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[摘 要]循环流化床锅炉旋风分离器结构独特及安装位置复杂，本文对安装期间暴露出的问题进行分析研究，通过改进施工工具和优化施工方法，使此类设备安装安全质量得到保证，经实践投产后参数优良，形成有推广价值的安装技术。
[关键词]循环流化床锅炉;旋风分离器;组合安装;工艺流程;控制重点
[中图分类号]TM621.2 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2021）01–00–02
Research on Installation Technology of Cyclone Separator in
Circulating Fluidized Bed Boiler
Sun Feng-qun
[Abstract]The cyclone separator of circulating fluidized bed boiler has unique structure and complex installation position. This paper analyzes and studies the problems exposed during the installation period， improves the construction tools and optimizes the construction methods， so as to ensure the safety and quality of the installation of such equipment， and has excellent parameters after putting into operation， forming an installation technology with popularization value.
[Keywords]circulating fluidized bed boiler; cyclone separator; combined installation; process flow; key control points
1 工程概况
枣矿田陈富源2×35万kW煤矸石综合利用项目锅炉为超临界参数、变压直流炉、循环流化床燃烧方式、固态排渣、一次再热、平衡通风、露天布置、全钢构架结构。
锅炉在炉膛与尾部竖井之间，在B2至B8柱、K-C至K-D柱之间布置了3台旋风分离器。3个旋风分离器入口烟道，将炉膛的后墙烟气出口与旋风分离器连接。炉膛后墙出口烟窗与旋风分离器入口烟道通过非金属膨胀节相接。经旋风分离器气固分离后，烟气及轻颗粒进入旋风分离器出口烟道后进入后竖井;粗颗粒落入直接与旋风分离器相连接”U”阀回料器立管。旋风分离器为膜式包墙过热器结构，其顶部与底部均与环形集箱相连，墙壁管子在顶部向内弯曲，使得在旋风分离器管子和烟气出口圆筒之间形成密封结构。
旋风分离器分为旋风分离器入口烟道（3件）、旋风分离器入口直段、旋风分离器直段，旋風分离器锥段（分上下两段）组成。旋风分离器内壁敷设有耐磨材料。
旋风分离器烟气出口为圆筒形钢板件，形成一个端部敞开的圆柱体，即旋风分离器中心筒。细颗粒和烟气先旋转下流至圆柱体的底部，而后向上流动离开旋风分离器。中心筒由支撑梁支撑在旋风分离器管屏上，最终通过旋风分离器环形上集箱吊耳吊挂承载在钢结构上。中心筒可以自由膨胀，中心筒出口设置非金属膨胀节和旋风分离器出口烟道护板相连。中心筒上部密封装置内分层填充绝热、保温浇注料及硅酸铝耐火纤维毡。
2 施工工艺流程及操作要点
2.1 施工工艺流程
回料装置施工流程：回料装置阀体支撑钢架画线-回料装置阀体就位-回料装置阀体组合安装-回料装置立管安装-立管上部补偿器安装-回料装置回料管安装-回料装置附件安装。
