火力發電廠濕煙囪防腐

  —煙囪鈦鋼復合板內筒的施工

【摘要】　火力發電廠煙氣采用濕法脫硫后增加了對煙囪的腐蝕性，采用鈦鋼復合板做內筒是一種有效的防腐方法，但是鋼板襯了鈦板后對鋼內筒的制作、焊接、安裝提出了更高的要求。

【關鍵詞】火力發電廠 濕煙囪 防腐 鈦鋼復合板 內筒 施工

****電廠2×600MW機組工程的煙囪；鋼筋砼外筒高229m，出口直徑為16m，內設兩座Φ6.0m、高240m鈦鋼復合板內筒。外筒內有7層鋼平臺，材質為Q235B，鋼內筒筒體，煙道接口與煙氣直接接觸處以Q235B為基板和內襯鈦板復合成Ti-Q235B復合鋼板，內襯鈦板從12.00～240.00m皆用1.2厚鈦板。煙道口12.00m以下不襯鈦板�；�板厚度75m以下為16mm厚，75m以上為12mm厚，鋼內筒226m以上的保溫層外護4.5mm厚不銹鋼板。鋼內筒安裝采用液壓提升的方法，鋼內筒吊點處的外側焊接環形吊裝梁，材質為Q235B、Q345。由于鋼內筒內部襯了鈦板給鋼內筒的制作、焊接和安裝增加了很多困難。

1. 鋼內筒的制作：

　　1.1 檢查鈦鋼復合板的質保書是否與鈦鋼復合板上打印的記號一致。

　　1.2 由于鈦鋼復合板是工廠定尺加工一定要檢查外形尺寸符合施工圖要求。

　　1.3 加工前應對原材料進行檢查，邊緣表面不應損傷或存在裂紋，可用砂輪清理痕跡，順邊緣方向進行。

　　1.4 鋼板邊緣進行機加工或刨邊等工藝后，其表面不平度不能超過0.2mm，連接邊緣垂直度不能超過1mm。

　　1.5 內筒的周長及橢圓度允許偏差：周長為15mm，橢圓度應滿足錯邊不超過1mm要求，且不大于10mm。

　　1.6 為了保護鈦板不受損傷、卷板機內滾筒必須用塑料薄膜包好后卷制鋼內筒。

　　1.7 卷制時應注意釋放應力，不允許一次成型，應反復碾壓、及時用園弧樣板校對。

　　1.8 單節鋼內筒組裝時一定要在鋼平臺的固定模具上進行，模具與鈦板接觸部位一定墊硬質塑料板，保證鈦板不受污染和損傷。

2. 鋼內筒的焊接：

　　2.1 焊前準備

2.1.1 根據設計圖選用坡口形式和尺寸，采用定尺鈦鋼復合板，按圖紙要求，由供貨商鈦鋼復合板的復層（鈦）比基層（Q235B）短10mm，以避免現場機加工。

2.1.2 鋼內筒和鋼煙道（法蘭連接段）的鈦復合鋼板焊接時接頭的鈦條布置見鈦條布置圖，水平和垂直對接接頭按“鈦制焊接容器”JB/T4745-2002表E.5“鈦鋼復合板對接接頭定型坡口形式和尺寸表”中類別1的詳圖施工，角接接頭按表E.6“鈦鋼復合板角接接頭定型坡口形式和尺寸表”中類別Ⅳ的詳圖施工，不同板厚的對接接頭按表E.4中“不同板厚對接接頭的坡口形式”施工。

鈦條布置示意圖

　　2.1.3 為了避免先后施焊的影響，焊縫間相互關系尺寸應符合下圖要求。

鋼內筒縱橫縫錯邊要求

　　2.2 鈦鋼復合板焊接的條件

　　2.2.1 按鈦制焊接容器附錄A“鈦容器焊工考試規則”進行焊工考試。

　　2.2.2 按鈦制焊接容器附錄B“鈦容器焊接工藝評定”進行焊接工藝評定。

　　2.2.3 焊絲應符合鈦制焊接容器附錄D“壓力容器用鈦及鈦合金焊絲。

　　2.2.4 焊接設備最好具有高頻引弧，保護氣體控制功能。

　　2.2.5 焊接方法可采用TIG（鎢極氣體保護焊）或MIG（熔化極氣體保護焊）焊接氬氣純度不低于99.99%，露點不高于-50度，且符合GB/T4842“純氬”的規定。

