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锅炉制造中问题的合理化解决措施李凯旋

发表时间：2021/6/29 来源：《基层建设》2021年第6期作者：李凯旋马凌波

[导读] 摘要：锅炉在生产中一旦出现了问题，就会造成很严重的事故，有时候还可能造成人员的伤亡，所以制造中的问题能否合理化解决也一直是社会的关注点。

        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：锅炉在生产中一旦出现了问题，就会造成很严重的事故，有时候还可能造成人员的伤亡，所以制造中的问题能否合理化解决也一直是社会的关注点。因此在锅炉的制造过程中，对锅炉制造中的各个环节都要严格的控制，以此来保障锅炉的制造质量。只有锅炉的运行效率高、污染物排放低，满足国家环保指标要求，才能为企业创造了良好的经济和社会效益。
        关键词：锅炉；制造质量；控制
        引言
        锅炉在日常的生活生产中，是比较容易发生燃烧起火、爆炸等现象，严重时还有可能对设备、人员的安全受到威胁，同时环境也会受到污染，因此，要从锅炉的生产设计、制造、焊接、等方面严格控制锅炉的质量，提高锅炉的安全性。
        1.锅炉结构设计
        （1）锅筒及锅筒内部装置
        锅筒纵向布置，上锅筒内径为1600mm，下锅筒内径为1000mm，锅筒材料为Q245Ｒ（GB/T713—2014）。锅筒内部装有水下孔板、缝隙档板和旋风分离器，沿锅筒长度均匀布置，作为汽水混合物的粗分离装置，在锅筒顶部装有二次分离装置。为了提高锅水及蒸汽品质，延长锅炉使用寿命，锅筒内部还装有加药分配管及连续排污管。锅炉正常水位在锅筒中心线处，最高和最低水位分别位于正常水位±50mm处。
        （2）炉膛及水冷壁炉膛为“D”型布置，2台燃烧器布置在前墙，上下布置。水冷壁为膜式壁结构，由76×5（20/GB/T3087—2008）的锅炉无缝钢管加扁钢焊接而成，炉膛膜式壁分片出厂。
        （3）对流管束上下锅筒之间布置有51×5的对流管束，管子材料20G/GB/T3087—2008，锅炉管束焊接于上下锅筒之间。管束外围有76×5管子组成的膜式壁。
        （4）节能器、冷凝器节能器采用螺旋翅片管结构，管子规格32×3，材料为20/GB/T3087－2008；冷凝器采用螺旋翅片管结构，管子规格32×3，材料为09CrCuSb/NB/T47019。
        （5）空气预热器空气预热器分为两个管箱，便于运输，现场安装上下布置，就位后将两个管箱进行固定。空预器管子为错列布置，采用40×1.5的不锈钢管，材料为304不锈钢。
        2.锅炉制造中问题的合理化解决措施
        2.1防止锅炉振动的技术措施
        SZS型锅炉随着锅炉参数的增加，本体高度升高，锅筒长度增加，对本体结构刚度及稳定性提出了更高的要求，采取了以下措施提高刚度并消除锅炉振动：a.提高受热面的刚度，膜式壁选用76×5的大直径厚壁管，对流管束采用51×5的厚壁管；b.在膜式壁周围增加刚性梁，提高膜式壁刚度，因为烟气冲刷对流管束产生的横向驻波作用于膜式壁，极易导致膜式壁振动，所以通过增加刚性梁进一步提高膜式壁自身刚度是避免振动的主要方法；c.由于对流管束是光管，两端与上、下锅筒连接，在锅炉高度增加以后，单根管子极易失稳，所以在管子中间增加支点，用扁钢将管束连接成整体，提高了单根管子的固有频率，且远大于卡门涡流的脱落频率，避免了共振的发生。d.空预器加装隔板。卡门涡流是空预器产生振动的主要原因，通过加装隔板提高空预器风室的固有频率可以有效解决振动问题。
        2.2对流受热面防振措施
        对流管束的设计除了采用厚壁管及管子中间增加支点（用耐热钢板将管束相互连接成整体）外，烟气流速也要控制在合理范围。一方面，要校核管束的卡门涡街频率及声学共振频率，避免产生声学共振现象；另外，控制烟气流速使对流管束的传热系数控制在80W/（m2•℃）范围内。