旋风分离器组合安装流程图：设备检查、编号→分离器管屏地面通球、组合→旋风分离器入口烟道吊装→旋风分离器下部锥段吊装→旋风分离器上部组件吊装→旋风分离器中心筒吊装临挂→分离器出口烟道组合、安装→旋风分离器锥段与直段管屏组件就位组合→旋风分离器中心筒安装→整体组合、密封→检查验收。
2.2 主要施工技术创新及控制要点
2.2.1 设备检查及编号
根据到货对设备进行检查，作好记录，发现缺陷及时通报，严禁私自处理。检查设备外形尺寸是否符合设计要求，内外部有无损伤。管屏要重点检查，看其有无损伤、裂纹、锈蚀、压扁，管子内部确保无杂物。按照安装顺序对其进行编号，为组合安装做好准备。
2.2.2 集箱清理
集箱要用压缩空气进行内部吹扫清理，保证集箱及管接头内部清洁，无尘土、锈皮、积水、金属余屑等杂物。内部检查中如发现质量问题必须及时上报有关主管部门。集箱清理完毕后按规程进行三级检查验收，检查验收完毕，及时用设备上的塑料封盖对管口进行封堵。
2.2.3 通球试验
管屏通球检验并做好记录。通球应采用钢球，通球压力不宜小于0.4 MPa。试验前应将钢球进行编号并严格管理，建立钢球收、发台帐，每日通球完毕后，将钢球如数上交，钢球的数量、规格、编号应与初始台帐相符，若有丢失，必须查明原因，严禁将钢球遗留在管子里。通球前，必须用压缩空气吹扫，管子内应无铁屑、无积水、无浮层、无杂物，通球时必须通知总包、监理到场旁站，通球合格后及时用塑料盖封堵以保证通球后管子的清洁，并及时填写通球签证单，分类做好通球记录，通球完毕，管排上做好标识。
2.2.4 回料装置安装
回料装置安装位置画线：设备就位前复核锅炉钢架的标高尺寸，回料装置安装在锅炉钢KC、KD列、11851.6 ～-25007.5 mm间，回料管中心距后墙水冷壁3513.6 mm，回料装置阀体底座标高为16300 mm，按图纸给出的尺寸画出3台回料装置阀体底座的安装位置线并做好安装限位。安装位置外围搭设通道平台，做好防护措施。 回料装置阀体组合安装：每台回料装置阀体分2件发货，每台回料装置阀体重量为23.5 t，分为2件供货。首先把6件回料装置阀体组件从钢架顶部贯入，就位在已经画好的安装线上，然后进行组合焊接。
回料装置立管安装：回料装置阀体组合完成后，安装回料装置立管，单件重2.345 t。首先把回料装置立管和上部补偿器在吊装前进行组合，然后从钢架顶部贯入，安装就位。安装回料装置立管下部标高为20665 mm，补偿器上部标高为25007.5 mm，就位后调整立管的垂直度，固定装置固定在22500 mm的钢梁上。
回料装置回料管安装：回料装置回料管共6路，每台回料装置有2路，每路回料管重6.917 t，吊装前每回料管分2件组合，使用卷扬机从锅炉炉底的直接吊装就位，与后墙水冷壁完成焊接。
回料装置附件安装：回料装置主体部件安装完成后，对附件（风管、加料管、测温管、测压管、导向装置及限位装置等进行安装，安装位置、焊接符合图纸要求。
2.2.5 旋风分离器安装
旋风分离器安装顺序为：下部旋风分离器锥体预存→旋风分离器吊挂装置→旋风分离器入口烟道吊挂装置→旋风分离器直段管屏与锥段管屏组合安装→旋风分离器入口烟道吊装（补偿器组合一起）→旋风分离器中心筒吊装就位→旋风分离器出口烟道→密封焊接→销钉完善。
（1）下部旋风分离器锥段管屏安装：设备检查完成后，在管排上口鳍片缝之间焊接临时吊耳。散件吊装，采用50 t平臂吊与55 t履带吊进行抬吊作业，由锅炉炉顶贯入落到就位标高，在回料装置上方采用#10槽钢做好支撑，管屏挂在上部钢梁上。
（2）旋风分离器入口烟道、出口烟道吊挂装置安装：根据旋风分离器区域顶部吊挂装置图纸（252M2512）、旋风分离器出口烟道吊挂装置（246M2514），对设备进行编号，合金部件进行光谱检验，设备在锅炉组合场进行组合，完成后由50 t平臂吊吊装就位，紧固吊杆螺栓。
