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1、1204tds/d堿爐安裝工藝1.課題概況:1。1選題理由:1204ds/d堿爐是目前中國最大容量的堿爐,堿爐是大型制漿造紙企業堿回收裝置的核心設備，隨著我國進入WTO，我國造紙企業將迎來無限商機，中國將成為一片制漿造紙企業家的投資熱土。 1204tds/d堿爐安裝工藝在國內還沒有成熟，為此，為了擴大堿爐的安裝市場，充分發揮自身技術、管理優勢,針對1204tds/d堿爐結構特殊性、施工的復雜難度，為了保證安裝質量與工期,特于2000年6月10日成立了堿爐安裝工藝科技攻關課題小組。1。2課題小組研制的問題課題小組面臨以下幾個問題（1)由于裝置設計緊湊，大吊車無法進場站位，如何安全平穩地解決鋼架汽2、包、膜式壁組等部件的吊裝變形問題；（2）若部件安裝精度差，會不利于堿爐熱膨脹，必須確定合適的找正方法，以提高各個部件找正速度與精度問題;（3）爐頂管，焊口排列為品字型，焊縫重疊，間距小,給焊工施焊帶來很大難度，不易返修；(4）膜式水冷壁間隙小,施工難度大，焊接合格率低； （5）水冷壁下部材質為不銹鋼復合管SA210A1+304L/SA210A-1和SA210A1+304L，復合管普遍采用整體坡口，焊縫易被基層所稀釋，產生馬氏體淬硬組織。1.3研究思路我們課題小組主要從找正方法、吊裝工藝、焊接控制加以研制、改進、創新，總結出一套堿爐安裝工藝，以實現堿爐安裝工程中的質量和工期、成本目標,向業主交付3、滿意的工程，實現安裝利潤最大化，以提高企業的競爭力.1。4施工依椐：首先執行奧斯龍堿爐技術標準，其次執行的國家的規程、規范如下表：蒸汽鍋爐安全技術規程勞部發(1996）276號鍋爐安裝監督管理規則國家質量技術監督局電力建設施工及驗收技術規范鍋爐機組篇行 業DL/T5047-95電力建設施工及驗收技術規范管道篇行 業DL503194電力建設施工及驗收技術規范火力發電廠焊接篇行 業DL5007-92鋼熔化焊對接接頭射線照相和質量分級國 家GB332387鋼結構工程施工及驗收規范國 家GB5020595化工工程建設起重施工規范行 業HGJ20183石油化工施工安全技術規程國家石油和化學工業局SH354、05-19991.5課題目標:我們課題組制定了堿爐安裝質量目標為：分部工程為優良；工程一次交驗合格。工期比國外同類型相比,縮短45天。經濟效益目標：獲利潤200萬元，節約成本60萬元.總結一套1204tds/d堿爐安裝工藝, 為推廣堿爐安裝工藝的科技進步,提高勞動生產率，做出貢獻。2。工程特點1204tds/d堿爐設備其外形尺寸為寬9.2米長29米高59米，爐體本體重量達2600余噸，其日處理黑液固化物1204tds/d，鍋爐本體由芬蘭奧斯龍公司設計供貨，達到90年代國際先進技術水平。本體結構如圖1所示：圖1 本體結構立面示意圖+50.47m主要施工特點(1) 堿爐鋼架外型尺寸為長寬高：33.5、8726。17460.15m,安裝施工全部集中在框架內作業，場地小，作業量大。（2) 鋼架高度為60.15m,汽包安裝高度為50。47m，省煤器、過熱器、水冷壁安裝作業主要在+49m層，高空作業量大，不安全因素多。（3) 堿爐結構設計緊湊，不易返修，工序交叉要求高，各工種必須配合好，否則下道工序根本無法實現。（4） 受熱面安裝質量高，由于受熱面工作在高溫狀態,安裝時受熱面的膨脹間隙必須保證.（5) 爐膛體積大，找正難度大;焊口數量多，密封焊數量大，焊接空間小，焊接位置差，焊工施焊難度大。（6）奧斯龍堿爐焊接技術標準超過電力建設施工及驗收技術規范火力發電廠焊接篇DL500792.3.