湿法脱硫吸收塔安装过程控制

湿法脱硫吸收塔安装过程控制

摘要: 为了保证火力发电厂湿法脱硫吸收塔内部结构件和外部连接管道安装质量,阐述了烟气脱硫工程吸收塔施工过程中垂直度、各定位尺寸及焊接变形的有效控制过程,保证了吸收塔的安装质量,延长了吸收塔的使用寿命。

关键词: 脱硫吸收塔;质量控制;安装

湿法脱硫的吸收塔罐体通常由底梁、底板、罐体、塔顶、进出口烟道及内部支撑等组成,材质全部为Q235B。考虑到烟气处理后对吸收塔的腐蚀性,罐体及内部结构件在安装、打磨结束后要进行全面衬胶处理,烟气进口段短节内衬材质多为不锈钢板,罐体根据设计布置多道环形加强筋,塔顶为锥段法兰接口。为保证吸收塔与塔外进出口烟道、工艺管道的正确连接及罐体自身的力学要求,在吸收塔施工安装过程中,如何通过有效的安装和焊接工艺来控制、减少安装过程中的误差和变形,保证吸收塔各部的几何尺寸及垂直度显得尤为重要。

1.底梁和底板安装过程的控制

1.1底梁的安装(以植筋螺栓固定底梁的吸收塔为例)

底梁采用3次浇灌的方式完成。首先对土建基础进行检查(内容包括基础的纵横中心线、水平度、标高、预埋地脚螺栓位置、环形底梁剪力件预埋孔位置等),确认各项尺寸符合

要求后,将环形底梁放置于基础临时组合支架上进行找正对接。在找正时,应以吸收塔纵横中心线为基准,找好环形底梁的相对位置,测量其直径及椭圆度符合规范要求后进行焊接,然后进行剪力件的焊接,焊后应检查环形底梁平整度及椭圆度偏差不超过5 mm,超过偏差的部位必须进行校正,最后安装在规定的标高处。

在次梁安装时,根据次梁的布置图在基础表面划出次梁安装中心线,确定植筋螺栓的位置,再钻孔植筋、安放垫铁,然后通过三层不同厚度调整垫板将垫铁调整到同一标高(偏差为±2 mm),各层垫板之间用点焊固定。当植筋强度满足规定的要求时,旋紧螺母固定垫铁,将各道次梁放置于安装位置,在找正相互之间的间距及水平度后进行拼接。在焊接完成并验收合格后,可以进行二次灌浆,环形底梁下用H一40或GROuTc高度无收缩灌浆料,次梁下灌浆料为C30细石混凝土。

1.2底板安装的控制

吸收塔底板是塔内受水压最大的地方,也是受浆液扰动最大的地方,底板厚度又相对较薄,因此控制好底板的安装误差和焊接变形引起的底板“局部隆起”(即底板与二次灌浆层间间隙过大,底板受力后产生较大变形,会引起防腐层破裂、剥落)是底板安装的一个重点。

底梁二次灌浆完成后,需进行复核,对误差超出标准的局部应用水磨石机进行处理,整个基础平面度不超过3mm。验收

合格后,底板按照编号放入相应位置,各板间留出规定间隙,并在各块板中部放置重物控制变形。为消除由温差(夏季时阳光能直射的施工现场地表早晚温差能达到40℃以上)导致的热胀冷缩引起的偏差,底板的点焊固定及焊接工作应安排在一天中气温较高的时段进行。

1.3底梁和底板的焊接变形控制

1.3.1底梁的焊接控制

在环形底梁及次梁焊接时,各道焊口在焊接前要预留出反变形量(可在正式焊接前进行试焊确定,一般比水平面高出8～10mm以防止焊接折扣现象,要求各道焊口均为60°V型对接坡口,对口间隙为3 mm,每条焊缝不能一次填满,应分层焊接。然后,将底梁、次梁下缘与垫铁接触的角焊缝焊接,角焊缝高度为10mm为保证次梁与环形梁底之间不产生过大的拉伸应力而造成环形底梁椭圆度超标,环形底梁与次梁之间的焊缝应最后焊接。在所有焊口焊接完成后,均要打磨光滑并与母材平齐,环形底梁焊缝需要进行100%超声波检查。