（3）旋风分离器直段管屏与锥体管屏安装：在地面组合平台上把上部旋风分离器锥体与旋风分离器直段管屏进行拼装组合2件一组。吊装前对设备通球、光谱、销钉脱落情况进行检查完善。采用55 t履带吊与50 t平臂吊进行抬吊，组合件最重8072 kg。吊装最远半径为44m，最大起吊负荷为19.3 t，负荷率为41.5%。满足施工要求。地面组合拼接时由于组合件太长采用14#槽钢进行加固，避免在吊装时使其变形。为减小组合件的拼接间隙，安装前需认真检查每片管屏的尺寸，保证旋风分离器锥体上下同心度统一。没有吊板组合件吊装前在其上部水平段鳍片之间开孔，焊接临时吊耳。由锅炉炉顶贯入落到就位标高，悬挂在上部钢梁上。有吊板的组合件由锅炉炉顶贯入直接就位于吊挂装置上，穿装正式销轴。吊装完成后依次进行拼装焊接。安装时对称进行，焊接完成后，将下部锥段管屏使用链条葫芦就位，按照图纸要求尺寸，对口焊接。全部安装完成后，进行鳍片密封焊接，焊接时做好防火及设备保护措施，禁止密封焊接式咬边超标现象发生。
（4）旋风分离器中心筒，由锅炉炉顶贯入，炉左侧中心筒由锅炉KC-KD之间，B2-B5之间贯入，把旋风分离器中心筒放入旋风分离器管排内部，并懸挂在管排内部使其正式就位，补装缓装钢梁。右侧及中间吊装方式相同。
（5）旋风分离器入口烟道安装：入口烟道吊装从KC、KD板梁间旋风分离器上方灌入。每台旋风分离器布置一件入口烟道，单件入口烟道重13.5 t，由管屏和上下集箱组成。入口烟道与膨胀节组合完成后由炉顶贯入，采用4个10 t倒链接钩，吊挂装置就位。调整吊挂装置标高与旋风分离器进行组合焊接。剩余两个就位方式与此相同。
（6）旋风分离器出口烟道及膨胀节安装：分离器出口烟道地面组合视炉顶KC、KD排缓装梁空间大小来确定护板组合尺寸，吊装要按照先底部、再侧面、后顶部的顺序进行。根据50 t平臂吊工况选择组合件重量，无法组装部件散件吊装。采用50 t平臂吊由锅炉炉顶贯入，采用倒链接钩，使上部烟道找平，传入正式吊杆销轴，吊装侧面板，吊装后与上部烟道片焊接牢固方可摘钩。上下及侧面烟道吊装完毕后，安装内部支撑设备。待出口烟道安装、焊接全部完成后。旋风分离器出口烟道膨胀节，由锅炉炉顶KD/KE之间贯入，待全部施工完毕后，拆除膨胀节限位装置。
2.2.6 验收试验
旋风分离器整体组合完成后，组织验收，并参与水压试验查漏。
3 质量控制重点
（1）管屏通球必须在由质检员或技术人员在场监督时方可进行，通球后做好记录，私自通球视为无效，必须重新做通球试验。
（2）组合的管子必须采用可靠措施进行检查后确认无异物后方可进行组合。
（3）集箱清理工作必须认真进行彻底清理，并用压缩空气进行吹扫，确保内部清洁度，经检查合格后对所有管口进行可靠封闭，办理合格签证，通球、联箱检查应通知总包、监理工程师旁站确认。
（4）起吊吊耳必须由专用焊工施焊，焊后进行检查处理，确保不对管子造成损伤。
（5）对口时严禁随意切割鳍片，以免割伤管子，确实需要切割鳍片的，必须采取可靠措施，专业操作人员进行切割。
（6）对高合金钢材质的管子，安装时必须采取可靠措施，禁止用榔头或其他硬物敲击管子或用气割火焰加热，以免造成管子裂纹。
（7）受热面上所有密封及焊在管子上的铁件、门孔必须在水压试验前焊接完毕，切除所有临时铁件并打磨光滑，水压后禁止在受热面上从事任何焊接及切割作业。
（8）流化床锅炉对焊缝焊接要求严格，焊接时焊缝不要太高，焊接时注意外观成型尽量光滑、无气孔、无夹渣，焊接要一次成型，减少二次补焊。焊接后要及时打磨，打磨要求认真、仔细，不得磨伤管壁。
4 结语
本施工技术易于操作，安装效率高，安装质量可靠，通过在枣矿田陈富源2×35万kW煤矸石综合利用项目应用验证，设备安装运行稳定，减少了现场维护及消缺工作量。以上施工经验可为其他循环流化床锅炉旋风分离器安装提供借鉴和帮助。
参考文献
[1] 电力建设施工技术规范第2部分：锅炉机组：DL5190.2—2019[S].
