M701F燃機立式余熱鍋爐安裝

陳金國

（中海福建燃氣發電有限公司，福建 莆田 351100）

0 引言

莆田燃氣電廠4套350MW級的燃氣－蒸汽聯合循環機組立式余熱鍋爐，采用立式、三壓再熱、無補燃自然循環9F級余熱鍋爐，產生高、中、低壓蒸汽和再熱蒸汽，露天布置。余熱鍋爐供應商為無錫華光鍋爐股份有限公司，鋼架采用輕型鋼結構；受熱面采用模塊化設計供貨。模塊沿著燃氣輪機排出的煙氣流向被分成垂直方向的（4層）和水平方向的（3層）共12個模塊，每組模塊垂直方向由4個不同的模塊通過連接板銷軸連在一起。模塊的外形規格尺寸小于爐膛內部凈空，模塊通過吊掛裝置懸吊在余熱鍋爐鋼架頂部熱梁的吊架上，模塊采用層疊式布置在爐膛內，每個模塊之間通過爐前或爐后水平聯箱形成回路。

1 立式余熱鍋爐參數

該立式余熱鍋爐為三壓再熱、無補燃，其設計的蒸汽參數如表1。

表1 立式余熱鍋爐主要參數

整臺余熱鍋爐總重量約為3200t，主要包括鋼結構、模塊、管道、汽包等部件。管道按ASTM的標準進行設計，規格從Φ38mm×2.6mm～Φ558.8mm×22.23mm不等。

2 余熱鍋爐安裝技術方案

2.1 鋼結構安裝

鍋爐鋼結構立柱分3段到貨，采用150t履帶吊從爐前到爐后逐件分層吊裝的方法，每層鋼結構吊裝完畢后，進行找正、驗收、螺栓緊固。由于立柱每段之間是采用焊接形式進行連接，所以為了確保鋼架整體垂直度在規范要求范圍內，在地面組合立柱過程中先確保組合架的平整度。主體鋼構在安裝完成后進行模塊兩側護板的預就位[1]。

2.2 模塊安裝

模塊吊裝采用200t液壓平板運輸車將每組模塊從上到下的順序依次運輸至爐底，利用預先布置在爐頂熱梁上的8臺GYT-100的液壓提升裝置分組進行吊裝，每組模塊吊裝采用依次從一側到另一側的順序進行。每組模塊尺寸和重量數值如表2所示。

表2 每組模塊尺寸和重量數值

做好吊裝前的準備工作后，第一組的第一層模塊運輸至余熱鍋爐爐后，拆除運輸加固架，最上層集箱加固吊架不拆，作為下面集箱臨時吊掛用。通過8臺液壓提升裝置鋼索下錨頭與第一組第一層模塊管板上的吊裝孔相連接，調整鋼索受力均勻后同時啟動液壓提升裝置，將模塊提升至第二層模塊能運輸進去的高度后，通過每層模塊之間的連接板及銷軸依次將下一層的模塊連接，并通過液壓提升裝置提升，重復以上步驟將第三層、第四層模塊分別與第二層、第三層模塊連接，后調整8臺液壓提升裝置受力均勻后，將第一組模塊整體垂直提升到安裝高度，將吊掛裝置與鋼架頂部熱梁上的吊架通過銷軸連接，通過調整熱梁與吊架之間的墊片數量，使模塊就位到安裝標高。

后拆除8個連接銷軸與連接件，將8個臨時支撐結構和液壓提升裝置依次移至中間位置，為防止后續模塊提升過程與就位模塊之間的管板碰撞，液壓提升裝置的中心與模塊中心向外平移50mm；即第二組和第三組模塊吊裝時由于吊點偏移就位中心線50mm，同時須在8個液壓提升裝置加8組滑道用作整體模塊平移；重復第一組模塊吊裝步驟，直至模塊到達就位標高。使用水平液壓千斤頂將8組提升架依次向模塊中心方向整體平移50mm，將吊掛裝置與鋼架頂部熱梁上的吊架通過銷軸連接。

