浅谈凝汽器安装及预防措施

浅谈凝汽器安装及预防措施

刘占斌黄小南赵秀菊

中国电建集团青海工程有限公司青海西宁810006

摘要：火力发电厂凝汽器无论是基本工序还是基本结构都大同小异，因此在安装中出现的问题也类同，所以对以往的施工经验进行积累及总结，优化组合方案，合理安排工序，改进施工工艺，提高施工技术水平，缩短工期，减少发生成本，保证安装质量。在组合安装中，隔板安装及找正、冷却管胀切焊是凝汽器的关键工序，此工序的安装质量直接影响机组的经济运行。由此，在上述工序中对施工的工艺、存在的问题、预防措施进行总结。

关键词：凝汽器；隔板；胀切焊；问题；措施

引言

国电某热电公司2×330MW机组热电工程2#机组凝汽器为N—21750型、单背压、单壳体，对分双流程，表面式；采用二次冷却供水方式冷却，空冷区选用φ25×0.7的2060根，主冷却区选用φ25×0.5的20416根不锈钢管；冷却面积达21750m2，管板由δ=3.5mm（材质TP304）和δ=35mm（材质Q235-B）复合制造而成；整台凝汽器座落在4只固定和4只滑动支座，通过排气接管（带不锈钢膨胀节）低压缸排气口连接。凝汽器主要作用是在汽轮机的排汽口建立一个稳定的负压，增加汽轮机中蒸汽的可用焓降，以提高汽轮机热效率；其次，是回收工质进行循环使用。由于凝汽器体积庞大，受运输条件的限制，其以散件形式运输到施工现场，必须在现场进行组合安装。表面式凝汽器在火电厂广泛应用，虽然型式多样，但其主体结构基本相同，现场安装时出现的问题基本类似。

一、凝汽器安装施工工序

凝汽器组合方式有两种，一是在厂房A排外组合，二是凝汽器基础就地组合，根据现场实际情况不同，采用方式也各异，我们采用第二种组合方式，其基本工序如下：

组合平台搭设→基础凿毛、垫铁配置→设备清点、检查、领用→壳体底板组合安装及找正→壳体侧板组合、安装→端板、隔板组合、安装→空冷区包壳安装→接颈组合→接颈与壳体组合焊接→组合低压加热器穿装→隔板调整→抽气管段预存→不锈钢管穿装、胀管、焊接→膨胀节安装→凝汽器与低压缸连接→附件安装→汽侧灌水试验凝汽器组合安装主要工作量为焊接，其主要质量控制就是防止焊接变形，也是最不易控制的焊接变形，因此在凝汽器组合安装的每一步施工工序中严格控制质量标准及工艺要求，减少凝汽器焊接变形过大导致的大量返工。

二、安装过程中存在的问题及解决办法

1、壳体组合安装时容易发生变形

后果：影响下一工序及整体安装质量

原因分析：

（1）凝汽器壳体吊装时受力不均；

（2）倒运至设备库或现场时，壳体下方未垫平、垫实；

（3）焊接变形（主因）；

壳体是凝汽器的主要组件，用钢板焊接而成。钢板在吊装、运输、倒运等情况易发生变形，对此采取的相应措施：

（1）当设备运至设备库或组合现场时，壳体应垫平、垫实，起吊点应绑扎在壳体结构结实部位，起吊平稳，防止发生永久变形。

（2）安装技术员对焊工进行焊接技术交底，强调采取凝汽器壳体焊接不变形的方法，在焊接的同时，调整好尺寸，采取用［12槽钢或倒链进行加固，为保证焊接质量，必须进行渗油实验。

（3）焊接时要派专人监视壳体变形，当变形大于3mm时，停止焊接，查找原因，用大锤锤击焊缝消除应力，等恢复后继续焊接。

（4）对变形部件采用火焰加热后进行热态处理，校平、校直后，焊上临时筋板加固。

2、管、隔板孔清理效果不能一次性满足安装要求

后果：焊接效果不佳

原因分析：

（1）清理人员质量意识薄弱；

（2）清理方法陈旧；（主因）

采取措施及新工艺：

（1）安装技术人员技术交底到位；

（2）采用喷砂清理的新工艺；

3、隔板找正误差大

后果：穿管费时费力

原因分析：

（1）隔板支撑管垂直度、同心度偏差大

（2）支撑管焊接应力变形过大

（3）隔板垂直度偏差

（4）管孔同心度检查方法有误

（5）隔板吊装顺序错误

隔板支撑管的焊接及找中心对隔板找中心影响很大，因此，对这一工序要严格控制质量。采取措施及方法如下：

（1）根据底板放线时划出的支撑管位置，用拉钢丝法进行隔板支撑管的安装定位（侧板上的隔板加固支撑管可用线锤找正），保证所有支撑管在同一直线上，每个支撑管间距依据图纸确定，支撑管应先点焊在底板和侧板上，然后检查其数量、位置是否正确，横竖是否在一条线上，是否与底板垂直等，待全部检查完毕确认无误后进行对称焊接；焊接时应注意焊接顺序，防止焊接变形，影响支撑管垂直度进一步影响隔板的就位找正。隔板支撑管与底板连接焊缝焊接顺序如图1-1所示。

