锅炉运行主要技术参数：技术丨浅谈Thermax30MW燃煤电厂锅炉安装

前言

由于公共供电设施不完善，一些非洲水泥厂选择建设配套电厂来保证生产稳定。例如尼日利亚最大的两家水泥生产商Dangote和BUA集团，为其各主要水泥生产基地配备了燃气轮机发电厂和燃煤锅炉/蒸汽轮机发电厂。近几年，由于天然气发电成本较高，新建电厂业主多数选择燃煤锅炉/蒸汽轮机发电厂，如DangoteOkpella水泥厂配套电厂为2x30 MW燃煤锅炉/蒸汽轮机机组（DangoteOkpella和Gboko水泥厂配套电厂均为印度Thermax公司设计及供货）；DangoteGboko水泥厂也新增了一条30 MW燃煤锅炉/蒸汽轮机机组，以替代厂内的柴油发电机组。

为全面落实“节约、清洁、安全”的能源战略方针，中国政府宣布将停止在海外建设燃煤发电厂。由于印度公司的配套电厂报价较低，因此未来非洲区域的新建或扩建的配套燃煤电厂市场将大概率由印度公司获得。笔者参与了印度thermax公司设计及供货的Gboko30MW燃煤锅炉/蒸汽轮机机组的土建及安装施工，现将一些安装施工经验进行分享。

01

Thermax小型锅炉的主要设备组成及安装技术要点

1.1 悬吊式锅炉

（1）水冷壁，包括前、后、左、右四组水冷壁（见图1），每组分别由4〜8片预焊成型的水冷管组成。水冷壁安装的第一步工作就是将分片地面组对、焊接，需要将分片和水冷壁上集箱组装成整体（根据现场的吊装能力选择整体或部分组对），分片组装前应进行空气吹扫及通球试验，确保管道内无堵塞；组装完成后，应将水冷壁侧钢梁全部或部分安装，以减少焊接及吊装过程中的形变；水冷壁管道焊接前应复核相关尺寸，确保符合要求；应采取措施，减少水冷壁在起吊时的弯曲，可采用加固、多机台吊等方式。

（2）底部蒸发器组，分为左右两侧，每侧由4组蒸发器预制段组成（见图2）。安装时蒸发器上集箱与水冷壁管排底口连接，同时蒸发器上、下集箱与其相邻的蒸发器连接，安装时应确保集箱的标高、直线度、水平度符合要求，否则将影响后续管道安装。

（3）初级过热器、次级过热器，过热器盘管为散件到场，需要现场吊入并组对。安装过热器盘管之前应先安装过热器集箱，确保其标高、水平度以及和汽包的相对位置尺寸符合要求；先安装初级过热器盘管，自水冷壁一侧开始安装，一共68片；确保过热器垂直安装，同时应保证盘管至炉顶间隙约100mm，至后水冷壁的垂直距离约200mm（仅初级过热器），以满足热膨胀间隙需要；过热器盘管进、出管的材质不一样，焊接时应选择正确的焊材；过热器盘管安装之前应水平放置，进行通球试验。

（4）锅炉汽包、卧式超级过热器、对流管束，均为部件整体到场，安装时应控制好集箱标高、水平、相对位置尺寸。

（5）省煤器，省煤器盘管为散件到货，壳体需现场组对。和初级、次级过热盘管一样，省煤器盘管安装前也需在地面做通球试验，盘管以悬吊的形式自上至下安装，每片由上、中、下3段组成，然后中间向两侧安装各片，组对时应保证盘管的几何尺寸；省煤器壳体组对成整体时，应保证壳体内部劲板和盘管的相对位置尺寸，否则盘管在热态时可能和劲板碰撞；省煤器壳体上部和下部的材质不一致，应注意区分，焊接时应选用正确的焊材。

（6）锅炉组成管道，包括上升管道、下降管道、主蒸汽管道等。锅炉组成管道均为预制管，每条管道在出厂时就预制成了分段，减少了现场焊接工作量；锅炉至汽轮机房等锅炉车间以外的管道为非预制管，需要现场配管；上升管道、下降管道等预制管道需要自开始的集箱组对至结束的集箱，尺寸检查无误后，才能焊接，因此需要大量的1~31倒链、短吊带做临时固定，需提前准备。

（7）空气预热器模组（3台），整体到货不需要现场组对，安装时需注意地脚螺栓的热膨胀方向。

02

电厂管道安装及焊接的技术要点

电厂管道安装及焊接的要求较高，是电厂安装施工的重要分部工程。管道按材质简单划分为：P15E等级:SA335P91.SA182F91、SA213T91等；P5A等级：SA182F22、SA213T22、SA335P22、10CrMo9等；P4、P3、P1等级。其中P15E管道的安装焊接要求最高，且要求100%射线探伤。其中P15E 管道安装技术要点如下：