施工工藝程序6、為了合理安排施工順序，確保各工種施工順利工作有條不紊的進行，其施工工藝流程圖如下：設備材料檢驗施工平臺搭設、鋼架拼裝、水冷壁組裝基礎驗收鍋筒吊裝空氣預熱器安裝及焊接下降管、引出管安裝及焊接水冷壁成片安裝及焊接集箱安裝省煤器安裝及焊接過熱器安裝及焊接本體管路安裝及焊接燃燒設備安裝：爐門類及密封安裝水冷壁、管道保溫平臺扶梯安裝完善烘爐與煮爐輔機安裝鍋筒內件安裝本體水壓試驗總體驗收：1.嚴密性試驗 2.安全閥調試 3.72小時試運行及交工蒸汽系統吹掃施工準備：1. 辦理施工審批手續 2. 圖紙會審 3. 施工方案編制 4. 焊接工藝評定及制定焊接工藝指導書 5. 施工人員資格審查 6. 技術交底 77、.施工機具及計量器具準備 8. 現場平面布置 9.隨機技術資料審查 10.零部件清點及質量復驗護板安裝鋼架組裝及吊裝4.研究步驟及創新工藝我們課題組通過總結、分析以往鍋爐的安裝技術、大型鋼結構的安裝找正和傳動設備假想軸的找正經驗,采取了用經緯儀一次確定假想基準面找正法，減少了借助鋼架找正產生的積累誤差，達到提高堿爐各個部件找正速度和精度。假想基準面找正法：即采用經緯儀定位安裝基準線：因為鍋爐鋼架總計六部分,共有14層操作平臺，爐膛6根立柱的垂直度最大偏差為15mm，找正時依據主柱找正,將造成較大的積累誤差且效率低。為此設定了兩個理想的基準面，橫向基準面距鍋爐前252mm，縱向基準面為爐膛中心，8、分別叫作橫向00面和縱向00面,具體做法：定位出這兩個面在0m層的交線,用經緯儀將此線投放在各層平臺上,做上永久標記,每層平臺上的線稱為0-0線，堿爐各部件均將此線為基準進行找正。該施工方法減少了借助鋼架找正產生的積累誤差，找正快,精度高，效率高，與同類型鍋爐找正相比,節約15天時間。通過塔吊、卷揚機、滑車組組合吊裝工藝與大吊車吊裝方案的比較，我們克服了場地狹小、大吊車無法進場站位的困難，縮短了工期，同時節約了機械臺班費。采用塔吊，在鍋爐基礎上分片組對鋼架,利用鋼架，采用卷揚機滑車組，45傾斜吊汽包，汽包單體重量46T，汽包安裝標高為+50.7m。主吊采用8T卷揚機和50T滑車組、副吊采用5T9、卷揚機和32T滑車組，共4套滑車組將其吊裝就位.該工藝成熟，施工熟練，安全平穩可靠，節約200噸大吊車的費用。利用反變形原理,采用多吊點吊裝，主吊點采用塔吊，其他吊點采用卷揚機和配套滑車吊裝，使省煤器、管束、膜式水冷壁、過熱器部件在吊裝中垂直部件的平面受力彎矩為零，同時采用特制專用卡具以減少局部面彎變形,同時采用特制專用卡具，在吊裝中沿部件長度方向多設吊點，分布均勻，減少了側變形。這種的吊裝方法可因地制宜，適用性強，在鍋爐部件吊裝中應優先考慮.我們成立焊接攻關QC小組,解決了爐管焊組對質量、障礙焊以及復合管焊接問題。在公司總工和技術開發部的指導下，由公司焊接中心實驗室的大力支持下，在正式焊接爐10、管前,我們主要開展以下幾點工作:首先對焊接材料進行復驗,共計制作70組試件,用于現場模擬試驗,共同做出滿足1204tds/d堿爐焊接要求的10項焊接工藝評定。其次，加強焊工的培訓，針對“品”字型爐頂管進行障礙焊模擬試驗，同時對膜式壁對口、雙組雙人對稱焊接進行模擬焊接。復合管模擬試驗要求更嚴，首先在公司實驗室進行，通過單坡口和獨立坡口焊接比較，選定了獨立坡口型式，要求焊工焊前進行摸擬考試，試件經外觀檢查和X射線探傷合格后，垂直于焊縫，將試件剖開，焊縫斷面用強酸腐蝕，肉眼檢查，在復合層與碳鋼層之間有一條清晰的分界線，經焊接專家評定合格后，焊工方可在爐管上正式焊接。經過專家篩選，選定4名焊工擔任復合11、管焊接工作。我們課題小組總結出以下堿爐焊接新工藝要點：爐頂管困難位置的焊接處理將鰭片切開約500800mm，焊接部位的管距用自制工具夾及鑿子鑿開管間距約30mm，使“品”字型爐頂管間距形成弧形，焊后透視合格重新復位.