淺談流化床鍋爐旋風(fēng)分離器拆除工藝

上海電力安裝第二工程有限公司 孫琳玲 顧紅凱 王國興

此次改造的鍋爐于2008年3月投產(chǎn)，以摻燒石油焦和煤為主。至2021年8月此臺(tái)機(jī)組發(fā)電量為83.64億千瓦時(shí)，供熱量5686萬吉焦。經(jīng)過13年的連續(xù)運(yùn)行，鍋爐存在落煤管堵塞、空預(yù)器漏風(fēng)率高、底渣系統(tǒng)可靠性差等一系列問題。隨著近年來煤炭消費(fèi)總量的大幅下降，此鍋爐需通過技術(shù)改造實(shí)現(xiàn)國家規(guī)定的煤耗指標(biāo)。同時(shí)由于機(jī)組的可靠性逐年下降，使得熱電部對(duì)石化的供熱、供電保障壓力也逐年增加。如在日常運(yùn)行中機(jī)組發(fā)生非停，石化工藝生產(chǎn)線會(huì)產(chǎn)生巨大的、無法估算的損失，故此次對(duì)流化床鍋爐進(jìn)行改造。按業(yè)主方要求在拆除原帶有澆筑料的旋風(fēng)分離器后，采用水冷分離器以達(dá)到提升效能、清潔生產(chǎn)的目的。

旋風(fēng)分離器分為上下兩部分，上部分為垂直段、下部分為錐體段，是一種通過渦旋分離，在不使用過濾器的情況下從空氣、氣體或液體流中去除微粒的設(shè)備。在旋風(fēng)分離器的圓柱形或圓錐形容器內(nèi)建立了高速旋轉(zhuǎn)流?？諝庖月菪问搅鲃?dòng)，從旋風(fēng)分離器的頂部（寬端）開始、在底部（窄端）終止，然后以直流的形式通過旋風(fēng)分離器的中心離開旋風(fēng)分離器并從頂部流出。旋轉(zhuǎn)流中較大、較密的顆粒具有很大的慣性，無法遵循旋轉(zhuǎn)流的緊密曲線，因此撞擊外壁，然后掉到旋風(fēng)分離器的底部，可以將其除去。在下半部錐形系統(tǒng)中，隨著旋轉(zhuǎn)流向旋風(fēng)分離器的狹窄端移動(dòng)，旋轉(zhuǎn)流的旋轉(zhuǎn)半徑減小，從而分離出越來越小的顆粒。

1 拆除前準(zhǔn)備

1.1 工藝流程

此次旋風(fēng)分離器拆除的主要難點(diǎn)就在于工期緊、工程量大、拆除施工空間有限、澆注料與分離器罩殼錨固件的接觸牢固且拆除困難。常規(guī)施工方法為在旋風(fēng)分離器的外側(cè)和內(nèi)側(cè)均搭設(shè)滿堂腳手架進(jìn)行人工拆除作業(yè)，但采用滿堂搭設(shè)腳手架工序復(fù)雜且耗時(shí)久，在拆除過程中腳手架容易出現(xiàn)因澆注料松動(dòng)而塌落的風(fēng)險(xiǎn)，也容易出現(xiàn)由于腳手架搭設(shè)時(shí)與澆注料發(fā)生接觸、而方不便澆注料與罩殼拆除的情況。為解決上述拆除難點(diǎn)，故決定采用在旋風(fēng)分離器內(nèi)側(cè)搭設(shè)懸吊組合平臺(tái)的方法進(jìn)行拆除作業(yè)，這種拆除方式可靈活變換臨時(shí)升降平臺(tái)的高度以滿足現(xiàn)場(chǎng)復(fù)雜的施工要求。

具體拆除吊裝工藝流程為：臨時(shí)吊拋中心筒-旋風(fēng)分離器頂部罩殼切割-清理旋風(fēng)分離器頂部澆注料-搭設(shè)懸吊平臺(tái)-清理旋風(fēng)分離器垂直段澆注料-旋風(fēng)分離器垂直段罩殼切割-椎體段搭設(shè)腳手架-清理旋風(fēng)分離器錐體段澆注料-旋風(fēng)分離器椎體段罩殼切割-拆除分割線處外殼板-拆除中心筒-完成。

1.2 鍋爐臨時(shí)平臺(tái)的搭設(shè)

