前言

由于公共供電設施不完善，一些非洲水泥廠選擇建設配套電廠來保證生產穩定。例如尼日利亞最大的兩家水泥生產商Dangote和BUA集團，為其各主要水泥生產基地配備了燃氣輪機發電廠和燃煤鍋爐/蒸汽輪機發電廠。近幾年，由于天然氣發電成本較高，新建電廠業主多數選擇燃煤鍋爐/蒸汽輪機發電廠，如DangoteOkpella水泥廠配套電廠為2x30 MW燃煤鍋爐/蒸汽輪機機組（DangoteOkpella和Gboko水泥廠配套電廠均為印度Thermax公司設計及供貨）；DangoteGboko水泥廠也新增了一條30 MW燃煤鍋爐/蒸汽輪機機組，以替代廠內的柴油發電機組。

為全面落實“節約、清潔、安全”的能源戰略方針，中國政府宣布將停止在海外建設燃煤發電廠。由于印度公司的配套電廠報價較低，因此未來非洲區域的新建或擴建的配套燃煤電廠市場將大概率由印度公司獲得。筆者參與了印度thermax公司設計及供貨的Gboko30MW燃煤鍋爐/蒸汽輪機機組的土建及安裝施工，現將一些安裝施工經驗進行分享。

1.1 懸吊式鍋爐

（1）水冷壁，包括前、后、左、右四組水冷壁（見圖1），每組分別由4〜8片預焊成型的水冷管組成。水冷壁安裝的第一步工作就是將分片地面組對、焊接，需要將分片和水冷壁上集箱組裝成整體（根據現場的吊裝能力選擇整體或部分組對），分片組裝前應進行空氣吹掃及通球試驗，確保管道內無堵塞；組裝完成后，應將水冷壁側鋼梁全部或部分安裝，以減少焊接及吊裝過程中的形變；水冷壁管道焊接前應復核相關尺寸，確保符合要求；應采取措施，減少水冷壁在起吊時的彎曲，可采用加固、多機臺吊等方式。

（2）底部蒸發器組，分為左右兩側，每側由4組蒸發器預制段組成（見圖2）。安裝時蒸發器上集箱與水冷壁管排底口連接，同時蒸發器上、下集箱與其相鄰的蒸發器連接，安裝時應確保集箱的標高、直線度、水平度符合要求，否則將影響后續管道安裝。

（3）初級過熱器、次級過熱器，過熱器盤管為散件到場，需要現場吊入并組對。安裝過熱器盤管之前應先安裝過熱器集箱，確保其標高、水平度以及和汽包的相對位置尺寸符合要求；先安裝初級過熱器盤管，自水冷壁一側開始安裝，一共68片；確保過熱器垂直安裝，同時應保證盤管至爐頂間隙約100mm，至后水冷壁的垂直距離約200mm（僅初級過熱器），以滿足熱膨脹間隙需要；過熱器盤管進、出管的材質不一樣，焊接時應選擇正確的焊材；過熱器盤管安裝之前應水平放置，進行通球試驗。

（4）鍋爐汽包、臥式超級過熱器、對流管束，均為部件整體到場，安裝時應控制好集箱標高、水平、相對位置尺寸。

（5）省煤器，省煤器盤管為散件到貨，殼體需現場組對。和初級、次級過熱盤管一樣，省煤器盤管安裝前也需在地面做通球試驗，盤管以懸吊的形式自上至下安裝，每片由上、中、下3段組成，然后中間向兩側安裝各片，組對時應保證盤管的幾何尺寸；省煤器殼體組對成整體時，應保證殼體內部勁板和盤管的相對位置尺寸，否則盤管在熱態時可能和勁板碰撞；省煤器殼體上部和下部的材質不一致，應注意區分，焊接時應選用正確的焊材。

（6）鍋爐組成管道，包括上升管道、下降管道、主蒸汽管道等。鍋爐組成管道均為預制管，每條管道在出廠時就預制成了分段，減少了現場焊接工作量；鍋爐至汽輪機房等鍋爐車間以外的管道為非預制管，需要現場配管；上升管道、下降管道等預制管道需要自開始的集箱組對至結束的集箱，尺寸檢查無誤后，才能焊接，因此需要大量的1~31倒鏈、短吊帶做臨時固定，需提前準備。

（7）空氣預熱器模組（3臺），整體到貨不需要現場組對，安裝時需注意地腳螺栓的熱膨脹方向。

電廠管道安裝及焊接的要求較高，是電廠安裝施工的重要分部工程。管道按材質簡單劃分為：P15E等級:SA335P91.SA182F91、SA213T91等；P5A等級：SA182F22、SA213T22、SA335P22、10CrMo9等；P4、P3、P1等級。其中P15E管道的安裝焊接要求最高，且要求100%射線探傷。其中P15E 管道安裝技術要點如下：

