（东方电气集团东方锅炉股份有限公司四川成都611731）
摘要：大型电站锅炉机组受热面通常采用膜式壁结构的设计方式。膜式壁在制造厂制造时采用分段制造、分段供货至安装现场，再由安装施工单位在现场按膜式壁所处的炉膛位置分组进行地面组装、整体吊装的安装模式。国内各制造企业因锅炉炉型结构、制造难度的不同，在各个工程的安装过程中均不同程度出现吊挂、预埋件安装位置尺寸偏差、成屏弯头错位及角度偏差、膜式壁长（宽）度偏差等情况，造成现场安装组合困难，通过切割鳍片、更换插入管、重新装焊吊挂、预埋件等返修方式，不仅使现场返修工作量增加，也给电站锅炉正常投运带来了安全运行风险。本文结合膜式壁在现场组装过程中出现的安装质量问题，对造成问题的原因进行分析，提出有效解决电站锅炉膜式壁现场安装质量问题的改善对策及措施。
关键词：锅炉；膜式壁；安装质量；改善
1.前言：
大型电站锅炉是火力发电的三大主机设备之一，目前煤粉炉和循环流化床锅炉这两类锅炉是电站所用的主要类型，现在国内主力机组均为600MW、1000MW较为先进的超超临界锅炉。
大型电站锅炉的受热面通常采用膜式壁结构的设计方式，以1000MW超超临界锅炉为例，仅水冷壁系统的炉膛框架尺寸就达到34m×17m×77m。由于体积庞大、结合炉型设计结构和产品运输等情况，制造厂制造的膜式壁均采用分段制造、分段供货至现场：一般按上、中、下部和前、后、左、右墙进行设计分段，再根据产品运输形式的极限运输尺寸做设计分屏。因此膜式壁管片分屏数量众多，单台仅水冷壁系统的外墙膜式壁总计分屏数量就可达到300片以上（不含炉顶）。管片在制造厂制造完成后发运现场，由安装现场分组进行地面拼装、分组整体吊装的安装模式进行系统总装。
膜式壁在制造厂制造时是由单支管加鳍片经过焊接组成管片，再经过成排弯、装焊吊挂件、预埋件等多道工序，最终完成单个管片的制造工作。目前大量投入的高等级参数电站锅炉设计结构较为复杂，有垂直结构和螺旋结构之分，尤其以螺旋结构较为突出，手工装焊的工作量在增加；原材料的材质等级逐步在升级，焊接难度、管片焊接收缩量、变形量的增大，以及管材选用优化，管径尺寸的变化（单个管片由原来的20~30支管子加鳍片增加到50支以上管子加鳍片），致使单个管片焊缝数量、焊接工作量的增加，导致产品变形量增大，产品制造过程中几何尺寸控制难度增大，加上在产品制造、发运的过程中频繁起吊、翻身、运输造成单个管片均会不同程度发生局部变形。通过这些综合因素的影响，设备运抵现场在安装过程中不同程度会出现由于累计误差造成的吊挂、预埋件安装位置尺寸偏差、成屏弯头错位及角度偏差、膜式壁长（宽）度偏差等情况，使现场安装组合困难；现场只能通过切割鳍片、更换插入管、重新装焊吊挂、预埋件等返修方式对设备进行现场调整，不仅增加了现场的安装工作量，还由于施工条件差、施工难度大，造成返修工作质量不同程度受到影响，从而增加电站锅炉在投入运行后的安全运行风险。本文结合前期所收集的膜式壁在现场拼装过程中出现的安装质量问题，以案例的形式对问题的原因进行分析，提出解决电站锅炉膜式壁现场安装质量问题的改善对策。
2.现场安装存在的主要质量问题及原因分析
2.1吊挂、预埋件安装位置尺寸偏差：
整、对口后再进行恢复封焊的方式处理。
目前所采用的膜式壁材料随着锅炉参数等级的升高，已大部分采用12Cr1MoV合金钢及以上材料，安装现场除了采用上述方式对设备进行现场返修、调整外，还需针对校正、焊接后的返修部位进行局部加热热处理，同样也增加了现场施工过程中可能出现的质量问题对锅炉后期投入所造成的运行风险。
2.4原因分析：
上述三种类型的安装质量问题都有一个共性，就是制造厂是单个管片制造，而安装现场是多个管片按组拼装。