[关键词]循环流化床锅炉;旋风分离器;组合安装;工艺流程;控制重点
[中图分类号]TM621.2 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2021）01–00–02
Research on Installation Technology of Cyclone Separator in
Circulating Fluidized Bed Boiler
Sun Feng-qun
[Abstract]The cyclone separator of circulating fluidized bed boiler has unique structure and complex installation position. This paper analyzes and studies the problems exposed during the installation period， improves the construction tools and optimizes the construction methods， so as to ensure the safety and quality of the installation of such equipment， and has excellent parameters after putting into operation， forming an installation technology with popularization value.
[Keywords]circulating fluidized bed boiler; cyclone separator; combined installation; process flow; key control points
1 工程概况
枣矿田陈富源2×35万kW煤矸石综合利用项目锅炉为超临界参数、变压直流炉、循环流化床燃烧方式、固态排渣、一次再热、平衡通风、露天布置、全钢构架结构。
锅炉在炉膛与尾部竖井之间，在B2至B8柱、K-C至K-D柱之间布置了3台旋风分离器。3个旋风分离器入口烟道，将炉膛的后墙烟气出口与旋风分离器连接。炉膛后墙出口烟窗与旋风分离器入口烟道通过非金属膨胀节相接。经旋风分离器气固分离后，烟气及轻颗粒进入旋风分离器出口烟道后进入后竖井;粗颗粒落入直接与旋风分离器相连接”U”阀回料器立管。旋风分离器为膜式包墙过热器结构，其顶部与底部均与环形集箱相连，墙壁管子在顶部向内弯曲，使得在旋风分离器管子和烟气出口圆筒之间形成密封结构。
旋风分离器分为旋风分离器入口烟道（3件）、旋风分离器入口直段、旋风分离器直段，旋風分离器锥段（分上下两段）组成。旋风分离器内壁敷设有耐磨材料。
旋风分离器烟气出口为圆筒形钢板件，形成一个端部敞开的圆柱体，即旋风分离器中心筒。细颗粒和烟气先旋转下流至圆柱体的底部，而后向上流动离开旋风分离器。中心筒由支撑梁支撑在旋风分离器管屏上，最终通过旋风分离器环形上集箱吊耳吊挂承载在钢结构上。中心筒可以自由膨胀，中心筒出口设置非金属膨胀节和旋风分离器出口烟道护板相连。中心筒上部密封装置内分层填充绝热、保温浇注料及硅酸铝耐火纤维毡。
2 施工工艺流程及操作要点
2.1 施工工艺流程
回料装置施工流程：回料装置阀体支撑钢架画线-回料装置阀体就位-回料装置阀体组合安装-回料装置立管安装-立管上部补偿器安装-回料装置回料管安装-回料装置附件安装。
旋风分离器组合安装流程图：设备检查、编号→分离器管屏地面通球、组合→旋风分离器入口烟道吊装→旋风分离器下部锥段吊装→旋风分离器上部组件吊装→旋风分离器中心筒吊装临挂→分离器出口烟道组合、安装→旋风分离器锥段与直段管屏组件就位组合→旋风分离器中心筒安装→整体组合、密封→检查验收。