此臨時(shí)平臺(tái)搭設(shè)的目的，是便于將已拆除的旋風(fēng)分離器（片狀）運(yùn)至鍋爐外，通過吊車吊至鍋爐零米。此臨時(shí)平臺(tái)搭設(shè)在鍋爐擴(kuò)建端21米層，H-J排內(nèi)（圖1）。

在鍋爐擴(kuò)建端21米層H-J排內(nèi)，借用底灰?guī)臁⑹曳弁矀}原有的鋼結(jié)構(gòu)8m層位置向鍋爐副鋼架位置敷設(shè)臨時(shí)拖道平臺(tái)。因石灰粉筒倉原有鋼結(jié)構(gòu)比底灰?guī)煸袖摻Y(jié)構(gòu)高出2m，因此需在此處安裝一個(gè)2m的H300型鋼及斜撐；腳手架從0m搭設(shè)至11m，即底灰?guī)臁⑹曳弁矀}原有鋼結(jié)構(gòu)位置；在12m層臨時(shí)平臺(tái)上布置一根生命繩，同時(shí)從12m層至21m層的臨時(shí)平臺(tái)布置一個(gè)爬梯并配備防墜器，用于人員上下。

21m層臨時(shí)平臺(tái)兩側(cè)向鍋爐布置腳手架通道；21m層鍋爐副鋼架布置一根生命繩；21m層臨時(shí)通道滿鋪20mm厚鋼板；21m層旋風(fēng)分離器位置滿鋪腳手板；焊接要求臨時(shí)平臺(tái)中的H型鋼、工字鋼須滿焊；臨時(shí)平臺(tái)上的纜風(fēng)繩用于裝拆臨時(shí)平臺(tái)；爬梯用于裝拆臨時(shí)平臺(tái)時(shí)人員的上下，安裝臨時(shí)平臺(tái)后拆除爬梯，拆除臨時(shí)平臺(tái)后再重新安裝爬梯；該臨時(shí)平臺(tái)能夠承重約28噸。

1.3 懸吊組合平臺(tái)的搭設(shè)

組合平臺(tái)為8邊形結(jié)構(gòu)，采用#12槽鋼焊接制作（直徑3米），中間固定不動(dòng)部分使用腳手板滿鋪，外側(cè)外伸可調(diào)節(jié)部分也使用腳手板滿鋪，側(cè)向距離根據(jù)錐體角度的變化進(jìn)行左右調(diào)節(jié)（圖3）。懸吊組合平臺(tái)重量約1.5噸，加上施工人員及工具重量，使用時(shí)總計(jì)重量約4噸。

利用中心筒內(nèi)5噸的卷揚(yáng)機(jī)及4組滑輪組的配合，4組滑輪組分別接鉤1個(gè)2~3噸鏈條葫蘆懸吊該組合平臺(tái)，組合架處鋼絲繩利用鋼絲繩夾固定，可使用鏈條葫蘆調(diào)節(jié)組合架的上下高度。調(diào)節(jié)懸吊組合平臺(tái)的升降高度，當(dāng)懸吊平臺(tái)與煙道人孔門高度齊平時(shí)，人員便可通過人孔門進(jìn)出施工作業(yè)。

5噸卷揚(yáng)機(jī)及4組滑輪組接鉤4個(gè)2~3噸鏈條葫蘆，可承載約20噸的重物；該組合平臺(tái)重量1.5噸，平臺(tái)上施工人員10人約2噸、施工材料0.5噸，總重量約4噸，因此滿足吊裝要求。為確保施工中懸吊組合平臺(tái)不超載及人員高空作業(yè)時(shí)的安全，施工人員必須嚴(yán)格執(zhí)行以下要求：

平臺(tái)上的施工人員不得超過10人；平臺(tái)上的施工人員出入、施工作業(yè)時(shí)必須帶好安全帶及防墜器，安全帶掛在防墜器上，另外再架設(shè)一根防墜器用來固定鋼絲繩作為雙重保險(xiǎn)；平臺(tái)內(nèi)不得堆放超過0.5噸材料，銷釘及澆注材料進(jìn)入平臺(tái)后需立即進(jìn)行施工；分離器的進(jìn)口煙道因懸吊平臺(tái)作業(yè)時(shí)的下降即會(huì)成為臨邊，因此需拉設(shè)生命繩并懸掛警示標(biāo)牌；在分離器進(jìn)口煙道的人孔門前，需安排監(jiān)護(hù)人員對(duì)進(jìn)出人孔門的施工人員進(jìn)行受限空間作業(yè)登記并監(jiān)護(hù)，無關(guān)人員不得進(jìn)入煙道內(nèi)部。