图1-1隔板支撑管焊接

（2）隔板左右对称布置，首先检查隔板编号，编号位于隔板上下端面，装配时按编号及正反面顺序进行，如部件编号不清楚时，按图纸进行核对，确保隔板正确安装；隔板安装前先进行喷砂处理。将所有隔板分别按图纸吊进各自的安装位置，上端用加工的临时调整螺栓固定，安装前对每一道隔板都要进行检查孔的画线，并且有不少于四个检查孔的明显标志，每个孔的位置在每道隔板上是一一对应的。

（3）制做及布置钢丝定位系统，在每列隔板的对应管板上的相同位置找5个点，分别为四角各一点，中心一点，布置钢丝、定位件及配重，其中钢丝为φ0.50mm，配重10kg。在找正的过程中需进行隔板的垂直度及局部变形度的检查及调整，要求隔板的垂度为1mm/m，局部变形度为≤3㎜。调整隔板时，先调整隔板间距，可用自制连接杆进行限位，中间隔板距离的偏差为±2㎜；再粗调隔板的上、下、左、右位置。然后调整垂直度。

（4）调整隔板与管板孔同心度，要求隔板孔中心与两端管板相对应的

管孔中心的不同心度不大于3mm。注意第n级隔板有一定的垂弧；第n-1、n+1级隔板有一定的垂弧；第n-2、n+2级隔板有一定的垂弧；第n-3、n+3级隔板有一定的垂弧；第n-4、n+4级隔板有0.6mm的垂弧，其余各级垂弧因弧值小可忽略。隔板的上下调整可用千斤顶进行微调，左右可用倒链进行调整。隔板中心验收合格后，将隔板间的临时连接杆拆除。

4、胀切焊接工艺及预防措施

后果：影响凝汽器安全稳定经济运行

原因：隔板找正偏差大

采取措施及方法：冷却管由前管板至后管板向上倾斜，穿、胀、焊管的主要顺序为：冷却管质量的检查鉴定→冷却管试胀→凝汽器内部及管孔清理→穿管→胀、切管→不锈钢焊接→灌水试验，为保证密封性能，不锈钢管安装采用先胀后密封焊的施工工艺，采用此工艺相当于上了双保险，更能保证优良的密封性。

图1-2胀管器结构图

采用新工艺：施工中胀、切、焊工具选用合肥亿讯产品（数字显示、无级调控），为掌握HY系列单头数控电动胀管机和直边胀管器的性能，在正式胀管前，应进行试胀工作.对试样（试胀管板、换热管）进行检查、比较、观察，其胀口应平滑光洁，无裂纹和显著的切痕。通过制造厂提供的小复合管板进行反复试验，最后推荐采用三槽或五槽直筒胀管器效果较好（如图1-2），胀口不易出现卷边，而五槽比三槽更省力，因此根据现场实际情况采用五槽最佳。

图1-3切管工具

在进行切管时，管子从管板一边胀好后再从另一端进行切管。在专用KY-1型快速内切管器时，快速内切管器刀头用合金刀头（如图1-3）。切管后管头应保留0.2mm～0.4mm。当管口不合适，用削平器对管头进行削平时，管口易出现卷边、毛刺缺陷，此工序不合格必将直接影响焊接质量及外观工艺。人工修理管头卷边、毛刺，工作量大且繁琐。针对此种情况，一是尽量减小削平量，在第一道切管工序时将管头伸出量控制在0.5～0.6mm最为适宜，此为关键；二是可对削平器进行改进，将调节套筒内径车大1～1.5mm，刀头长度也要随之加大，这样可有效降低在管子椭圆或削平器晃动的情况下因刀头长度长度不够而引起的卷边、毛刺缺陷。

在凝汽器不锈钢焊接中采用EWA306型全自动脉冲钨极氩弧焊机，采用不添焊丝的方式。调整焊接参数，并在试板上进行模拟焊接。

为防止焊接过程中的不锈钢复合板产生变形，焊接时应采用Z型跳焊法。

三、总结

在凝汽器安装时，采用直接在低压缸下方凝汽器基础上进行就地组合法，安装隔板时，直接进行分块吊装，此方法既节约大量组合材料，又大大减少组合施工人员。

采用喷砂法，比以往的隔板孔清理采用纱布电钻（将纱布缠在电钻），或管板孔专用钢丝刷清理，清理的效果比后两者非常明显并且满足安装要求，还大大降低成本、减少环境污染并加快施工进度。

在胀管时采用合肥亿训HY-1电动数控胀管机及五珠直筒胀管器，在冷却管焊接时用全自动脉冲钨极氩弧焊机，采用不添焊丝的方式，自熔成型。采用新工艺后，其外观成型好，比手工焊接效率大大提高，质量也明显提高，不但减少工期，还降低成本；为保证汽轮机组一次启动成功及提前发电，创造更多的经济和社会效益。

参考文献：

[1]DL5011-92《电力建设施工及验收技术规范汽轮机机组篇》

[2]上海电气电站设备有限公司上海电站辅机厂图纸及设备说明书