制造厂在厂内制造时是按单个管屏按序生产、报检，单个管片的高度一般在10~17M以内，宽度在3.5M以内，制造过程中单屏的各项几何尺寸控制及检查是按照目前执行的国家标准GB/T16507和GB/T1804执行（前述两个标准编号是指在国内投入安装运行的电站锅炉），各项几何尺寸在满足标准的情况下也会存在一定程度的尺寸偏差，制造难度大的管片偏差会稍微大一些；制造过程中不仅存在测量正负公差，还存在制造尺寸超差。按照目前国内各制造厂的制造模式、设备能力和锅炉炉型设计结构等特点，单片管屏在制造厂制造时这种误差仍然只能是按照标准进行相应控制，而没有找到切实有效的消除方法，也是制造企业所共有的普遍现象。
而在安装现场进行地面组装时，每一次拼装至少需要将10多屏单管片整体拼装在一起，并要保证每组拼装整体的上、下端对口尺寸、燃烧器开孔和人孔、观察孔等让孔位置尺寸、垂直吊挂和刚性梁吊挂位置尺寸等几何尺寸保持一致，由于涉及重要定位尺寸较多，拼屏组合调整困难。加之单个管片自身存在的各项尺寸误差累计叠加在一起造成了整体拼装误差的放大，甚至会出现超标的情况。
3.制造厂制造工艺方案的改善措施
由于制造厂是按照单个管片组织生产制造，各管片制造间无任何关联度，所以需要对制造工艺方案进行局部调整，由单一变为统一，即在制造厂内按现场地面组合模式进行统一的厂内拼屏调整，确定制造基准后，整体划吊挂、预埋件安装位置线并进行装配、焊接，完成后再以制造基准为基准划管片端面线，并按目前国内执行的制造标准进行单片检查验收的方式生产，即按炉膛位置整体拼屏摆大样的工艺方案生产。下面结合几个典型的炉型设计结构对具体的执行方法做个简要的阐述：
3.1平面垂直结构的产品
整面墙按设计分段形式分为上、下段。厂内制造时在条件允许的情况下可采取上、下段各整体拼屏摆大样一次，或者上、下段各摆大样两次，但是后者需要注意的是同一标高位置第一次摆大样的边缘两侧的管片需要作为第二次拼屏摆大样的基准，使制造基准具有统一性。具体的制造流程如下：
将每个管片校正符合标准要求后按图纸总图定位位置依次平铺―调整每个管片的图纸节距间隔尺寸―以最边缘两片为基准调整整组管片的长度尺寸、让孔位置尺寸和大框架的对角线尺寸，确定每个管片的端面基准并标注―将所有管屏在间隔位置内均匀临时性连接固定―按图划吊挂、预埋件等附件的定位安装线―对管片进行拼屏顺序编号（各制造企业需根据产品图号编制方法的不同将拼装顺序编号方法告知安装现场，现场按此编号方法组对现场拼装）―装点、加固附件―拆分管片后再进行分组附件焊接（根据附件工作量的大小也可以在不拆分管片的情况下焊接附件）―拆分并校正单个管片的焊后变形―管片热处理、校正―按制造标准和前面确定的管片端面基准划端面线及检查、验收。
3.2带弯头结构的产品
与前一种结构不同的是此类结构管片在整体拼屏摆大样前需要单片按标准摆地样对样检查，并移植弯头的起（终）弯点。整体拼屏摆大样时调整的基准为移植的弯头起（终）弯点，对角线调整不仅需测量整体空间框架对角线，而且需测量每个直段平面的平面对角线。调整时会遇到对角线尺寸偏差的情况，需要按目前的制造标准在标准范围内进行调整。
3.3复杂结构（圆柱形、圆锥形）的产品
上述属于平面类型的产品结构，而复杂结构的产品（旋风分离器），手工制造难度大，焊接收缩、变形更大，在制造过程各项几何尺寸控制难度较前两种结构更难。整体拼屏摆大样的工作实际上是将现场拼装的工作前移到制造厂进行预组装、预检查，对单片制造存在的制造误差提前予以消除。
4.结束语
在制造厂内按炉膛位置整体拼屏摆大样的工艺改进方案，在出厂前将质量和关键数据予以预防和消除，能有效减少和缓解现场拼装过程中出现的返修，确保膜式壁管屏在现场组装的安装质量，从而降低电站锅炉投入的运行隐患，确保工程进度有序顺利推进。
参考文献：
[1]GB/T16507《水管锅炉》中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会发布
[2]GB/T1804《一般公差未注公差的线性和角度尺寸的公差》国家质量监督局发布
作者简介：
陈红梅女，四川省成都市，工程师，大学专科，现任东方电气集团东方锅炉股份有限公司产品项目管理部产品计划员，先后从事过实习指导教师、质量管理和生产服务、管理工作32年。