同時采用由兩名焊工上下密切配合，采用內填絲法施焊，即一人在管外側操作焊炬，另一人通過管口間隙從管內側填充焊絲，完成焊接操作。使仰點根部氬弧焊打底焊接成型好，確保根部焊接質量.如下圖示爐頂管焊接示意圖. 13mma. 原爐頂管同一端面焊口排列圖： 爐頂管原施焊圖b。 切開鰭片,鑿開間距后的爐頂管管口端面弧形示意圖:30mm切開鰭片、鑿開間距后弧型示意圖c。 受熱面爐管焊口排列緊密，焊12、接操作空間小，采用由兩名焊工上下配合施焊。如下圖： 上部焊工向坡口間隙內伸填焊絲 下部焊工用氬弧焊槍隨沿填焊絲熔化根部的打底焊接圖2 膜式壁組對圖d。 對氬弧焊機原配套的氬弧焊炬進行改進堿爐使用新型空冷式PNE11-400型氬弧焊機，通過我們施工現場實用性的技術改進，使之操作范圍大。噴嘴的改裝使焊炬細而長，既增強了噴嘴氬氣外噴的挺度，對高空施焊起到很好的氬氣保護作用.又是解決了受熱面管相距很近的施焊操作難度。氬弧焊把線的改裝加長(15米）,增大了高空焊接操作面，使用靈活，方便運用性強等優點。改變了從前焊槍施焊離焊機太近（5米）短距離操作不便等缺點。 平行雙向對稱組對，循序調整間隙工藝膜式壁管屏13、組對 爐管采用膜式壁結構組對時，既要保證每道焊口錯邊量不超標，又要保證每道焊口的組對間隙符合要求;片膜式壁管屏要求每道焊口對口間隙控制在1。53mm。點固時，由于焊接收縮,經常出現間隙抵死現象,或者是由于管端平齊度相差，出現個別管子組對間隙過大現象。組對難度相當大并且單人全周焊接無法進行；管屏管管間距為14。5mm，焊縫處僅留出40mm的鰭片未密封，焊接空間小，施焊難度大。通過模擬試驗總結采取如下可靠措施：a.組對前每片膜式壁的端部修磨整齊,組對時，將專用工具固定在裝配孔上，用調整螺栓調整片與片之間的整體間隙。見圖2所示：b。管與管的錯口用楔子調整，必要時，可切割膜式壁的鰭片，增大調整余量,管14、間鰭片可切開2.53mm間隙，長度根據調整量大小而定。,調整時管屏內外兩側均需人監測.c。受熱面管子對口時,間隙應均勻，內壁平齊，錯口不應超過壁厚的10%,且不大于1mm。作業時膜式壁內外均派人監測，避免單面監測造成的另一方面錯邊量失控.d。點固前，管端內外1015mm處,應清除油垢和鐵銹，直至露出金屬光澤。e。點固時,每片膜式壁均從兩端向中間對稱點焊，應首先點固間隙小的焊口，間隙較大者可暫時不點焊,由于點焊時,對口間隙會不斷收縮，隨著點焊的不斷進行，其間隙收縮到規定的范圍內,再點固,點固時每道焊口必須雙面點固，點焊點冷卻后，方可拆除楔子等調整工具。雙組雙人對稱互補焊接技術膜式壁管屏管與管之間15、間距為14。5mm,焊口處僅留出40mm的空間未密封，焊接空間小，焊接位置差,針對這種密集管排結構,采用雙組雙人對稱焊接，兩焊工分別位于膜式壁管屏兩側, 在每道焊口的組對位置引弧，焊接方向一致，焊接位置相互對應,收弧于另一焊工的引弧點.兩焊工技能水平應相當，焊接電流、焊接電壓、焊接速度力求一致。兩名焊工里外配合焊接，避免了焊工爬進爬出爐膛次數，減少了勞動強度，提高了焊接速度。復合管焊接復合管的焊接若焊接材料選擇不當或焊接參數不對時，焊縫易被嚴重稀釋，形成馬氏體淬硬組織。鉻鎳強烈滲入碳鋼基層面引起嚴重脆化，并產生裂紋。高溫下碳的擴散，在復合層側交界區形成高 硬度的富碳層,產生脆性組織，使焊接接頭16、塑性下降也使焊接接頭的耐蝕性下降。 復合管采用分層獨立坡口,碳鋼層用手工鎢極氬弧焊，復合層用手工電弧焊堆焊技術。圖3焊接位置圖內側碳鋼層采用手工鎢極氬弧焊，焊接時操作方便容易,又避免對復合層造成損傷。焊接質量高,內部清潔度高，表面成型好,焊口表面無需再處理即可進行復合層焊接。復合層焊接采用堆焊工藝,在焊件表面獲得具有耐蝕性能的熔敷金屬。