回转式烟气换热器安装工艺

回转式烟气换热器安装工艺

1 项目简介

回转式烟气换热器（Gas Gas Heater，以下简称GGH）是电厂湿法脱硫装置中常用的关键设备，尤其在景观要求和环境质量等要求高的地区，火电厂脱硫均须加装烟气换热器设备，进一步改善烟气扩散排放的条件，具有安装检修方便、耐磨损、腐蚀、易于清灰防堵、寿命长、运行费用低等优点。

GGH的制作、安装一般都引用国外专利商成熟的、可靠的技术，设备体积、重量较大，采用的是典型的大壳体、内置回转换热仓格现场组合、安装的工艺，我单位在兰州铝业股份有限公司自备电厂3*300MW脱硫工程中成功实施了回转式烟气换热器的安装，取得了较好的应用效果，形成了有特色的安装施工技术，就我公司在脱硫工程或类似现场拼装回转体设备的施工，具有积极的推广意义。

该工程提升了我们在环保脱硫业内的影响，增加了社会效益和经济效益。

其具体施工技术在应用实际情况中介绍。

1.1 开发研制情况

结合在****湿法脱硫装置安装工程GGH安装中成功实施的范例，通过立项、课题公关、研发、QC活动实施、工艺总结，于*年*月*日成文，形成了回转式烟气换热器安装施工技术成果，达到了国内同业同类施工工艺先进水平。

1.2 设备工作原理及构造特点

回转式烟气换热器的工作原理是通过作为载热体的格栅金属薄板换热元件将高温热烟气的热量传递给净化的冷烟气，GGH主要由换热面的转子和固定的外壳组成，换热面转子由中心转子、现场拼装焊接的换热仓格和内置的搪瓷换热元件组成。

换热器外壳顶部和底部把转子的通流空间分隔为两部分，使转子的一边通过未处理高温烟气，另一侧以逆流通过脱硫净化后的冷烟气。

随着换热器转子以大约 1-2rpm 的速度缓慢旋转，转子转过一圈就完成一个热交换循环。在每一循环中，当换热元件在未处理热烟气侧时，从烟气流中吸取热量，当转中到脱硫后净烟气侧时，再把热量放出传给处理后的冷烟气。

GGH转子采用中心驱动方式。设两台电动驱动装置，一台主驱动，一台备用，电机通过减速箱带动齿轮啮合围带螺栓带动转子回转。

此GGH换热设备特点是：

镀搪瓷的薄波纹板换热元件致密、紧凑，使设备总体积减小，尽管如此，其转子的周长也到达41.5米，转子高度为910mm，总的安装重量67.7吨/台，安装位置在10.65 米标高烟道框架平台上。

回转式烟器换热器热交换示意图

1.3 主要技术指标

本回转式烟气换热器安装施工工艺主要包括：

框架、壳体安装技术、转子及仓格拼装技术、转子法兰现场车削工艺、转子密封措施、GGH转子焊接工艺

拟定实施的GGH安装技术，控制了施工质量，加快了施工进度，节约了成本，增加了社会效益和经济效益，达到了预期的质量、工期目标，体现在：（1）转子的焊接变形得到了有效的控制。

（3）加快了施工进度，安装工艺实施中3台GGH的施工工期从120天缩短为78天，提前42天，脱硫装置总体工期提前28天，赢得了业主的好评。

（4）实现了静部件安装偏差不大于2mm，中心转子垂直度偏差不大于

0.2/1000mm，烟气泄露率不大于5.5~6.6%的技术指标。

1.4 主要优势及特点

中心转子拼装焊接点多，采用双人对称焊接的工艺，减小了焊接变形，加快了后续工序的施工进度；现场车削工艺对保证回转式转子体的施工质量提供一个可以借鉴的后加工方式。

2 应用实际情况

2.1 施工顺序

GGH主要由以下部件组成：转子主轴（上、下）、传热元件、密封框架上下部、高低温膨胀节、密封框架及调节装置、转子仓格、导向轴承系统、推力轴承系统、轴封（上、下）、壳体（上、中、下）、围带、驱动装置、检修平台、清洗装置、低泄露风机及阀门站等，概括的GGH施工安装工序为：