1.3.2底板的焊接控制

在底板焊接时,应特别注意焊接顺序,防止产生过大的焊接变形,要求平整度(局部隆起)≤3mm。焊接原则是先焊接横向焊缝,再焊接纵向焊缝,并从中间依次向外焊接。焊接顺序如图1所示。

纵向焊缝:⑻→⑼→⑽→⑾→⑿→⒀→⒁

为减少焊接高温引起的变形,宜选取焊接温度较低的二氧化碳气体保护焊进行底板的焊接。各底板之间的对接焊口为V型坡口,要求对口间隙为3～5mm,施焊时要焊透并与底梁同时焊接在一起;焊接结束后,应对底板进行10%超声波检查,Ⅱ级为合格;对焊口进行100%着色检查,I级为合格。

2.罐体和罐顶的安装控制

2.1简体和罐顶的组合安装

吸收塔筒体在组合平台上进行每层简体组合时,要求组合平台整体平整度≤2 mm,平台加固应牢固可靠。组合平台搭设完毕后,在平台上划线并焊限位点(尺寸误差为±1 mm)。

2.1.1吸收塔筒体组合几何尺寸控制

吸收塔设备由制造厂加工成片状半成品部件运到现场后,经检查验收合格才能进行施工。吸收塔筒体组合在吸收塔组合平台上进行,组合前为有效控制单层筒体的尺寸误差,需先在组合平台上用槽钢制作一个拆分的筒体内模,筒体组合时将每一片半成品按编号紧密贴靠到内模上,将拼缝点焊牢固后即可进行焊接,每层筒体的竖向焊缝仅焊到距边缘200mm处,以便于对接焊口时调整。焊接完成后进行测量,内容包括周长、直径、垂直度、筒体上面水平度,要求:随圆度(直径)

2.1.2吸收塔筒体安装控制

吸收塔简体安装应由下至上顺序进行。吸收塔第一层要在底板上进行组合,其余各层均在组合平台上进行。每层简体组合完毕后,经测量符合要求,再吊至筒体上进行安装。筒体安装工序包括对口、测量、点焊、测量、焊接再测量、内壁打磨、着色检查。测量内容包括直径、垂直度、简体上平面水平度和壳体中心偏移。

测量标准为:椭圆度(直径)±l‰;上下两层内周长偏差<6mm;上下口水平度<1.5mm;垂直度

2.1.3吸收塔内部管道及梁安装的控制

湿法脱硫吸收塔内部管道及梁主要包括:扰动管、氧化空气分隔管、喷淋母管及除雾器梁。这些部件在吸收塔安装中所占的工作量较小,往往忽视其安装过程对筒体尺寸变形的影响,特别是管径较大的管道因现场施工条件往往由多节管道对接而成,在实际施工中如不有效控制,多道焊缝的累积焊口收缩将严重影响筒体的最终质量。在贵州纳雍二发电厂#2吸收塔施工中,1~5层各项安装误差都在10mm以内,在安

装完氧化空气分隔管道后,筒体产生了较大的变形,变形后的数据如表一所示:

由上表分析,在管径为1200mm的氧化空气分隔管与塔壁连接的270°向内偏差最大,与其垂直的180°方向向外偏差最大。为减少塔内管道及梁的安装对筒体的变形影响,在塔内管道及梁的施工中应尽量减少管道的对口焊缝数量,不可避免焊缝焊接前应进行刚性加固后再进行焊接。

2.1.3吸收塔筒体加强筋安装吸收塔筒体通常为环形加强筋,加强筋的安装随简体安装同步进行。加强筋安装覆盖筒体焊缝的地方,必须在焊缝检查合格后才能进行。

2.1.4罐顶安装吸收塔罐顶为散件供货,在现场进行组装。组合后,吊至吸收塔顶处与筒壁焊接。

2.2吸收塔塔壁焊接控制

吸收塔塔壁的焊接也是影响吸收塔质量的一个重要因素,合理的布置焊工,能够有效地提高焊接效率,保证焊接质量。焊接时应采用焊接电流小于150A、短电弧、高焊速,运条至熔合线时应有适当停留,以免产生未熔合缺陷,焊接参数见表2。

