木拉地力·牙生，王刚
新疆维吾尔自治区特种设备检验研究院??新疆?乌鲁木齐??830011
摘要：水冷壁作为锅炉的重要换热设备，其对于锅炉的换热效率具有决定性的影响。水冷壁通常是由多排并联钢管构成的，分布在锅炉炉膛的周围，将炉膛内火焰的热量传递给钢管内流动的水，长期在炉膛内高温火焰的作用下，水冷壁难免会出现各种不同的问题，这就需要结合其实际的工作情况，采取有效的更换维修措施，进而确保水冷壁炉管能够始终处于良好的工作状态，从而为锅炉高效安全的运行提供可靠保障。
关键词：锅炉；水冷壁；更换检修
前言
水冷壁是锅炉机组的重要组成部件，其工作环境与其他部分相比更加恶劣，在运行过程中极易发生缺陷，影响锅炉机组的安全运行，因此，水冷壁是锅炉定期检验时的检验重点之一。
1.锅炉水冷壁炉管的检修原则
（1）为了尽可能降低集箱在检修过程中的位移，在检修开始前，需要对集箱采取有效的限位措施，进而确保集箱能够保持原来的位置不变，同时，还有助于实现炉管拆除前的动态平衡；
（2）严禁一次性拆除后再进行安全，需要采取拆除和安装同时进行的检修方式。在实际的操作过程中，可以先拆除一定数量的炉管并对其进行系统全面的检修，待检修完成后，立即安装其中质量合格的炉管，然后再进行下部分炉管的检修工作；这种更替式的施工不仅有效地保证了施工中水冷壁整体结构不受破坏，还能够达到有效控制下部集箱位移的效果；
（3）为了提高检修工作效率，还可以采取模拟排管和管道编号的方式对整个检修过程进行统筹规划、合理安排，以此来减少炉管使用或供货方面出现的人为失误，提高施工的整体效率及质量。进而能够从全局掌握检修工作，为炉管检修工作的顺利实施提供可靠保障。
2.锅炉水冷壁炉管的更换
2.1更换流程
本案例主要涉及该公司锅炉水冷壁管检修工作。锅炉为亚临界、一次中间再热、自然循环、循环流化床锅炉。锅炉主要由一个宽30189毫米、深9831毫米膜式水冷壁炉膛，三台旋风分离器和一个尾部竖井三部分组成。现代锅炉均采用膜式水冷壁作为最主要的蒸发受热面，是将鳍片管（或扁钢与光管）相互焊接在一起组成的整块管屏。本锅炉水冷壁管管材为SA-210C，规格为φ57×6.5毫米（管道外径为57毫米，壁厚为6.5毫米）。防磨防爆工作规定，凡是低于5.2毫米壁厚的水冷壁管必须进行更换。循环流化床锅炉运行一个周期后，往往需要更换很多水冷壁管道。公司1号机组连续高负荷运行已达300天，估计锅炉水冷壁磨损较为严重。按照年度计划，将安排1号机组实施计划小修，期间进行较高工作量的换管工作。
2.2基本情况判定
检修项目小组按照要求制作更换一根水冷壁管段。
（一）按照以往经验预测，将更换100根平均2米长的管段，据此安排施工方案并配置施工人员。不能准确计算切割与焊接鳍片的量，但是基本平均每根2米管道对应切割与焊接鳍片2米，按此进行鳍片焊接量计算。
（二）为了确保高空作业安全，施工人员后半夜不施工。每天两班，由8时至16时，以及16时至24时，每班8小时（实际工作时间为7小时，中间有1小时班中就餐时间），后夜班不工作。
（三）为确保总工期在规定范围内，对换管工期给定在3天之内，公司领导提出要高效优化管理流程，在确保质量的前提下，达到时间控制目标或优于目标，并争取人工用量最合理。
工作量计算假设条件如下：
（1）水冷壁管道更换多数为1.5~2.5米范围。为此假设每根管道平均切割与焊接鳍片2米。（2）切割与焊接鳍片不能准确计算，但是基本平均每根2米管道对应切割与焊接鳍片2米，按此进行鳍片焊接工作量计算。研究流程并确定施工方案
（一）首先探讨工艺流程中主要路径以及是否可以优化组合。结果如以下三个方面。