　　2.3 焊接

　　2.3.1 焊接環境應保證清潔，無灰塵和煙霧，相對濕度≤80%，環境溫度≥5度。

　　2.3.2 TIG焊中如鎢極碰到了焊縫金屬應立即停焊，去除污染層。

　　2.3.3 一條焊縫應盡量一次焊完，不得已中途停焊后重新焊接時，焊縫接頭應重迭10-20mm。

　　2.3.4 單節組裝時不得留過夜再焊的縱縫，組裝點焊嚴防咬邊。

　　2.3.5 焊接件應在有圍護、不受雨、雪、大風侵襲的環境里施焊。

　　2.3.6 不得在筒體上引弧或電弧擦傷。

　　2.3.7 支座環與筒體間隙最大不超過1.5mm，不允許用金屬填塞。

　　2.3.8 焊絲、坡口表面及其內側20mm范圍應進行表面清理。

　　2.3.9 不得強行組對，定位焊縫不應有裂紋、氣孔、夾渣等缺陷，否則應清除重焊。

　　2.3.10 保護拖罩的形狀和尺寸，應能保護溫度在400度以上的焊縫和熱影響區。

　　2.3.11 環縫焊接必須在該焊縫上下兩側的縱焊縫全部完成后進行。環縫焊接時應有兩名焊工施焊，焊接時保持位置對稱，采取分段跳焊法，分段長度為400mm，兩名焊工要步調一致，方向一致。

　　2.3.12 鈦鋼復合板焊接基板時，須在背面加襯墊，防止焊接飛濺碰到鈦板面。

　　2.3.13 焊縫返修同一部位次數不宜超過2次（壓力容器規范），返修前將缺陷清除干凈，必要時可采用表面滲透（PT）檢測確認。

3. 焊接檢驗：

　　3.1 外觀：焊縫余高允許偏差0-3mm，焊縫凹面值小于等于0.5mm，鈦層不允許存在咬焊縫顏色為銀白色或金黃色（致密狀）。

3.2 縱縫按Ⅱ級質量要求進行檢驗，水平焊縫按Ⅰ級質量要求檢驗，即：Ⅰ級，X-射線（RT）每一環縫拍一張底片，長度≥150mm，對于T字形焊縫其長度可計算在150mm之內，Ⅱ級合格。Ⅱ級：20%超聲波（UT）檢驗，Ⅱ級合格，如用RT檢驗則Ⅲ級合格。

　　3.3 RT和UT檢驗僅對基層而言，應在鈦板未封閉之前進行。

　　3.4 鈦板焊縫進行100%液體滲透檢驗（PT），Ⅰ級合格。

4. 鋼內筒的安裝

　　選定鋼筋砼外筒的226m鋼平臺作為鋼內筒提升的工作平臺。把4只200t液壓千斤頂擱置在工作平臺的鋼梁上，通過鋼絲繩束和制作好的鋼內筒吊點連接，采用的液壓提升法提升一節鋼內筒標準段、安裝一節鋼內筒標準段。

　　4.1 采用液壓提升法安裝鋼內筒時，選定的鋼內筒安裝的工作平臺應得到設計院的認可，并在施工圖上明確。這里選用226m平臺作為安裝平臺。

　　4.2 鋼筋砼外筒上安裝施工用鋼梁也應征得設計院的同意。

　　4.3 所有施工用的鋼結構都應滿足國家現行設計和施工規范的要求，并經檢驗合格后方可使用。

　　4.4 施工荷載的確定：單只鋼內筒的基板重；470.53t，鈦板重；21.41t，保溫巖棉重46.00t，不銹鋼外殼重；3.72t，單只液壓千斤頂的重量2.2t，所配鋼絲繩重6.0t，附件1.6t，不鈞勻系數為1.25。