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        2.3焊接控制措施
        焊接人员必须具备焊接资格证，在有效期内从事相关项目的焊接工作，禁止无证人员进行焊接工作。焊接人员在进行焊接时，应该根据规定的焊接工艺指导书进行焊接；焊接材料，焊接材料应该符合国家规定或者行业标准，根据相关规范开展材料验收、入库、使用等工作；焊接工艺，焊接工艺文件是指导焊接工作的重要文件，在制定焊接工艺文件时，需要按照焊接流程、焊接工艺评定以及压力容器技术要求进行；产品施焊，压力容器的焊接过程、焊接检验以及焊接环境等都必须按照焊接工艺卡规定以及焊接工艺规范进行；焊接设备，安排专业人员管理与焊接相关的设备，按照固定的检验程序，对设备上的电压表和电流表进行标签，设备必须在有效期内使用；焊接返修，在检测接头时，如果出现超标缺陷问题，则需要分析缺陷的成因，并及时制定科学的补焊方案或者返修方案。一次返修焊接需要经过焊接责任师的批准，二次以上焊接返修应该由焊接责任师提出，然后上报给质保工程师进行审批。严格按照规定返修程序进行返修操作，返修之后，根据质量检验要求进行检测；焊接记录，焊接记录直接影响着压力容器的焊接质量，所以焊接记录应该全面而具体，真实反映焊接现场的实际状况。记录内容包括焊接工艺参数、焊接设备、焊接材料、电特性、预热、后热等情况。
        2.4锅炉水位稳定措施
        由于锅筒长度达13m，对流管束入口烟温1153℃，换热后对流管束出口温度333℃，锅筒内汽水混合物前后端密度差很大，容易造成锅筒内水位前低后高及虚假水位现象。这种情况一方面影响锅炉的水位监控，容易造成误报警；另一方面，后部水位升高，压缩了蒸汽空间，易造成蒸汽带水，影响蒸汽品质。因此，设计采取两种办法规避这种情况的发生：一是采用两路给水，高负荷区进低温水，低负荷区进高温水，平衡汽包前后锅水的焓值；二是将高温区上升流动的汽水混合物导向一侧的旋风分离器，不仅提高了蒸汽品质，也有效地稳定了锅炉水位。
        2.5燃烧器布置仿真模拟
        锅炉配置两台出力相同的燃烧器，上下布置，燃烧器之间的中心距离应大于火焰直径，上下燃烧器旋流风向反向安装，以免火焰相互干扰引起炉膛内压力波动，影响锅炉的燃烧稳定性。
        2.6点火及负荷调节
        锅炉上下布置2台燃烧器，采用高灵敏度的火检，且火检检测角度调整为不同的方向，充分考虑火焰的相互干扰问题；2台燃烧器采用逐一点火方式，这样点火时炉内压力波动小，安全性高；如采用同时点火，着火的瞬间，炉内产生很大的压力波动。2台燃烧器同时启动进行检漏和吹扫，点火时再分先后，一台燃烧器点火成功后，马上进行另一台燃烧器的点火。燃烧器为全自动电子比例调节燃烧器，2台燃烧器点火成功后同步进行负荷调节，且2台燃烧器的负荷相同。负荷调节范围20%～110%，适应锅炉负荷范围大。
        2.7低NOx排放技术
        采用分级分区燃烧、多级配风、炉内烟气再循环、低氧燃烧技术、独特的燃烧器机头设计，并通过BMS的控制实现空气与燃料的完全匹配，一方面提高了燃烧效率，另一方面也降低了NOx排放。再通过增加烟气外循环技术，可以实现NOx排放＜30mg/m3（标态），符合国家环保要求。
        结语
        工业的进步不能缺少锅炉的支持，因此确保每一个锅炉制造工作的完美完成是一個十分重要的环节。但是当今社会的锅炉制造作人员的技能高低不平，需要经过一定的学习和进步才能做到真正达标的锅炉，随着锅炉制造业的不断提升，未来会为工业的进步作出突出的贡献并带来社会经济的提升。
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