調整好第二組模塊的就位標高后，重復第二組模塊吊裝步驟，直至模塊安裝至就位標高。

2.3 汽包安裝

汽包布置在爐頂37.3m汽包層，其中中、低壓汽包并排布置于爐前，高壓汽包布置于爐后。各汽包相關參數見表3。

表3 各汽包相關參數

汽包吊裝使用250t履帶吊直接吊裝就位，高壓汽包吊裝時，吊車布置在爐后，中、低壓汽包時，吊車布置在爐右側，直接吊裝就位。

2.4 余熱鍋爐水壓試驗

水壓試驗分6個系統進行單獨試壓，即高中低壓系統各分2個系統進行。為了確保水壓試驗的一次成功，水壓試驗前做壓力為0.49 MPa的氣壓試驗，氣壓試驗合格之后對水壓試驗臨時管路用除鹽水進行沖洗，沖洗合格后水壓試驗。每臺余熱鍋爐水壓試驗持續時間一般3～5天。

2.4.1 高壓系統

高壓部分一路是從高壓給水泵出口管路、高中壓給水連接管、高壓省煤器1和2、高壓省煤器2出口集箱一直到高壓給水的進口隔離閥和旁路，包括了高壓主蒸汽減溫器管到減溫器進口法蘭及系統內疏水和放空管路至二次門。該系統設計壓力：17.9MPa，試驗壓力：26.85 MPa。系統上水和升壓均從高壓省煤器出口管道后疏水管道進行上水和升壓。另一路從高壓給水進口的隔離閥和旁路一直到高壓汽包、高壓蒸發器循環管、高壓蒸發器、高壓飽和蒸汽管、高壓過熱器1和2、高壓過熱器連接管、高壓主蒸汽出口管道及系統內疏水和放空管路至二次門。該系統設計壓力：12.3MPa，試驗壓力：18.45 MPa，系統上水和升壓均從高壓主蒸汽疏水管道進行上水和升壓。

2.4.2 中壓系統

中壓部分一路從中壓給水泵出口最小流量閥直到中壓省煤器進口集箱的管路、高中壓給水泵連接管路、中壓省煤器、中壓省煤器出口集箱直到中壓給水調節閥后隔離閥和它的旁路系統的中壓給水管路、再熱器的減溫器管路直到減溫器的進口法蘭及系統內疏水和放空管路至二次門。該系統設計壓力：6.9MPa ，試驗壓力：10.35 MPa，系統上水和升壓均從中壓省煤器出口管道的疏水管道進行上水和升壓。另一路從隔離閥和旁路閥到中壓汽包、中壓蒸發器、中壓飽和蒸汽管路、中壓過熱器、中壓過熱器出口管、再熱器進口管（冷再熱管一端加臨時端蓋）、再熱器1和2、再熱器間連接管路、再熱器1出口集箱到減溫器進口法蘭、熱再熱蒸汽管出口管道及系統內疏水和放空管路至二次門。該系統設計壓力：4.4MPa，試驗壓力：6.6 MPa，系統上水和升壓均從中壓主蒸汽到冷再熱管道的疏水管道進行上水和升壓。

2.4.3 低壓系統

低壓部分一路從鍋爐凝結水上水管道出口管經三通閥及冷凝水旁路管、預熱器入口管道、預熱器：、預熱器引出管直至低壓給水隔離閥、旁路隔離閥以及低壓給水管隔離閥、預熱器再循環管及系統內疏水和放空管路至二次門。該系統設計設計壓力：3.3MPa ，試驗壓力：4.95 MPa，系統上水和升壓均從預熱器出口管道的疏水管道進行上水和升壓。另一路從中壓給水泵最小流量出口至低壓汽包、高壓給水泵最小流量管路出口至低壓汽包、低壓給水管（從低壓給水隔離閥以及旁路上行至低壓汽包）、低壓汽包、低壓蒸發器循環管路、低壓蒸發器、低壓飽和蒸汽管路、低壓過熱器、低壓主蒸汽管、中壓泵進水管、高壓泵進水管從低壓汽包至高壓給水泵過濾器進口法蘭、輔助蒸汽管路及系統內疏水和放空管路至二次門。該系統設計壓力：1.3 MPa ，試驗壓力：1.95 MPa ，系統上水和升壓均從低壓蒸發器下降管的疏水管道進行上水和升壓。