框架、下部壳体安装→转子及仓格拼装→框架、中上壳体安装→传热元件安

装→转子法兰现场车削→辅助装置安装

应用的设备安装施工工序为：

2.2 框架、壳体安装技术

2.2.1 梁体支座的安装

根据框架支座总图，在GGH支撑钢结构主平台上刻划中心线，将各支座点位置定位，在钢平台上安装滑动垫块，调整中心位置尺寸，并与支座点点焊。

梁体支座高度之间的超差可用设备供货的薄钢垫片来调整。用经纬仪、水准仪检查各支座点的水平度和相互标高差，调整水平误差在3mm 以内，中心线偏差和对角线偏差在±3mm。

2.2.2 推力轴承、转子起顶装置及下轴封的装配

在安装推力轴承（圆锥向心推力滚子轴承）之前，推力轴承支撑板的平坦度要检查，可允许的最大偏差为1mm，高度之间的超差可用和外壳支撑一起供货的薄钢垫片来调整。

推力轴承安装前需要解体清洗，清洗后需妥善保管。

推力轴承和转子起顶装置安装在钢结构平台的中心位置，具体标高为GL+10.65 m，调整水平标高，水平度0.3/1000。安装后对轴承座加油，盖上轴承盖，做好防护措施，防水防尘。

将下轴封装置预放在起顶装置上，并进行临时固定。

如下图：

推力轴承支撑安装图

2.2.3 壳体及密封框架安装

（1）壳体及密封框架下部安装：

按顺序安装的壳体部件有：中部下梁体，连接外壳的底部，左、右部下梁体，下部密封框架,其中较重的部件中部下梁体单重14吨，下部密封框架的密封鞋重13吨。均用50吨吊车吊装。

将中部下梁体、连接外壳底部连接到中心支座上，保证对中、水平，将下梁体连接螺丝拧紧，并点焊固定；在焊接之前，所有支撑点的高度必须要重新检查，在基板上拧紧外壳下部，通过焊接把它们连接在一起；下部密封框架装配时拧紧密封框架，调整密封框架水平度在±3毫米以内，框架连接处错边1毫米以内，安装密封板；每个密封框架有一个圆环段可拆卸，因为后面工序转子法兰要进行机加工。螺栓拧紧力60N/m，拧紧前螺栓涂锁固密封剂。

部件吊装过程中注意平坦，防止吊装变形。

后续上部密封框架的装配参照下部密封框架的安装。

如下面的图示：

中部下体梁安装图

右部下体梁安装图

壳体及密封框架下部现场安装图

（2）外壳中部上部的安装

中部壳体安装时分别从两侧安装，中部壳体需要留一块不焊接同下部密封框架在同一方位，中部壳体连接处不要焊接，只要用螺丝拧紧，待上部梁体安装完

后同时焊接，上部密封框架的安装同下部密封架相同，留一块不焊接。

安装上梁体中部时，先安装上梁体中心定位哈夫盘，定位后临时固定。

再安装左侧上梁，右侧上梁，检验上梁高度，水平度，对中测量合格后焊接。

上部壳体安装示意图

2.3 转子及换热仓格拼装技术

2.3.1 转子中心的安装

吊装中心转子前须安装下部壳体中心法兰盘，可起到中心定位专用。吊起中心转子，沿着中心法兰盘用支承枢轴引导中心转子插入开孔，在最上方导向枢轴顶部放置框式水平仪，校正中心转子的垂直度，并用临时支撑进行固定，转子安装时受力在起顶装置上，液压缸上顶后将罗母锁紧，上顶的行程不可超过总行程的三分之二，心转子垂直度偏差不大于0.2/1000mm，中心转子中部水平度可允许偏差最大为1mm。

如下图：

中心转子安装示意图

安装注意事项

转子在安装过程中推力轴承不可以受力，在所有焊接过程中推力轴承及导向轴承绝不可以有电流通过。转子安装时的受力可在起顶装置上，液压缸上顶后必须用锁紧螺母锁紧，上顶的行程不可超过总行程的三分之二。