第一方面，第4步所换新管焊口处理可以单独提出来，专人实施与第2、3步同步进行。
第二方面，如果完全等待完成第6步后才允许进行第7步，效率会很低。这是因为射线探伤工序过程中，为了避免人员受到射线伤害，所有人员必须全部撤出，所有工作全部停止。所以这项工作只能放置于班中就餐时间段以及后夜班独立进行（允许后夜班探伤工作）。若等待，第7步可进行等待。但是小组研究讨论后认为第6步焊口射线探伤工序可以不作为必经工序，理由是当前出现不合格焊口的概率已经很低，只要严格过程把关，质量验收合格率基本能达到98%以上，很少返工处理。如果这样安排，可以大大提高人员综合使用效率。并且从技术角度来看，只要焊接鳍片不焊接到管段新焊口处即可不妨碍探伤，并且及时返工也不受影响，这样可以焊接距离焊口较远的鳍片。这样给工作带来极大方便。对于其他步骤1、2、3、5、7必须严格按照工序顺序实施。
第三方面，组织技术人员同时将工序按照相同人员组合处理工序集群，比如第2、3步由相同人员顺序完成，第5、7步由相同人员顺序完成。结果流程优化。
（二）根据流程优化知识，计算各个基本工序（集群）所需人员及产出周期。根据工期要求计算理论最长产出周期如下：更换管段（不含探伤）三天有效工作时间为60×7×2×3＝2520分钟；更换100根2米长管段，平均每根需要2520÷100＝25.2分钟（周期）。由此得出，必须将最长生产周期工序控制在25.2分钟之内。第1步若控制在25分钟范围内，则40÷25.2＝1.6组，即为2组人，即为6名钳工，那么其周期时间为40÷2＝20分钟；第2步加第3步工序若控制在25分钟范围内，则100÷25.2＝4组，即为4名钳工。那么其周期100÷4＝25分钟；第5步加第7步若控制在25分钟范围内，则170÷25.2＝6.75组，即为7组人，即为7名钳工与7名焊工。那么其周期为170÷7＝24.29分钟；第4步与第2、3步同时进行，相对独立，但也须控制在25分钟之内，则40÷25.2＝1.6组，即为2组人，即4名钳工，其周期为40÷2＝20分钟；第6步因探伤时间利用班中就餐时间以及后半夜时间已经足够，对其时间不予以考虑，由检测人员自行安排。流程配置情况，计算得出：共需要钳工6＋4＋7＋4＝21人，共需要焊工7人，共需要射线探伤专业人员3人。根据此工作组合安排后，其生产周期为25分钟，按照原计划约束工作时间，产能为2520÷25＝100.8根。
（三）因为工期可以提前不能推后，根据实际情况，为了安排更加保险起见，并将产出周期同时向20分钟靠拢，提高所有集群产能利用率，有关负责人建议在第2、3道工序组合增加一人，即安排5人，则其生产周期变为20分钟；在第5、7道工序增加2名钳工以及2名焊工，即安排9名钳工以及9名焊工，则其生产周期为18.9分钟。大家认为这样安排更为合理，并具有一定回旋余地，确定为最终方案。
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更换100根管最终方案资源配置图
结语
总而言之，水冷壁作为电厂锅炉的重要换热设备，由于其长期处于高温的环境中，难免会出现各种不同程度的问题，为了确保锅炉的安全生产，就要结合锅炉的工作情况，及时对水冷壁炉管进行更换维修，进而确保其始终处于良好的工作状态，为锅炉的安全平稳运行提供可靠保障。
参考文献
[1]汤鹏杰.锅炉水冷壁管壁温影响因素及超温行为研究[D].南京：南京工业大学，2015.
[2]焦晓翠.超临界锅炉水冷壁管材的点蚀性能研究[D].长沙：长沙理工大学，2014.