1.4 旋風(fēng)分離器拆除的準(zhǔn)備

在鍋爐0米層劃分區(qū)域、搭設(shè)圍欄，應(yīng)有專人負(fù)責(zé)，禁止非相關(guān)人員進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)，施工人員應(yīng)經(jīng)過安全教育考試合格，并體檢合格后方可上崗；在拆除作業(yè)施工前，必須有相對(duì)應(yīng)的工作票，必須關(guān)停與拆除設(shè)備相關(guān)的電、氣、水及其他危害設(shè)施后方可進(jìn)行拆除工作；拆除前，需檢測(cè)爐膛、風(fēng)道等有限空間內(nèi)氣體，對(duì)人體有害的氣體含量低于國家標(biāo)準(zhǔn)方可進(jìn)行拆除工作；布置卷揚(yáng)機(jī)：在已搭設(shè)的21米鍋爐平臺(tái)處，布置5噸卷揚(yáng)機(jī)、2噸卷揚(yáng)機(jī)各4臺(tái)，用于拆除旋風(fēng)分離器；9米平臺(tái)一次風(fēng)箱處布置2噸卷揚(yáng)機(jī)2臺(tái)（從21米處挪移過來）；空預(yù)器下布置2噸卷揚(yáng)機(jī)1臺(tái)（從21米處挪移過來）。

旋風(fēng)分離器及返料腿腳手架的搭設(shè)：15m至44m借助鍋爐原有每層平臺(tái)，圍繞旋風(fēng)分離器及返料腿搭設(shè)腳手架；隔離平臺(tái)的搭設(shè)：44.6m鍋爐剛性梁處搭設(shè)臨時(shí)隔離平臺(tái)，用于倒料（腳手管、新增鋼梁等）；21m鍋爐剛性梁處搭設(shè)臨時(shí)隔離平臺(tái)，用于倒料（腳手管等）；34.2m至42m爐膛出口煙道內(nèi)，用腳手架網(wǎng)格搭設(shè)立面硬隔離，防止在拆除過程中廢料落入爐膛內(nèi)。

臨時(shí)拖道布置：在21.6m層旋風(fēng)分離器位置各鋪設(shè)【20工字鋼、16mm厚鋼板，做成9×1.8m的3塊臨時(shí)拖道，用2噸、5噸卷揚(yáng)機(jī)將切割的分段、分片、分塊部分吊運(yùn)至擴(kuò)建端21米層臨時(shí)平臺(tái)；保溫外裝板及保溫棉的拆除：49m新增剛梁最大單件重5噸，因此采用100噸汽車吊將新增鋼梁吊至44m平臺(tái)，100噸汽車吊站位于底灰?guī)臁⑹曳弁矀}外道路上，跨距約10米，起吊高度約49米（含吊鉤及索具）、主臂升至51米，吊籃在實(shí)際使用前要做載重實(shí)驗(yàn)，實(shí)際使用時(shí)不得超過實(shí)驗(yàn)重量。

主要工器具配置：100噸汽車吊（起吊鋼梁、中心筒）1臺(tái)、50噸汽車吊（起吊罩殼）1臺(tái)、25噸汽車吊（起吊腳手架、板）1臺(tái)、5噸卷揚(yáng)機(jī)（吊放中心筒）4臺(tái)、2噸卷揚(yáng)機(jī)（吊放罩殼）7臺(tái)、切割工具（切割旋風(fēng)筒罩殼）16套、1噸手拉葫蘆（吊放罩殼）10個(gè)、2噸手拉葫蘆（臨拋罩殼）10個(gè)、3噸手拉葫蘆（臨拋罩殼）10個(gè)、5噸手拉葫蘆（臨拋中心筒、固定吊籃）10個(gè)、撬棒（清理澆注料）12件、鋼絲繩（制作生命繩）12件、10噸叉車（清理澆注料）1臺(tái)、吊籃1個(gè)。