2.3.2 转子仓格的拼装

GGH转子的周长为41.5米，直径13.2米，转子高度为910mm，整个转子由开形仓（即沿转子的周长方向布置成开形的钢板带）与闭形仓（即沿转子的半径方向布置成封闭的钢板带）组成，转子设计为6个开形仓，6个闭形仓。

先安装闭型转子仓格，把它们对准转子中心排列，检查每一组边缘的排列是否整齐，然后敲入定位销临时固定，用螺栓连接。

将6组闭型转子仓格全部吊装并临时就位，在吊装中要注意对称吊装，保持分布均匀，以免转子不平衡，用千斤顶调整每组仓格上平面的水平度，整体水平度3mm以内，水平度调节好后，在仓格与中心转子连接的2块板之间的上下部分点焊一定长度后以便固定，然后进行外圆找正，找正完毕后进行6片闭型转子仓格的焊接打底工作，外圆再次找正，完成所有焊接工作。

闭型转子仓格安装好后，再安装6组开型转子仓格，先安装临时的固定角钢，然后安装内部的连接板，与闭型仓之间用连接板连接形成一个转子整体。

转子现场整体组对拼装焊接好之后，在满焊转子之前对转子进行一次360度的全面检查，保证各仓格径向隔板、轴向隔板与转子平面的垂直度小于等于3mm，且各仓格内部尺寸一致，以保证传热元件的顺利安装。

2.3.3 转子仓格的焊接

GGH转子平面分布示意图

注：在GGH转子平面分布示意图中，黑色部分为闭形仓，其余均为开形仓，ABCDEFG表示为焊接位置，此GGH设计为6个开形仓，6个闭形仓。

采用双人对称焊工艺

在安装过程中，闭形仓先安装固定于中心转子（注意安装时应对称就位，即对称安装，防止转子安装完后水平度偏差较大），然后再安装开形仓。

开形仓与闭形仓的连接为焊接，连接钢板的厚度为30mm，焊缝数量多，根据焊缝焊接道数多、板厚的特点，开形仓与闭形仓板采用双人对称手工电弧焊工艺，即：在GGH转子平面分布示意图中，以D点为中心，向两边C和E点同时焊接，一个仓格焊接好后，再焊接对称的仓格，并用螺栓夹板严格控制焊接变形，下图中中间竖向焊缝为D点，前面竖向焊缝为C点，后面竖向焊缝为E点。

转子仓格拼装对接现场图

转子材质为考登钢，考登钢又名Corten钢，是美国Cu-P系列钢的代表钢种，属于低合金高强耐大气腐蚀结构钢，其对应美标是A871-03 ，标准里面的牌号是Grad65和Grad60。焊条采用TAC-16或S-7018.W，此焊条焊接性能非常优良，适于全位置焊接。

转子焊接检测：转子仓格格板角焊缝须100%着色探伤，对接焊缝100%UT探伤，出具焊接检验报告。

2.3.4 推力、导向轴承的安装及转子调整

认真安装工艺说明进行推力、导向轴承的安装：调整推力轴承的中心对准下轴承，并用液压系统顶起，再安装导向轴承并且固定在上轴承和上部壳体上。

在起顶转子的过程中，上部转子的表面和密封框架的缝隙要特别留意，在任何情况下两者表面的接触要避免。

用液压油缸把转子小心的安置在钢结构中，移开转子中心板上部使轴封放置至座架上，轴封和壳体不要拧紧。

用水平仪调整转子核对垂直度，并且调整到最佳，将推力-导向轴承调整螺丝调整好，用可调整的支架在钢构件中安置和固定推力轴承。

2.4 围带及驱动装置安装

2.4.1 围带的安装及调整

完成转子及仓格拼装及框架、中上壳体后，安装围带。

围带是由围带销和圆弧钢板的许多独立的段组成的，场后按照钢印编号组装成整体，围带相当于转子的齿轮，在驱动齿轮的咬合下带动围带使转子转动。

用安装钳把围带段在预先安装的辅助板位置一个接一个的用螺栓连接起来，支撑条安装在转子外壳板上并焊接，必须确保轴向偏差在“2mm”偏差范围内，对每个围带段，有2mm之外偏差的径向段用两个压力螺钉去调整。

