修后的计量器具,必须重新校验。
5.2.2主要工器具配备计划
具体数量见下表:
名称
规格型号
单位
数量
备注
砂轮机
220V
台
6
立式
焊条保温筒
5Kg
个
400
立式
氩气流量调节器
AT-15
只
160
氩弧焊枪
QQ-85/150A
套
160
氩弧焊枪喷咀
M10X1X60X8
只
600
钨极夹
Φ2.5
只
500
10-250A
测温仪
只
2
接触式测温笔
个
200
消耗品
电焊黑玻璃
110×50
块
200
白玻璃
110×50
箱
2
消耗品
电焊把线
25mm2
m
400
电焊把线
16mm2
m
200
铝焊线
50mm2
盘
40
每盘100m
角向磨光机
Φ100
台
8
角向磨光机
Φ150
台
2
电焊钳
500A
只
200
锋钢锯条
根
20
钨极盒
只
100
工具包
个
200
笔式手电筒
把
150
钢丝刷
把
100
消耗品
手锤
1.5磅
把
100
不锈钢直尺
150mm
只
80
三角挫
6"
把
80
黑胶布
盘
100
消耗品
钢锯条
盒
5
扳手
12"
把
30
焊锡
盒
3
焊锡膏
盒
10
试电笔
个
4
5号电池
节
消耗品
氧气带
盘
60
5.3物资供应计划
焊接队建立焊条二级库和工具室,分别保管、领用、发放焊条和工器具。
并建立相应的管理制度。
根据施工图纸和施工进度计划,提前编制焊接材料申请单,并经审批,以便及时采购焊接材料。
5.4劳动力配备计划
现场施工人员数量是工程施工组织水平的重要标志之一,施工组织设计考虑加强管理,改进劳动组织,提高施工机械化水平,优选技术水平高的施工人员,以提高劳动生产率,减少现场人数为原则。
根据施工组织总设计劳动力计划表和劳动力曲线图及焊接队承担的施工工程量,编制的焊接队劳动力计划表如下:
年份
2010
2011
月份
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
1
2
3
焊工
1
20
30
60
80
120
160
220
280
280
80
60
20
4
热处理工
0
3
8
8
20
30
35
35
35
35
15
15
4
2
技术员
1
2
3
3
3
3
4
4
4
4
3
3
2
2
管理人员
3
6
7
7
7
7
7
7
7
7
7
6
6
2
合计
2
31
48
78
110
160
206
266
326
326
105
84
32
10
6.焊接工艺评定
本公司已有工艺评定项目118个,根据顾客方提供的图纸资料,对于现有工艺评定不能覆盖的项目,需加做工艺评定。
根据现有的图纸资料,本工程需要做工艺评定的项目有:
(根据图纸资料到货情况及时增加)
序号
材料/材料
规格
焊接方法
焊接位置
1
12Cr1MoVG
Φ57×14
GTAW+SMAW
2G、5G
2
SA213-T91/SA-213T23
Φ57×4.5
GTAW+SMAW
2G、5G
7.主要施工方案
承压部件的焊接施工方法、焊接材料、预热及焊后热处理工艺、检验等选择及确定详见焊接工程一览表。
管道焊接时其坡口型式及角度均按照施工图纸要求检查或加工,对图纸未作规定的,均依据规程DL/T869-2004要求具体确定。
7.1焊接方法
7.1.1焊接方法
1)A类、B类焊接工程采用氩弧焊或氩弧焊封底、电焊盖面工艺,对δ≤6mm的管子可选择氩弧焊工艺,以获得良好的焊缝成形。
2)C类、D类焊接工程尽量采用氩弧焊或氩弧焊封底、电焊盖面的焊接工艺;对内部清洁度要求较高且焊后不易清理的管道(如油管)及工作压力0.1-1.6MPa的压力容器的焊接必须采用氩弧焊或氩弧焊封底、电焊盖面工艺;对可采用双面焊接的低压管道选用电焊工艺。
3)E类焊接工程采用电焊工艺。
4)热工仪表管路焊接应采用氩弧焊工艺
5)汽机高压管道组合焊口采用氩弧焊或氩弧焊封底、电焊盖面工艺。
6)对高温、高压管道的疏水、排汽(气)等小管道推广氩弧焊工艺施焊。
7.2焊接材料选择
焊接材料和选择应参考公司和工艺评定和有关规程规范进行。
同种钢材焊接时,焊条(焊丝)的具体选用如下表:
材质
焊丝牌号
焊条牌号
工艺评定号
20G,20#,SA-106C,SA-210C
TiG-J50
J507
GS-05,15,09,13,62,63,75,76,22,23
A672B70CL32,20
TiG-J50
J507
15NiCuMoNb5(WB36)
UnionIMo
Schwarz3KNi
GS-87,88,91,92
15CrMoG,SA-213T2,SA-335P12,SA-335P11
TiG-R30
R307
GS-19,26,27,30,11,14,20,24,53,54,56,57,
58,59,64,74
12Cr1MoVG
TiG-R31
R317
A335P22
TiG-R40
R407
SA-213T91,SA-335P91
ThermanitMTS3
ThyssenChromo9V
GS-97,98.99,100,101,93,94
SA-213TP347H,1Cr18Ni9Ti
H0Cr18Ni9Ti
A132
GS-21,25,83,84,51,52
SA-213T23
UnionIP23
----
GS-107,108,108A
SA-213T92/SA-335P92
MTS616
MTS616
GS-105,106,116
2)异种钢材焊接时,焊条(焊丝)的选用主要依据焊接工艺评定进行选择,其选用原则是:
(A)两侧钢材均非奥氏体不锈钢时,选用与合金含量低的一侧相配的焊条(焊丝)。
(B)两侧之一为奥氏体不锈钢时,选用含镍量较高的不锈钢焊条(焊丝)。
可参考:
<<火力发电厂异种钢焊接技术规程>>(DL/T752-2001)
3)焊接材料均应有制造厂的质量合格证。
对其质量有怀疑时,应按批号抽查试验,合格后方可使用,焊丝在使用前须进行光谱抽捡。
4)钨极氩弧焊用的电极采用铈钨棒.所用氩气的纯度不低于99.95%。
氧-乙炔焊所用的氧气纯度应在98.5%以上。
7.3焊前预热工艺
为防止焊接时产生裂纹,改善焊接性能,对碳素钢和合金钢(奥氏体不锈除外)应根据规范“DL/T869-2004”要求进行预热。
预热温度按照规程“DL/T869-2004”、焊接工艺评定,根据材质和厚度选择,具体规定如下表:
材质
管材
板材
壁厚
预热温度℃
壁厚
预热温度℃
Q235,20G,SA-210C
≥26
100-200
≥34
100-150
16Mn
≥15
150-200
≥30
100-150
15NiCuMoNb5(WB36)
≥10
150-200
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