（1）安装前，应明确管道的规格、材质符合图纸，以免错用。

（2）根据图纸尺寸进行下料，不允许采用气割、等离子切割的方式切割管道（避免切割面硬化），应采用切割片切割。

（3）按图纸尺寸制作管道、管件坡口，坡口可采用机械加工或打磨的方式制作（见图3）。

（4）管道预组对时应使用组对工具，确保组对精度，同时不允许在焊缝位置点焊，应采用搭接板进行临时固定，搭接板以及点焊的焊条材质应与管道材质一致。

（5）管道焊接:①根据管径大小选择全氮焊（W DN50）或氮弧焊打底/手工电弧焊盖面（＞DN50），焊接时应选用正确的焊材，焊条应按规定温度和时间进行烘干并置于通电的保温桶内备用，施焊作业区应采取可靠的避风、避雨措施（空气湿度过大不宜进行焊接），焊工应持证上岗并通过了试焊检查。

②焊接前应对焊缝内部充氮，可采用薄板密封焊缝两端（或采用可溶纸 浆糊内部密封），密封位置距离焊缝的距离不宜过近，以免被烫坏，在密封板上开孔接气管充氮或直接自焊缝位置充氮，然后用耐热纸胶带缠绕密封焊缝位置，打底焊完成可停止充氮，见图4。

③将管道用电加热器预热至200℃（不允许明火烘烤），然后开始歳弧焊打底（过程中保持预热200℃），进行打底焊时焊工应采用强光手电筒检查管道内焊缝的外观质量，打底焊完成经目视检查合格后，开始进行手工电弧焊盖面；每一层焊缝完成时均应进行目视焊接质量检查，直至焊接完成，焊接过程中应采用测温枪检查焊接层间温度（不超过350℃）。

④盖面焊完成后，将焊缝用硅酸铝纤维棉/毯包裹，将加热器温度设置为350℃/保温2h（消氢、消焊接应力等），然后再升温至750℃±20℃并保温2h （冶金），再逐步冷却至常温，加热和冷却每lh的温度变化不能超过100℃。

按要求对管道进行射线探伤，对有缺陷的焊缝返修应符合设计单位的标准。

（6）管道安装过程资料归档。过程资料包括：管道母材、焊材的材质规格确认、管道坡口制作及组对验收报告、焊接工艺卡、热处理设备自动打印的温度曲线记录单、RT射线探伤报告等。过程资料是管道焊接质量控制的重要手段，印度Thermax工程师尤其看重这些证据文件，因此自管道安装开始前应共同确认资料格式，避免后期扯皮。

03

一些材料机具方面的经验

笔者自2011年从事水泥厂安装施工管理，2021年首次涉及火电厂安装，由于经验不足，在前期的工作中有很多疏漏。以材料机具为例，相比较水泥厂安装，电厂安装有很大的不同，下面做简单介绍。

（1）焊材：电厂安装需要很多特殊焊材，如ER NICR-3、ER90S-B9氮弧焊丝，E9015-B9焊条等，焊材采购数量应根据焊缝的规格和数量准备，并考虑足够的富余量；同时焊条应考虑采购多种规格，如Φ2.5、Φ3.2、Φ4mm等，Φ2.5mm焊条用于打底焊之后的首层盖面（首层盖面电流不宜较大，以免灼伤打底层），Φ4mm可用于中间层的填充，Φ3.2mm焊条用于最后一层盖面，焊缝成形更美观。

（2）倒链、吊带：由于管道只能在整条路径（集箱到集箱）组对完成后才能开始焊接，因此需要大量的临时吊具，尤其是1~2t的倒链，根据Gboko电厂的实际经验，1t/2t倒链、短吊带需要各准备100付左右。

（3）热处理设备:需要准备带自动打印温度曲线的热处理设备一套，以及适配各种管径的加热绳、履带式加热板一套；温度传感器易损坏应多备一些；热处理保温用的硅酸铝纤维毯应准备（耐热1200℃），不能用岩棉替代（耐热温度不够）。

（4）其他的材料、机具:如生漆片，加酒精调配成液体，用于管道坡口防锈，雨季施工尤其需要；水溶纸，用于管道内部充氮的密封；手持式电动坡口机，用于2英寸（1英寸=2.54cm）及以下的管道坡口制作，在水冷壁管排坡口制作、各种过热盘管坡口制作过程中，相比较打磨，有效的提高了效率。

04

结语

综上所述，Thermax的小型锅炉组成设备较少，部分为整体到货，不需要现场组对，相对而言结构较为简单，安装整体难度不大。但热力系统管道的组成结构较为复杂，管道的组对、焊接、热处理技术要求更高。因此在对此类管道进行安装时，必须保证严格遵循技术要求，同时做好过程资料收集，这样才能保证锅炉系统的安装质量。

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