　　總重量：470.53+21.41+46.00+3.72+4×2.2+4×6.0+4×1.6=580.86t

　　根據以上荷載選用4只200t的國電電力建設研究所研制的CYT系列鋼索式液壓提升裝置，每只液壓提升裝置的額定提升能力為200t。

　　每只液壓提升裝置的荷載：1.25×580.86/4=181.52t<200t，由此可見液壓提升裝置完全滿足提升重量的要求。

　　4.5 利用鋼筋砼外筒的（電動提�；蛞簤禾崮＃┦┕て脚_安裝施工用鋼梁，并經檢驗合格后方可使用。

　　4.6 安裝226m安裝平臺和其他6層鋼平臺，檢驗合格進入下道工序。

　　4.7 安裝4套液壓提升裝置，位置見工作平臺平面圖。穿鋼索、與鋼內筒的第一吊點連接。

4.8 液壓提升裝置進行系統連接后要進行荷載試驗。荷載試驗分空載試驗、負載試驗和應急試驗三個部分。

226m工作平臺平面圖

4.9 安裝程序：

鋼內筒的筒首保溫外的不銹鋼筒體分片吊裝至12.475m平臺——鋼內筒標準節吊裝進入平板輸送車靠模內——送入煙囪底部鋼內筒定位中心——液壓提升裝置帶負荷升降進行對口調整（或手拉葫蘆），點焊固定——校正合格——外環縫焊接，內環縫清根焊接（同制作焊接要求）——鈦條的安裝焊接——液壓提升裝置提升到下一標準段（4m）以上30cm左右——重復以上過程——鋼內筒安裝超出12.475m平臺后進行保溫——將頂部保溫的不銹鋼筒體在12.475米平臺進行安裝——待安裝到150m后，液壓裝置帶負荷下降將已裝管段落到0m基礎上，擱置平穩后將吊點1移至吊點2——液壓裝置帶負荷上升，重復以上吊裝過程——安裝到60個標準段后， 調整內筒伸出鋼筋砼煙囪外筒首（11m）——完工后，鎖定液壓提升裝置——安裝底腳螺栓——灌漿，混凝土強度達到后，液壓裝置拆除——進行鋼煙道安裝。

第二個鋼內筒安裝重復第一個鋼內筒安裝程序。

　　4.10 鋼內筒組裝焊接平臺的設置：

　　鋼內筒安裝的標準節高度為4m，安裝時必須搭設操作平臺，在就位的鋼內筒外面、筒體進出的通道處設置可移動的操作平臺，組裝完成后可方便的移開，鋼內筒標準節就位時操作平臺同步就位，其余位置搭設固定平臺。筒內側搭設拆裝方便的操作平臺，平臺設置在小車上，鋼內筒標準節就位時、安裝操作平臺，安裝焊接完成后拆除，將小車拉出，進行下一節的安裝。在12.475m平臺上進行鋼內筒的外保溫時，在筒外側四周搭設一圈操作平臺。操作平臺用鋼管制作，操作平臺既要牢固又要與鋼內筒外壁脫離，不影響鋼內筒的提升。為了保證下面鋼內筒安裝的安全，該平臺下應設安全隔離層。

　　4.11 安裝前先將第一吊點部分的不銹鋼外筒用10t卷揚機提升至226m平臺，等筒體提升至226m平臺以上時，在226m平臺上進行安裝，其余的不銹鋼筒體在12.475m平臺進行安裝。

　　4.12 鋼內筒標準節安裝的工藝流程：

　　4.12.1 利用液壓提升裝置的“帶負荷上升”工況提升已經連接好的鋼內筒體，超過4m約30cm。

　　4.12.2 將已經加工好的鋼內筒標準節用軌道平板車運至煙囪0m的鋼內筒的組裝平臺內，利用液壓提升裝置的“帶負荷下降”工況使兩節鋼內筒段對口，然后進下一道工序。也可以使用手拉葫蘆進行鋼內筒上下對口。