采用手工電弧焊堆焊，其優點：設備簡單，操作靈活；采用低電壓、小電流、快焊速,大大降低熔深，減少稀釋率和合金元素的燒損。 焊接參數(1) 一般管坡口形式見圖4及參數見表6ab圖4 管壁坡口形式p表6方法ab（mm）p（mm）氬電聯焊3003501311.5氬弧焊317、00350120。51 （2） 復合管坡口形式見圖5、圖6及焊接工藝參數見表7、表86.532.5170337.51.52管壁碳鋼層焊縫D1234管壁不銹鋼層圖5 復合管的碳鋼層與復合管的不銹鋼層焊接a 復合管管壁焊縫坡口尺寸b復合管剖面焊縫焊接 表7焊道焊接方法焊材及規格電 流（A)電 壓（V）焊 速cm/min12手工鎢極氬弧焊ER80SG 2.090-12012184846手工電弧焊E309L162.450-8018-226-10b復合管剖面焊縫焊接12456管壁碳鋼層管壁不銹鋼層D6.532.5170337.51.52圖6 復合管的不銹鋼層與復合管的不銹鋼層焊接焊縫a 復合管管壁焊縫坡18、口尺寸 表8焊道焊接方法焊材及規格電流（A)電壓（V）焊速cm/min13手工鎢極氬弧焊ER80SG2.090-12010-184-84手工電弧焊E309L16 2。450-8018-22510其他改進措施:a采用新機具：購置六臺北京時代逆變氬弧焊機和10臺專用內磨機,在同等焊接條件下,提高了引弧和收弧時的焊接質量。 還購買了一臺四川杰特機器有限公司出品的3DY750-SM電動試壓泵，縮短了試壓時間。b在進行爐膛下部水冷壁安裝時，利用設計的爐膛檢修平臺,將爐膛內作業分成兩個空間，使交叉作業在完全可控狀態下進行施工,作業面可安全的同時鋪開.同時、級過熱器安裝，改為進行平行交叉作業。5實施效果:我19、們課題小組研制的新工藝：假想基準面找正法；反變形組合吊裝工藝；“品”字型爐頂管內填絲法焊接工藝、循序調整間隙組對、雙組雙人對稱互補焊接工藝，復合管焊接單坡口改為獨立坡口工藝等幾個方面創新成果，成功地在1204tds/d堿爐中的應用推廣,取得了良好的效果。安裝質量滿足了奧斯龍技術標準和國家規程、規范要求，工期、質量、成本目標都確保實現。爐本體焊接后尺寸偏差滿足了奧斯龍技術標準汽包I、II級省煤器、鍋爐管束及爐膛檢驗尺寸見表9： 表9項 目偏差名稱偏差量mm允許偏差mm汽 包縱向中心線+45橫向中心線05水平度12標 高+15I級省煤器縱向中心線-25橫向中心線05組件對角線68II級省煤器縱向中20、心線-35橫向中心線15鍋爐管束縱向中心線45橫向中心線05組件對角線310爐 膛縱向坐標偏差-25橫向坐標偏差45爐頂對角線610爐底對角線210中部對角線(max）510爐受熱面管接頭探傷檢驗情況鍋爐本體受熱面管對接焊縫均為100RT檢驗，按GB332387射線評定標準,II級為合格.堿爐鍋爐本體受熱管焊接為12793個達因，焊口數為5283道，合金鋼焊口占60%,經2001年11月15日最終透片統計，共拍片14892張，一次合格率達98.7%,其中I級片率達73。3。復合管焊接以良好的施工工藝,合理地焊接措施，創造了一次焊接合格率100%。2001年12月28日試壓一次成功。照堿爐烘爐、化學清洗、72小時試運行一次過關，于2002年7月3日一次投料成功。1204tds/d堿爐施工質量受到業主和齊魯監理工程公司的高度評價，先進合理的施工方法使工期比計劃提前58天，節約價值超過765800元，為公司創造良好的經濟效益.6推廣應用前景1204tds/d堿爐施工工藝在國內同行業施工中處于領先地位，適應強，經濟效益顯著,具有很好的推廣應用價值，可在堿爐、類似結構的中小型電站鍋爐及其它工業鍋爐安裝、修理、改造中顯示很強的優越性和技術上的先進性。