（1）安裝前，應明確管道的規格、材質符合圖紙，以免錯用。

（2）根據圖紙尺寸進行下料，不允許采用氣割、等離子切割的方式切割管道（避免切割面硬化），應采用切割片切割。

（3）按圖紙尺寸制作管道、管件坡口，坡口可采用機械加工或打磨的方式制作（見圖3）。

（4）管道預組對時應使用組對工具，確保組對精度，同時不允許在焊縫位置點焊，應采用搭接板進行臨時固定，搭接板以及點焊的焊條材質應與管道材質一致。

（5）管道焊接:①根據管徑大小選擇全氮焊（W DN50）或氮弧焊打底/手工電弧焊蓋面（＞DN50），焊接時應選用正確的焊材，焊條應按規定溫度和時間進行烘干并置于通電的保溫桶內備用，施焊作業區應采取可靠的避風、避雨措施（空氣濕度過大不宜進行焊接），焊工應持證上崗并通過了試焊檢查。

②焊接前應對焊縫內部充氮，可采用薄板密封焊縫兩端（或采用可溶紙+漿糊內部密封），密封位置距離焊縫的距離不宜過近，以免被燙壞，在密封板上開孔接氣管充氮或直接自焊縫位置充氮，然后用耐熱紙膠帶纏繞密封焊縫位置，打底焊完成可停止充氮，見圖4。

③將管道用電加熱器預熱至200℃（不允許明火烘烤），然后開始歳弧焊打底（過程中保持預熱200℃），進行打底焊時焊工應采用強光手電筒檢查管道內焊縫的外觀質量，打底焊完成經目視檢查合格后，開始進行手工電弧焊蓋面；每一層焊縫完成時均應進行目視焊接質量檢查，直至焊接完成，焊接過程中應采用測溫槍檢查焊接層間溫度（不超過350℃）。

④蓋面焊完成后，將焊縫用硅酸鋁纖維棉/毯包裹，將加熱器溫度設置為350℃/保溫2h（消氫、消焊接應力等），然后再升溫至750℃±20℃并保溫2h （冶金），再逐步冷卻至常溫，加熱和冷卻每lh的溫度變化不能超過100℃。

按要求對管道進行射線探傷，對有缺陷的焊縫返修應符合設計單位的標準。

（6）管道安裝過程資料歸檔。過程資料包括：管道母材、焊材的材質規格確認、管道坡口制作及組對驗收報告、焊接工藝卡、熱處理設備自動打印的溫度曲線記錄單、RT射線探傷報告等。過程資料是管道焊接質量控制的重要手段，印度Thermax工程師尤其看重這些證據文件，因此自管道安裝開始前應共同確認資料格式，避免后期扯皮。

筆者自2011年從事水泥廠安裝施工管理，2021年首次涉及火電廠安裝，由于經驗不足，在前期的工作中有很多疏漏。以材料機具為例，相比較水泥廠安裝，電廠安裝有很大的不同，下面做簡單介紹。

（1）焊材：電廠安裝需要很多特殊焊材，如ER NICR-3、ER90S-B9氮弧焊絲，E9015-B9焊條等，焊材采購數量應根據焊縫的規格和數量準備，并考慮足夠的富余量；同時焊條應考慮采購多種規格，如Φ2.5、Φ3.2、Φ4mm等，Φ2.5mm焊條用于打底焊之后的首層蓋面（首層蓋面電流不宜較大，以免灼傷打底層），Φ4mm可用于中間層的填充，Φ3.2mm焊條用于最后一層蓋面，焊縫成形更美觀。

（2）倒鏈、吊帶：由于管道只能在整條路徑（集箱到集箱）組對完成后才能開始焊接，因此需要大量的臨時吊具，尤其是1~2t的倒鏈，根據Gboko電廠的實際經驗，1t/2t倒鏈、短吊帶需要各準備100付左右。

（3）熱處理設備:需要準備帶自動打印溫度曲線的熱處理設備一套，以及適配各種管徑的加熱繩、履帶式加熱板一套；溫度傳感器易損壞應多備一些；熱處理保溫用的硅酸鋁纖維毯應準備（耐熱1200℃），不能用巖棉替代（耐熱溫度不夠）。

（4）其他的材料、機具:如生漆片，加酒精調配成液體，用于管道坡口防銹，雨季施工尤其需要；水溶紙，用于管道內部充氮的密封；手持式電動坡口機，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、各種過熱盤管坡口制作過程中，相比較打磨，有效的提高了效率。

綜上所述，Thermax的小型鍋爐組成設備較少，部分為整體到貨，不需要現場組對，相對而言結構較為簡單，安裝整體難度不大。但熱力系統管道的組成結構較為復雜，管道的組對、焊接、熱處理技術要求更高。因此在對此類管道進行安裝時，必須保證嚴格遵循技術要求，同時做好過程資料收集，這樣才能保證鍋爐系統的安裝質量。

作者：母冬冬，左清文，黃長明，陳靜

所屬：蘇州中材建設有限公司

來源：《水泥工程》

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