　　4.12.3 對口完成后進行兩節鋼內筒焊接。

　　4.12.4 進行焊口防腐處理；進行筒體外部的保溫層的施工。

　　4.12.5 重復上面的工藝流程，進行下節鋼內筒提升、安裝。

　　4.13 煙道與鋼內筒的連接：

　　煙道和鋼內筒接口部位先將該處的所有加固部件（特別是環向加強、豎向加強）全部安裝完成，鋼內筒底座灌漿結束、達到一定強度后，才可以開洞安裝。

　　4.14 鋼內筒吊裝吊點的改變：

　　由于鋼內筒要求超出鋼筋混凝土外筒首，高度為240m。因此安裝過程應至少使用兩層吊點。用第一吊點完成鋼內筒20節（80m）安裝，然后安裝第二吊點標準節。吊點環梁制作時應保證兩吊點相距75m。當第一吊點提升超過150m平臺，第二吊點超過75m平臺后，方可在這兩個平臺上進行吊點轉換。 吊點改變過程如下：

　　4.14.1 使用液壓提升裝置“帶負荷下降”工況將鋼內筒落到地面（必須對與地面接觸的筒邊采取保護措施）；

4.14.2 在150m平臺對已經安裝及提升的鋼內筒利用鋼絲繩進行固定，保證不發生傾斜；

4.14.3 將鋼索與第一吊點解列；

　　4.14.4 使用液壓提升裝置“帶負荷下降”工況，將鋼索的下錨頭連接點下降到第二吊點并連接；

　　4.14.5 繼續提升，安裝鋼內筒。

　　4.15 鋼內筒與基礎部分的連接：

　　基礎部分底腳螺栓可預先與底部一節鋼內筒筒體連接，再用小車運送到位進行安裝。一只鋼內筒安裝全部結束后，基礎的底腳螺栓就位，再安裝止晃點，進行混凝土二次灌漿；如果在安裝過程中出現筒體搖擺、晃動的現象，可用鋼絲繩對筒體進行捆綁，用手拉葫蘆在各層平臺上固定。固定點設在筒體頂端和12.475m，并應同時進行固定止晃。

5. 制造和安裝過程中應注意的幾個問題：

　　采用液壓提升裝置提升鈦鋼復合板內筒方法順利地完成了***電廠2×600MW機組的煙囪施工，但是施工過程中有些問題應該注意；

　　5.1 在卷制過程中應避免鈦材表面的機械損傷，可將卷板機滾軸用軟質材料包扎，施工現場可利用供貨商的復合板包裝的塑料薄膜包扎卷板機滾軸，如有局部傷痕、刻槽等影響耐腐蝕性的缺陷，可以修磨，但修磨后鈦材的厚度（指復合板鈦板厚度）不應小于允許的最小厚度，超出以上要求可采用補焊修復。

　　5.2 鈦材打磨宜用橡膠或尼龍摻合氧化鋁的砂輪，不應用打磨過鋼材的砂輪，且打磨時不應出現過熱色澤。

　　5.3 筒體焊縫處襯鈦條前，應將對接焊縫內表面打磨平滑，不應有凸臺或棱角以及影響襯里的其它缺陷，表面應保持光潔、干凈。

　　5.4 在進行襯鈦條時，應加強對其表面的保護，嚴防鋼制胎具和工裝夾具等將鈦襯里表面拉毛、劃傷和刻槽，且不應用鐵錘敲擊鈦襯里表面。

　　5.5 在鈦板層不得焊接臨時固定件。

　　5.6 鈦和鋼等許多金屬不能熔焊、鈦在熔焊中嚴禁混入鋼鐵和其它金屬。

　　5.7 在鈦鋼復合板基層（Q235B）焊接臨時夾具或焊接永久性加固筋時，應控制層間溫度在400℃以下，避免鈦層氧化，一般采取焊接弱規范，即小電流，快焊速，不至于焊接熱輸入過大致使復層鈦氧化。必要時可采取銅墊板冷卻。