水壓試驗完成后放水水質pH控制在7左右，后通過臨時管道排放到廢水池中再次加入藥品進行中和。

2.5 余熱鍋爐化學清洗

該余熱鍋爐化學清洗采用堿洗的工藝方式，主要考慮到蒸發器的管壁比較薄，若采用酸類介質進行化學清洗難控制酸類介質在管道內流速和最終的殘留物多少。為了保證動力設備正常運行和安全，采用以磷酸三鈉和聯氨為主要堿洗介質，主要作用是除去鍋爐設備系統在生產制造、運輸、安裝過程中殘留的油污、油脂、鐵銹、焊渣、污垢等有害物質。該堿洗系統范圍為低壓汽包、中壓汽包、高壓汽包以及各級相關蒸發器。各系統的主要流程如下：1）高壓蒸發器清洗回路。除鹽水管路→溶藥箱→循環清洗泵→高壓蒸發器進口疏水管路→高壓汽包→緊急放水管→回液母管→溶藥箱。2）中壓蒸發器清洗回路。除鹽水管路→溶藥箱→循環清洗泵→中壓蒸發器進口疏水管路→中壓汽包→緊急放水管→回液母管→溶藥箱。3）低壓蒸發器清洗回路。除鹽水管路→溶藥箱→循環清洗泵→低壓蒸發器進口疏水管路→低壓汽包→緊急放水管→回液母管→溶藥箱。

堿洗的步驟：首先用除鹽水，通過循環清洗泵對高中低壓堿洗回路沖洗直至出水澄清，停止沖洗，整個回路的沖洗大致耗時2 天。為了達到堿洗效果，在堿洗時從啟動鍋爐引一路輔助蒸汽對堿洗溶藥箱內已配制好的溶液加熱到80℃后，開啟循環清洗泵，按高中低壓系統分系統單獨進行各系統堿洗回路，通過控制循環清洗泵出口閥門和再循環閥開度，從而達到控制溶液在回路中的流速的目的，穩定循環8h～12h后，在溶藥箱內多次取樣測試堿度、磷酸鹽和溶解的二氧化硅濃度，直至溶藥箱中檢驗不到游離油為止，從除鹽水沖洗結束開始算，整個回路的堿洗持續1.5天。

廢液的排放，將鍋爐沖洗水堿洗液通過臨時管道排放到化水區的廢水池中，利用中和的方式將廢液的pH值控制在7左右，然后再進行排放，以保護環境。

2.6 余熱鍋爐吹管

按照《火電工程啟動調試規定》規定，在汽機第—次進汽之前，必須對鍋爐過熱器、再熱器、主蒸汽管道等主要熱力管道進行蒸汽沖管，以徹底清除受熱面和熱力管道內的各種雜質。

2.6.1 吹管參數要求

高 壓 過 熱 器 參 數 為 汽 壓（3.0MPa～4.5MPa），汽 溫（300℃～350℃）。中壓過熱器參數為汽壓（1.0MPa～2.0MPa），汽溫（200℃～250℃）。再熱器參數為汽壓（3.0MPa～3.5MPa），汽溫（300℃～350℃）。低壓過熱器參數為汽壓（0.2MPa～0.25MPa），汽溫（180℃～200℃）。

2.6.2 吹管方案和流程

整個吹管過程包括鍋爐過熱器、再熱器所有受熱面、主蒸汽管道、冷段、熱段再熱蒸汽管道、旁路管道等。高中壓及再熱系統分2個階段進行降壓吹掃：第一階段高壓系統及中壓過熱器單獨進行蒸汽吹掃；第二階段高壓過熱器、高壓旁路、中壓過熱器、再熱器串聯吹掃。低壓系統第一、二階段均是單獨進行降壓吹掃。