2.2 主要施工技术创新及控制要点
2.2.1 设备检查及编号
根据到货对设备进行检查，作好记录，发现缺陷及时通报，严禁私自处理。检查设备外形尺寸是否符合设计要求，内外部有无损伤。管屏要重点检查，看其有无损伤、裂纹、锈蚀、压扁，管子内部确保无杂物。按照安装顺序对其进行编号，为组合安装做好准备。
2.2.2 集箱清理
集箱要用压缩空气进行内部吹扫清理，保证集箱及管接头内部清洁，无尘土、锈皮、积水、金属余屑等杂物。内部检查中如发现质量问题必须及时上报有关主管部门。集箱清理完毕后按规程进行三级检查验收，检查验收完毕，及时用设备上的塑料封盖对管口进行封堵。
2.2.3 通球试验
管屏通球检验并做好记录。通球应采用钢球，通球压力不宜小于0.4 MPa。试验前应将钢球进行编号并严格管理，建立钢球收、发台帐，每日通球完毕后，将钢球如数上交，钢球的数量、规格、编号应与初始台帐相符，若有丢失，必须查明原因，严禁将钢球遗留在管子里。通球前，必须用压缩空气吹扫，管子内应无铁屑、无积水、无浮层、无杂物，通球时必须通知总包、监理到场旁站，通球合格后及时用塑料盖封堵以保证通球后管子的清洁，并及时填写通球签证单，分类做好通球记录，通球完毕，管排上做好标识。
2.2.4 回料装置安装
回料装置安装位置画线：设备就位前复核锅炉钢架的标高尺寸，回料装置安装在锅炉钢KC、KD列、11851.6 ～-25007.5 mm间，回料管中心距后墙水冷壁3513.6 mm，回料装置阀体底座标高为16300 mm，按图纸给出的尺寸画出3台回料装置阀体底座的安装位置线并做好安装限位。安装位置外围搭设通道平台，做好防护措施。 回料装置阀体组合安装：每台回料装置阀体分2件发货，每台回料装置阀体重量为23.5 t，分为2件供货。首先把6件回料装置阀体组件从钢架顶部贯入，就位在已经画好的安装线上，然后进行组合焊接。
回料装置立管安装：回料装置阀体组合完成后，安装回料装置立管，单件重2.345 t。首先把回料装置立管和上部补偿器在吊装前进行组合，然后从钢架顶部贯入，安装就位。安装回料装置立管下部标高为20665 mm，补偿器上部标高为25007.5 mm，就位后调整立管的垂直度，固定装置固定在22500 mm的钢梁上。
回料装置回料管安装：回料装置回料管共6路，每台回料装置有2路，每路回料管重6.917 t，吊装前每回料管分2件组合，使用卷扬机从锅炉炉底的直接吊装就位，与后墙水冷壁完成焊接。
回料装置附件安装：回料装置主体部件安装完成后，对附件（风管、加料管、测温管、测压管、导向装置及限位装置等进行安装，安装位置、焊接符合图纸要求。
2.2.5 旋风分离器安装
旋风分离器安装顺序为：下部旋风分离器锥体预存→旋风分离器吊挂装置→旋风分离器入口烟道吊挂装置→旋风分离器直段管屏与锥段管屏组合安装→旋风分离器入口烟道吊装（补偿器组合一起）→旋风分离器中心筒吊装就位→旋风分离器出口烟道→密封焊接→销钉完善。
（1）下部旋风分离器锥段管屏安装：设备检查完成后，在管排上口鳍片缝之间焊接临时吊耳。散件吊装，采用50 t平臂吊与55 t履带吊进行抬吊作业，由锅炉炉顶贯入落到就位标高，在回料装置上方采用#10槽钢做好支撑，管屏挂在上部钢梁上。
（2）旋风分离器入口烟道、出口烟道吊挂装置安装：根据旋风分离器区域顶部吊挂装置图纸（252M2512）、旋风分离器出口烟道吊挂装置（246M2514），对设备进行编号，合金部件进行光谱检验，设备在锅炉组合场进行组合，完成后由50 t平臂吊吊装就位，紧固吊杆螺栓。