　　5.8 一根焊絲在焊接時，如遇中間停焊，應將受熱焊絲的端部剪除10-20mm（因焊絲端部已在400℃以上暴露在大氣中）氧化金屬，再重新焊接。

　　5.9 鈦焊縫和熱影響區（或母材）的表面顏色判斷是否合格和進行處理。

　　5.10 提升支承平臺變形觀測及節點檢查：

在鋼內筒安裝過程中，支承226m工作平臺的GL701、GL702梁的跨中，設置了3 個變形觀測點，用水平儀定期進行觀測，在第一、二吊點轉換前后各增加一次觀測，驗證鋼梁撓度彈性恢復情況，在荷載接近600t前，增加觀測頻次，并經常對GL701與GL702梁的連接焊縫進行檢查。

　  5.11 鋼內筒及吊點環梁檢查：

　　鋼內筒在提升過程中，由于吊點環梁的各連接件、焊縫的應力分布不均勻，吊點附近筒壁會發生變形，因此在吊點環梁上下6m處的保溫層要在吊點拆除后再做，在安裝過程中必須密切觀察：連接件、焊縫是否出現變形和裂紋，吊點附近筒壁的變形發展情況等，發現異常情況，應及時采取措施。在第一吊點通過12m、40m、75m、110m、150m平臺時，在第二吊點通過75m、110m、150m、平臺時，都必須進行檢查，尤其是第二吊點通過150m平臺時及以后，必須增加檢查頻次，發現異常情況應立即采取臨時安全措施，分析原因，確認故障排除后方可繼續提升。

　　5.12 液壓提升裝置運行監測：

　　5.12.1 運行操作人員負責液壓提升裝置運行的日常監測，按《GYT-200（Ⅱ）型鋼索式液壓提升裝置組裝、使用與維護說明書》進行工作。重點關注：卡爪滑脫失效的征兆；仔細檢查卡爪的工作情況，如發現卡爪與鋼絞線的咬合面磨損嚴重或斷裂，必須及時停機更換；檢查每個卡爪的三個導向螺釘的牢固性，擰緊應一致。

　　5.12.2 千斤頂的使用和維護：

　　每組提升裝置的主要組成部分包括：1臺液壓千斤頂、1臺液壓泵（含電氣）、高壓膠管6根、14芯控制電纜2根、上下錨頭2副、鋼索24（18根）、卡爪96副等。

　　1）卡爪是該裝置的關鍵承力部件，使用壽命為：在100kN載荷的重復作用下，允許使用次數為600次，如小于100kN時，使用次數可增加。

　　安裝卡爪時，要特別注意每個卡爪的三個導向螺釘的牢固性，擰緊后螺釘伸出的高度應一致，即12個卡爪的螺釘安裝高度保持在同一水平面上�？ㄗτ糜谏舷洛^頭和上下卡座的規格不同，嚴禁混用。

　　2）鋼索的規格為φ15.24，公稱截面積為138.61mm²，有左右捻向之分，破斷力為267kN，每米理論重量1.091kg。不允許通過滑輪導向或在任何彎曲的狀態下受力。每根鋼索在100kN的額定載荷下，通過上下卡座為一次計，可以使用6次，如小于100kN，在檢查表面無咬傷和松股的缺陷情況下可繼續使用，使用次數視實際情況而定。鋼索的安全系數為3.2。

　　鋼索安裝時，應一次性穿完，分兩次預緊。吊裝時每根鋼索必須承載0.25t才能將鋼索拉直，當有效工作繩數為24根，6t重力可以將鋼索可以拉直。每段筒體重約8t，滿足拉直要求。因此在0m時預緊12根，其余在12.475m平臺預緊完。

　鋼索不允許露天放置，必須做好防雨防潮措施，防止占上污物、泥土，穿前做好清潔工作。

3）千斤頂與鋼索豎立安裝使用，允許誤差為±0.5°。

　　4）電氣控制臺、液壓泵站必須有防雨防塵防潮等措施，泵站和電控臺殼體必須有可靠的接地保護。

　　提升裝置的承載機構具有自鎖性能，如施工吊裝時電源中斷，或其他特殊情況無法繼續工作時，該裝置可以承載懸停，但重物必須拉防風繩固定，懸停時間要盡可能短，否則有損卡爪壽命。