2.6.2.1 第一階段高中低壓系統吹管流程

高壓部分：高壓汽包→高壓過熱器→高壓主蒸汽管→高壓主汽門→臨時管→臨控門→臨時管→靶板→臨時管→消音器。

中壓部分：中壓汽包→中壓過熱器→臨時管→臨控門→臨時管→靶板→臨時管→消音器。

低壓部分：低壓汽包→低壓過熱器→低壓主蒸汽管→低壓主汽門→臨時管→臨控門→臨時管→靶板→臨時管→消音器。

2.6.2.2 第二階段吹管流程

高壓系統、再熱系統、中壓系統采取串并在一起進行，前期是高壓系統和再熱器系統串吹，從高壓過熱器產生的蒸汽，經高壓主汽管、高壓主汽門、臨時隔斷門、冷再管道、再熱器、過熱器、熱再熱管道后，匯入臨時管道至消音器；中壓過熱器產生的中壓蒸汽，經中壓主汽管道、中壓主汽門、根據原設定中壓過熱器吹管壓力參數值，與高壓和再熱系統交替。當高壓、再熱與中壓交替吹管到后期，利用高壓過熱器產生蒸汽，經高壓主汽管對中壓旁路進行串并吹掃。這種設計的吹管流程對所有的蒸汽管道都能吹掃干凈，不存在有盲端。連續流程如圖1和圖2所示。

圖1 高壓系統、再熱系統、中壓系統串吹流程圖

圖2 中壓旁路在第二階段流程圖

2.6.3 吹管步驟

當高壓汽包壓力到2.0MPa～3.0MPa，中壓汽包壓力升到0.5MPa～1.5MPa，低壓汽包壓力到0.3MPa～0.5MPa時，打開臨控門，進行試吹，確認條件具備后正式開始吹管。

2.6.3.1 第一階段

高壓主蒸汽吹掃，在蒸汽壓力在3.0MPa，溫度約在300℃，打開主蒸汽出口臨控門進行吹掃，高壓主蒸汽鋁靶板數量和大小驗收合格。

中壓過熱器吹掃，在蒸汽蒸汽壓力在1.8MPa，溫度約在230℃，打開主蒸汽出口臨控門進行吹掃，中壓主蒸汽鋁靶板數量和大小驗收合格。

低壓過熱器吹掃，在蒸汽蒸汽壓力在0.4MPa，溫度約在180℃，打開主蒸汽出口臨控門進行吹掃，低壓主蒸汽鋁靶板數量和大小驗收合格。

2.6.3.2 第二階段

高壓主蒸汽和再熱器串吹，蒸汽壓力約為3.5MPa，溫度約為300℃，打開臨控門吹掃，直至鋁靶板上的靶點數量和大小驗收合格為止。

中壓過熱器吹掃，蒸汽壓力約為2.0MPa，溫度約為250℃，打開臨控門吹掃，直至鋁靶板上的靶點數量和大小驗收合格為止。

低壓過熱器吹掃，蒸汽壓力約為0.5MPa，溫度約為200℃，打開臨控門吹掃，直至鋁靶板上的靶點數量和大小驗收合格為止。

第一階段吹管次數大致在200次左右就達到合格，第二階段吹管次數除了高壓吹管次數（約250次）多于第一階段，中壓和低壓系統吹管次數大致在170次就達到合格。

2.7 安全閥調整試驗

機組首次整套啟動期間，對鍋爐汽包、過熱器及再熱器的安全閥進行熱態整定工作，使誤差在允許的偏差范圍以內防止鍋爐超壓，確保機組今后的安全運行。

2.7.1 安全閥整定的步驟

第一步調校：低壓汽包安全閥→低壓過熱器安全閥。第二步調校：中壓汽包安全閥→中壓過熱器安全閥→再熱器安全閥。

第三步調校：高壓汽包安全閥→高壓過熱器安全閥。

2.7.2 安全閥整定方法

安全閥調校采用液壓助跳校核完成，最后選擇同一系統最低起座值的安全閥進行實跳復核。

3 總結

利用液壓提升裝置吊裝模塊，由于每層模塊在廠內組裝完成，運輸至現場后，采用液壓提升裝置吊裝模塊，該方法與大型吊車吊裝相比，成本費用低，工期短且安全性高。模塊吊裝就位后，各層模塊間留有800mm～1200mm的水平空間，模塊間管道的安裝焊接完成后再就位模塊四周的護板，這樣無須搭設腳手架作業平臺和增加模塊間聯通管道安裝焊接作業空間，提高了焊口的質量。不足之處在于模塊外部連接管道安裝前，未認真對安裝前管道進行清潔度把關，導致在首臺機組吹管階段持續時間長。