（3）旋风分离器直段管屏与锥体管屏安装：在地面组合平台上把上部旋风分离器锥体与旋风分离器直段管屏进行拼装组合2件一组。吊装前对设备通球、光谱、销钉脱落情况进行检查完善。采用55 t履带吊与50 t平臂吊进行抬吊，组合件最重8072 kg。吊装最远半径为44m，最大起吊负荷为19.3 t，负荷率为41.5%。满足施工要求。地面组合拼接时由于组合件太长采用14#槽钢进行加固，避免在吊装时使其变形。为减小组合件的拼接间隙，安装前需认真检查每片管屏的尺寸，保证旋风分离器锥体上下同心度统一。没有吊板组合件吊装前在其上部水平段鳍片之间开孔，焊接临时吊耳。由锅炉炉顶贯入落到就位标高，悬挂在上部钢梁上。有吊板的组合件由锅炉炉顶贯入直接就位于吊挂装置上，穿装正式销轴。吊装完成后依次进行拼装焊接。安装时对称进行，焊接完成后，将下部锥段管屏使用链条葫芦就位，按照图纸要求尺寸，对口焊接。全部安装完成后，进行鳍片密封焊接，焊接时做好防火及设备保护措施，禁止密封焊接式咬边超标现象发生。
（4）旋风分离器中心筒，由锅炉炉顶贯入，炉左侧中心筒由锅炉KC-KD之间，B2-B5之间贯入，把旋风分离器中心筒放入旋风分离器管排内部，并懸挂在管排内部使其正式就位，补装缓装钢梁。右侧及中间吊装方式相同。
（5）旋风分离器入口烟道安装：入口烟道吊装从KC、KD板梁间旋风分离器上方灌入。每台旋风分离器布置一件入口烟道，单件入口烟道重13.5 t，由管屏和上下集箱组成。入口烟道与膨胀节组合完成后由炉顶贯入，采用4个10 t倒链接钩，吊挂装置就位。调整吊挂装置标高与旋风分离器进行组合焊接。剩余两个就位方式与此相同。
（6）旋风分离器出口烟道及膨胀节安装：分离器出口烟道地面组合视炉顶KC、KD排缓装梁空间大小来确定护板组合尺寸，吊装要按照先底部、再侧面、后顶部的顺序进行。根据50 t平臂吊工况选择组合件重量，无法组装部件散件吊装。采用50 t平臂吊由锅炉炉顶贯入，采用倒链接钩，使上部烟道找平，传入正式吊杆销轴，吊装侧面板，吊装后与上部烟道片焊接牢固方可摘钩。上下及侧面烟道吊装完毕后，安装内部支撑设备。待出口烟道安装、焊接全部完成后。旋风分离器出口烟道膨胀节，由锅炉炉顶KD/KE之间贯入，待全部施工完毕后，拆除膨胀节限位装置。
2.2.6 验收试验
旋风分离器整体组合完成后，组织验收，并参与水压试验查漏。
3 质量控制重点
（1）管屏通球必须在由质检员或技术人员在场监督时方可进行，通球后做好记录，私自通球视为无效，必须重新做通球试验。
（2）组合的管子必须采用可靠措施进行检查后确认无异物后方可进行组合。
（3）集箱清理工作必须认真进行彻底清理，并用压缩空气进行吹扫，确保内部清洁度，经检查合格后对所有管口进行可靠封闭，办理合格签证，通球、联箱检查应通知总包、监理工程师旁站确认。
（4）起吊吊耳必须由专用焊工施焊，焊后进行检查处理，确保不对管子造成损伤。
（5）对口时严禁随意切割鳍片，以免割伤管子，确实需要切割鳍片的，必须采取可靠措施，专业操作人员进行切割。
（6）对高合金钢材质的管子，安装时必须采取可靠措施，禁止用榔头或其他硬物敲击管子或用气割火焰加热，以免造成管子裂纹。
（7）受热面上所有密封及焊在管子上的铁件、门孔必须在水压试验前焊接完毕，切除所有临时铁件并打磨光滑，水压后禁止在受热面上从事任何焊接及切割作业。
（8）流化床锅炉对焊缝焊接要求严格，焊接时焊缝不要太高，焊接时注意外观成型尽量光滑、无气孔、无夹渣，焊接要一次成型，减少二次补焊。焊接后要及时打磨，打磨要求认真、仔细，不得磨伤管壁。
4 结语
本施工技术易于操作，安装效率高，安装质量可靠，通过在枣矿田陈富源2×35万kW煤矸石综合利用项目应用验证，设备安装运行稳定，减少了现场维护及消缺工作量。以上施工经验可为其他循环流化床锅炉旋风分离器安装提供借鉴和帮助。
参考文献
[1] 电力建设施工技术规范第2部分：锅炉机组：DL5190.2—2019[S].