围带轴向和径向偏差最大为：2mm，每个围带段都要测量，在轴向和径向首先围带螺栓（F）最后（L）。测量后做好记录。

2.4.2 驱动装置的安装

GGH转子采用中心驱动方式。设两台电动驱动装置，一台主驱动，一台备用。

驱动装置是个整体设备，参考驱动装配图进行安装，在驱动装置上用调节螺栓来调整啮合处（E）对于在围带和啮合处的距离达到要求。

2.5 传热元件及转子密封安装

2.5.1 传热元件的安装

涂搪瓷换热元件是普通碳钢（换热片）上外涂一层耐酸搪瓷，对传热影响小，且搪瓷表面光滑，不易结垢和积灰，其实际传热效果优于不锈钢，根据传热元件的钢印编号按顺序放置以便安装，使用电动葫芦吊具将传热元件小心吊入转子仓格内，手动调整传热元件将其定位，安装过程中严禁杂物掉入传热元件内，确保传热元件和转子之间的间隙达到规定的公差要求。

2.5.2 密封装置的安装

严格按照设备设计及使用要求，采取三向密封措施：在转子上、下端半径方向，外侧轴线方向以及圆周方向分别安装径向、轴向及旁路密封装置，密封装置分径向密封、环向密封和轴向密封，控制漏风率在5.5%-6.6之内%。

2.6 转子法兰现场车削工艺

转子仓格的分体制造、现场拼装方式，对转子的精确度和平整度有一定的影响，在传热元件安装以后，通过对转子法兰的精加工—现场车削的方式来提高转子的安装精度，在加工转子法兰之前，确保法兰表面平行于外壳顶部和底部，转子垂直度要检查并记录。

采用设备厂家提供的硬质合金切削刀片及车削加工装置进行车削，设计GGH 转子原高度为910mm，经车削加工后高度为900 mm，转子上、下法兰面各车削4-5mm，车削误差控制在1mm之内。

现场车削图

车削过程是利用电动机带动驱动装置内的小齿轮，由小齿轮带动转子上的围带，围带相当于转子齿轮，使转子转动，用固定的切割装置削割外周长钢板的上、下表面板，使之达到设计要求，使转子加工后的高度为900mm。

转子车削时，应做如下工作：

○1安装固定专用加工装置的支架，该支架距转子约20mm；

○2安装好车削设备，设备伸入转子外周长钢板的表面；

○3安装车削的刀片，注意一定要检查四块刀片要安装固定好；

○4先车削转子外周长钢板的上表面板，工作人员根据刀片切割钢板的均匀度进行调节车削设备，使之往前进，逐渐切削钢板。

控制车削的进刀量，用游标卡尺测量厚度，车削出来的铁皮厚度为0.1mm 左右，以此来控制调整刀片与转子法兰表面的接触高度，观察转子法兰表面的车削磨光度，表面有新的生铁痕迹，则表明此部位已经车削，可调节手柄调整刀片往里深入车削，达到验收要求。

○5转子外周长钢板的上表面板车削完后，转入下表面板车削，控制车削的进刀量，直到钢板切割4-5 mm为止。

在加工前用模拟加工程序检查精确位置，确认达到加工精度后进行加工。

安排专人记录每小时、每天上、下表面板车削量。

实施“24小时”车削制，同时使用2台转子加工设备，2副刀具，一般在10天左右时间完成1台换热器转子的车削。

3 推广前景及应用实例

GGH的现场安装采用了大壳体、内置回转换热仓格现场组合、安装的工艺，

对于脱硫工程或类似现场拼装回转体设备的施工，具有积极的推广意义。

我单位在****脱硫工程中成功实施了回转式烟气换热器的安装，取得了较好的应用效果，形成了有特色的安装施工工艺。

4 效益分析

采用本设备安装工艺，控制了施工质量，加快了施工进度，节约了成本，同时创造了良好的社会效益和经济效益，达到了预期的目标。