下部水冷壁制造技术分析

摘要:本文主要阐述了超临界W火焰锅炉下部水冷壁管屏结构特点、制造难点以及解决方案。重点对下部水冷壁管屏在制造时的难点及解决办法进行了详细的叙述，此工艺研究成果已成功应用于多台超临界锅炉的生产制造中。

关键词:超临界;W火焰;下部水冷壁;生产制造

引言

目前W火焰燃烧方式在超临界锅炉中已得到了广泛应用，超临界W火焰锅炉的结构特点在于，可以提高火焰的行程，延长了煤粉在炉内的停留时间，提高了煤粉的燃烬率。同时，采用W火焰燃烧方式，下炉膛的热负荷更高，有利于煤粉的及时着火和低负荷稳燃。本文着重阐述了超临界W火焰锅炉下部水冷壁管屏的结构特点、生产制造难点以及相应的解决措施。

1下部水冷壁管屏的结构

超临界W火焰锅炉水冷壁部分主要由上部水冷壁、中部水冷壁、下部水冷壁三部分组成，其中上部水冷壁为常规管屏，无特殊结构;中部水冷壁的斜拱管屏和喷口管屏结构较为特殊;而最为特殊的是下部水冷壁管屏，不但管屏中的管子接有三通和Y型三叉管、且扁钢上打有板式销钉。该类结构的管屏中管子外径为Φ28．6mm，扁钢厚度为6mm，管屏上端接Y型三叉管，下端接三通，管屏中间的扁钢上焊接大量的板式销钉。

2制造难点及解决措施

与常规管屏不同的是，该管屏上端接有Y型三叉管，管屏下端又接有三通，为管屏的装焊以及尺寸和角度的控制增加了难度。具体制造难点及解决措施如下文所述。

2．1管屏的排料方式

由于该类管屏上下两端接有Y型三叉管和三通，需要管屏端部的管子有一定的自由度便于对接，故端部管子与扁钢不能进行焊接。要保持自由状态就需要进行空焊，但由于管屏上端并非平齐而是有较大倾斜角度的，如果以空焊区最长的管子为基准进行整体空焊，则后期手工补焊量是非常大的。为了有效地减少手工装焊的工作量，达到节约成本，提高效率的目的，需将一个管屏细化为若干个小管片，并且对每个管片细化空焊区，最后再进行整体的合屏与补焊。

2．2管屏的装焊顺序

常规管屏通常是在水压和热处理之前完成所有的装焊工序，但此类管屏下端的三通对整体水压造成一定的困难。通过查找相关技术条件，确定打完水压的管屏再采用手氩+手工电弧焊的方法与三通进行对接，100%射线检查合格后，管屏与三通对接的水压试验是可免除的。故此类管屏的装焊顺序为:管子通过MPM焊接成型管屏消除旁弯，校正划线合格后进行Y型三叉管的对接，焊接完成后进行检查焊接扁钢上的板式销钉水压管屏校正后进行三通的对接热处理。

2．3Y型三叉管与管屏对接的角度控制

由于管屏中的Y型三叉管均与管屏呈一定倾角，对其高度、水平度均有公差要求。为控制尺寸，需采用专用角度定位板进行装焊，且为便于调整和固定三叉管，在包装中增加了槽钢，用于焊接固定每个三叉管。装焊三叉管时利用工装和拉线对其高度进行定位，先装点管屏两侧Y型三叉管，打水平线检测，符合要求后以此为基准拉线，装点辅助槽钢;装焊两边管和Y型三叉管时，边管用水平仪找水平，采用工装加吊线的方式保证Y型三叉管的角度，进行装点焊接。

2．4板式销钉与管屏的角度控制

下部水冷壁管屏中的板式销钉数量极大，装焊时采用手工电弧焊方式，均装焊在扁钢上，用于炉膛内耐火砖的吊挂。但由于扁钢与管子的对中度不同，如果只控制板式销钉与扁钢的角度，势必会造成焊接后的销钉有高有低，故控制板式销钉与管子所成角度才是最为必要的。为此需采用专用装配焊接工装进行装焊，此工装主要用于控制板式销钉与管屏间的角度，使其投影与管子最高点的交点在一条直线上，避免因扁钢的对中度不同而影响到板式销钉的位置。

2．5三通与管屏和三通之间的尺寸控制

三通装焊的难点在于要控制它的垂直度、直线度、节距及不平度，现采用一种专用工装进行装焊。工装中所有孔中心直线度即为三通直线度，工装水平度为三通的垂直度，工装孔的节距就是三通的节距，管屏的不平度即为三通不平度。三通下部与工地焊接端带10mm余量，在装焊三通前要对管屏进行校平，装焊时，先装点管屏两侧边管的三通，需用水平仪进行水平检测，而后将三通的工地端划四分线并做标记。在装焊两只边管和三通时需采用吊线的方式保证三通支管垂直，装焊不可错边，且不能强制装焊。两侧三通定位并焊接后采用工装装焊其余三通。装焊中间的三通时以粉线及槽钢上位置线为基准装焊，并与槽钢点焊。最后拆卸工装架，进行焊口的检查。检查合格后方可转热处理。

2．6热处理变形的控制

依据相关技术条件，管屏完成所有焊接后需要进行去应力退火热处理，由于管屏的外形尺寸较大，重量较大，整体热处理后极易产生变形。为控制热处理产生的变形，需采取相应的措施。首先采用热处理支架，先将管屏在热处理支架上摆放平稳。管屏两端悬空长度不宜过大，管屏叠放时屏与屏之间用对扣槽钢或方钢进行支垫。其次每炉控制装炉数量，摆放高度不宜过高，且槽钢和热处理支架的支点要在同一截面上。装炉时热处理支架要与炉内各支座接触，否则应用钢板支垫。在热处理保温结束后，冷却到一定温度方可吊离。吊离时要吊运管屏的热处理支架。一旦出现热处理变形，采用火焰校正时需有相应的测温措施。

3结论

通过一系列的试验及工艺制造技术的不断完善，节省了大量的生产周期和制造费用，并且保证了产品的设计性能和使用性能。现已成功完成了多台此类超临界W火焰锅炉产品的生产制造。

作者：徐敏楠 王智颖 单位：高效清洁燃煤电站锅炉国家重点实验室