塔壁纵焊缝焊接时,由于每层塔壁由6多块块弧板组成,每道纵焊缝布置1名焊工进行焊接。因此,要求各焊工步调一

致,焊接电流、焊接电压、焊接速度的差异不大于10%。塔壁两端各留有200mm纵焊缝不焊接,待吊装就位、调整完对口尺寸及平整度后再进行焊接。在塔壁各层之间环向焊缝焊接时,必须在该焊缝上下两侧的纵焊缝全部焊接完毕后才能进行。焊接时,要准备4～8名焊工。准备4名焊工时,每名焊工的起点分别布置在0°、90°、180°270°处;准备8名焊工时,每名焊工的起点分别置也应对称布置。由于吸收塔直径较大,焊接环焊缝时需要准备多4名以上焊工,以便保证焊工均匀布置、对称焊接。几名焊工应沿同一方向分段焊接,要求步调一致,焊接电流、电压、速度差异不大于10%:

a.在焊接前把焊缝进行大分段,每段500mm左右;

b.每一大段时,焊工要将此段分成3等份,采用逆向分段跳焊法焊接;

c.第二遍的焊接方向、顺序应与第一遍相反,接头要错开

50 mm以上;

d.环焊时坡口上侧温度要高于下侧,因此在坡口上侧施焊时,要正确掌握焊条角度,避免发生咬边现象,而且对每层焊道上焊渣要彻底清除;

e.焊接中要注意焊道的始端和终端的焊接质量,始端采用后退起弧法,终端应将焊坑填满;

f.纵向焊缝应延至环缝的中心,接头打磨光亮圆滑,以便与环焊缝焊接;

g.2个焊工相汇集的接头要搭好,先焊的始端要稍低,后焊的焊工要注意该段重熔,以保证焊缝饱满,成型美观;

h.每层焊接完毕后,应认真清理焊道内的焊渣及飞溅物,并用砂轮机将焊瘤打磨到与焊层齐平后,方可进行下一层焊接;

i.严禁在坡口外面引弧、熄弧,引弧必须在坡口内进行;灭弧要注意填满弧坑,以免发生弧坑裂纹。

3.烟气进出管道接口和所有开孔安装控制

吸收塔开孔接口位置的准确性关系到以后烟道、管道能否顺利安装。因此,在开孔前,首先根据开口尺寸制作1个模板,然后在塔体上开孔的准确位置划出切割线,并经技术负责人确认无误后,才能切割开孔并打磨平整,安装管道接口及管道接口结构支架。吸收塔进口烟道外侧为Q235B钢烟道,内材质为1.4529进口不锈钢板,其焊接工艺与其它焊接工艺不同,焊工必须是经过外方专家培训后才可以上岗,并且在外方专家指导下进行施工,焊材也使用专用焊条。

4吸收塔内壁打磨控制

由于含有so2和so3的湿烟气对吸收塔内有腐蚀作用,影响到设备的使用寿命及工作效率。因此,必须对吸收塔内壁表面进行防腐处理,通常采用衬橡胶或做玻璃鳞片涂层等处理方式,而且在做衬胶前必须对吸收塔内壁表面进行打磨处理。在吸收塔焊接完毕后,对焊缝进行打磨时,必须将焊缝打

磨平整、光滑、无毛刺:

a.角焊缝必达到光滑过渡,用手摸无扎手的感觉;

b.金属表不得有焊接飞溅物,不得有尖锐、凸起;

c.金属面不得有超过深1 mm的凹坑,对于凹坑应进行焊接补焊后再打磨平滑;

d.焊缝打磨平滑后,其焊缝度必须满足图纸要求,不符合图纸要求的应补焊到设计值后再重新打磨;

e.打磨质量必须符合衬胶或涂层的施工要求。

5结束语

在贵州纳雍二电厂(四台)、贵阳电厂(两台)等多个电厂的脱硫工程中,通过上述的一系列有效的施工控制,每层组合尺寸(其中包括椭圆度、上下两层内周长偏差、上下口水平度、垂直度等)都符合施工规范要求。表明该安装过程控制确实取得了一定的效果,保证了安装质量。