2 拆除工藝方法

根據(jù)圖紙及現(xiàn)場(chǎng)情況，首先在53.6m剛性梁加固、開孔生根及吊點(diǎn)，安裝4個(gè)5噸鏈條葫蘆用以臨拋中心筒，防止拆除旋風(fēng)分離器外殼過程中中心筒掉落；腳手架拆除原返料腿底部的臨時(shí)出灰管，在該位置安裝15米長的φ800臨時(shí)管子至0米，用于拆除后的澆注料及旋風(fēng)筒上部外殼切塊直接滑落至鍋爐0米；用碳弧氣刨法割除分離器外殼的頂板；分離器外殼頂板切割成小于500×500mm的小塊后，和澆注料一起通過之前搭設(shè)的φ800臨時(shí)管道輸送至0米并及時(shí)清理防止堆積過多。

旋風(fēng)分離器分為上下兩部分，上半部分為垂直段、下半部分為椎體段，垂直段的筒體重量由中心筒上方的出口煙道懸吊和32m層的鋼梁托舉，旋風(fēng)筒下半部分椎體段的主要重量由32m層鋼梁懸吊支撐，在旋風(fēng)分離器內(nèi)部搭設(shè)懸吊平臺(tái)以輔助清理澆注料和切割罩殼。在44.8m膨脹節(jié)至32m臨時(shí)分割線處，由上向下方式用碳弧氣刨或氣割方式割除分離器外殼的側(cè)板，每塊側(cè)板按長3~4m、高1m，約3~4m2左右割除，割除后利用卷揚(yáng)機(jī)直接吊運(yùn)至臨時(shí)拖道。

割除時(shí)需注意，割除分離器外殼的側(cè)板時(shí)，需先將外殼內(nèi)的澆注料敲落，讓其落入φ800臨時(shí)管子至0米后，再用氣割方式割除外殼。若無法將澆注料敲落，需用碳弧氣刨方式割除外殼；割除時(shí)先在需割除的小塊鐵板上開孔用于掛鉤，防止小塊直接摔落；割除至臨時(shí)分割線處時(shí)，需保留分割線處外殼板，因?yàn)樵摮鐾鈿ぐ迨桥c剛性梁連接，在割除32m至21m斜坡道分離器外殼時(shí)起到支撐作用。

44m至32m分離器外殼拆除后，在32m至21m分離器斜坡道內(nèi)，沿外殼側(cè)板搭設(shè)腳手架后，敲落側(cè)板內(nèi)澆注料至0米；32m至21m斜坡道分離器外殼，需由下向上方式，用碳弧氣刨或氣割方式割除分離器外殼的側(cè)板，每塊側(cè)板按長3~4m、高1m，約3-4m2左右割除，割除后利用卷揚(yáng)機(jī)直接吊運(yùn)至臨時(shí)拖道；拆除分割線處外殼板；分離器外殼及返料腿拆除后，用卷揚(yáng)機(jī)將中心筒吊至0米。

3 結(jié)語

此次旋風(fēng)分離器拆除的主要難點(diǎn)就在于工期緊、工程量大、拆除施工空間有限、澆注料與分離器罩殼錨固件的接觸牢固且拆除困難。通過在旋風(fēng)分離器內(nèi)側(cè)搭設(shè)懸吊組合平臺(tái)的拆除方式，減少了滿堂腳手架搭設(shè)的工作量、節(jié)省了時(shí)間；減少了受限空間內(nèi)搭設(shè)腳手架引起的安全隱患；因后續(xù)水冷分離器安裝作業(yè)仍需搭設(shè)滿堂腳手架，用懸吊平臺(tái)可避免一次搭拆腳手架的工作量，達(dá)到降本增效的目的。

懸吊平臺(tái)不與澆注料發(fā)生接觸而方便澆注料與罩殼的拆除，避免了滿堂腳手架對(duì)澆注料拆除作業(yè)帶來困難；避免了腳手架因澆注料的松動(dòng)脫離而發(fā)生塌落風(fēng)險(xiǎn)；利用懸吊平臺(tái)可減少困難、優(yōu)化進(jìn)度，如運(yùn)料無需從腳手架上傳遞，可直接升降懸吊平臺(tái)的高度、可自由調(diào)節(jié)，不會(huì)碰觸筒壁和模板。