特大型空分汽轮机主蒸汽管道黄金口对接精度控制方法

您袋RAAm|压力容器与管道特大型空分疙轮机菾汔管道黄金口对接精度接制亦痃杨建斌(中冶天工集团有限公司机电安装分公司天津300308)摘要:汽轮杋主蒸汽入口管道安装要求无应力配管,且对法兰对接精度要求很髙。在神华包头煤制烯烃项目空分装置汽轮机燕汽进口管道安装中,合理选择施工方法及施工工艺,保证了安装精度关键词:高压蒸汽管道无应力配管固定口焊接中图分类号:TK266文献标识码:B文章编号:1002-3607(2013)030042031工程简介煤制烯烃项目是国家级示范工程,是迄今为止世界上2008年7月到2010年8月,我公司承建了神华包头煤最大的煤化工基地总投资达200多亿元。空分装置为整制烯烃项目4×6000Nm7空分装置安装工程。神华包头个厂区提供生产所必须的无油压缩空气、低中压氮气、管道注水两道工序合为一道工序。专用短管总成割下、焊进水口修磨后焊到C、D段之间,相应部位焊接短节。C段管道变径管具备试压条件后,将B段管道内的水再注到c段管道内管道A、B之间的专用短管2就可割下安装到D、E段之间。如果D段与E段管径不同,在短节一端加一变径即可,见附图4。管道泵与旁通系统通过法兰连接,如果靠自流就可实现排水与注水工序,管道泵就可不安装。如此循环,即节约ZZZZZA拟试压管遵了用水,解决了水源与排放的难题,又提高了工效,缩短了旁通系统浓试压管道工期,节省了盲板、阀门等材料。附图4试压专用短管制作图(不同管径管道之间用)气4结论我们在峰峰集中供热工程中推广采用该技术,补偿器避免了承受轴向应力,因此不需要考虑补偿器加固问题;试压短管及水可循环利用,由于几处需要同时打压,全线只需要6套试压短管,节约钢材83吨。为了保证水的清洁,每次注水平均循环3次,整个工程节水2/3即节约用水1060吨,试压时间提前10天,即节省了材料相试压管道及水资源,又减少了工作量,降低了工人的劳动强度避免了因往农田中排放水而引起的工农关系紧张及对农附图2试压专用短管制作图(同管径用)作物的影响,有利于社会和谐。随着长距离管道工程的迅猛发展,水压试验时水源问题也日益突出,水压试验对整个工程工期及成本的影响也更加显著,本施工技术节水、省时、费用低的优势也就更加明显。今后的长距离管道施工中积极推广本技附图3采用专用短管试压方式术,使其更加完善,发挥更大的效益。压力容器与管道| INSTALLATION「安袋高压氧气等。管道的损耗需考虑。由于上述三点原因3#焊口前的水平高压蒸汽管道安装是该空分装置的重点、难点工程管段配管长度应留适当余量。结合神华施工现场实际情髙温、高压蒸汽推动汽轮机转动,以带动空气压缩机及增况:管道壁厚较大(δ=30mm);试压时3#焊口处需焊压机工作。管道设计压力:10.3MPa,设计温度:545℃,管接试压用临时管帽;吹扫时需焊接临时吹扫用管,临时道材质:12 CrlMoVG,汽轮机进口管规格:Φ351×30,汽轮管帽、吹扫临时用管均需切除,所以3#焊口前的水平管机转速:4764r/min,管道与汽轮机为法兰连接。段配管长度余量应有100mm左右2施工工艺要求及注意事项26为了方便垂直管段(1#焊口与2#焊口之间的管2.1汽轮机转速高,对接法兰安装精度要求高:段)与90度弯头的组对,以及2#焊口的坡口加工,垂直自由状态下法兰的平行偏差应≤0.15mm;径向偏差应管段下料时也应留出5m左右的富裕量。坡口加工及管≤0.50mm。汽轮机蒸汽人口管安装的好坏将直接影响汽道焊接时,应釆取措施,防止金属屑掉入管道。轮机能否正常运行。若安装不合格,管道的应力会传送27由于后续安装管道无法进行水压试验,1#、2#至汽轮机本体,使汽轮机产生位移甚至变形。严重时,3#焊口应进行100%射线检测及100%超声波检测。法兰会密封不严,出现蒸汽泄漏现象。3施工工艺介绍22吹扫需在3#焊口(见图1)处接临时管道通往室施工顺序按照图2施工工艺流程进行外,吹扫结束后将临时管切除。3#焊口至法兰之间的管道—包括90度弯头、垂直管段、法兰,组对过程需在3#焊口前水平管段找平,找正支吊架重新检查、调整主体管道试压、吹扫结束,且汽轮机组已经找平、找正后进行,这部分管道的安装直接影响与汽轮机的对接法垂直管困定垂直管段找平、找正焊口焊接兰的安装精度。3#焊口辉接L2样焊口焊接如需要,最终调整汽轮机本体法兰汽带道性兰图2施工工艺流程管道走向及焊口位置见图1。下文对各工序分别介绍。3.13#焊口前的水平管段找平、找正吹扫结束后,管道会发生位移。切除吹扫用临时管迹畏后喷道道后,3#焊口前的水平管道须重新找平、找正。32支吊架重新检查、调整备注:{表示此处为恒力弹资支架试压结束后,恒力弹簧吊架的固定销轴已经拔掉,图1汽轮机主蒸汽进口管道示意图吹扫后,恒力弹簧吊架的位移值叮能会发生变化。管道找平、找正后,对恒力弹簧吊架进行重新调整。23管道与汽轮机法兰对接时,不允许任何外力加3.31#焊口焊接在汽轮机组上,即:施工过程为无应力配管。1#焊口的焊接可在地面上进行,要保证法兰与直管2.43#焊口与汽轮机法兰之间的管道安装时,最后段的垂直度。焊接完成后,立刻进行热处理及射线、超道固定口的选择是实现无应力配管的关键。为使焊接声波检测。变形对法兰对接精度的影响减到最小,最后一道固定口34垂直管段找平、找正要远离汽轮机,但考虑到试压及吹扫要尽量遍及整个管1#焊口焊接结束后,将垂直管段安装就位(对接设道,所以这道焊口又不能离汽轮机太远,同时为便于焊备法兰口处缠绕垫不加,等全部管道安装、检查合格接操作及焊接变形的控制,选择水平口2#焊口(见图1)后,方可安装缠绕垫)。作为最后一道固定口。焊接变形控制是整个无应力配管平行偏差及两法兰间距检查:用塞尺塞人两法兰之的核心,特别是在进行2#焊口焊接时,应进行全过程跟间进行检查,至少检查相互垂直对称的四点。竖向偏差踪,随时监督法兰面的平行偏差及径向偏差。检査:穿入4条螺栓,螺母保持松弛状态,且螺栓不得有2.5管道用高温、高压蒸汽吹扫结束后,会产生变扭力,用直尺紧贴螺孔内侧塞入未穿螺栓的螺孔,上下形,吹扫结束后,要对管道进行复位调整;3#焊口处要穿通须无阻力,至少检查相互垂直对称的四点进行二次切割、焊接,管道有损耗;3#焊口进行正式焊3.5垂直管固定接时,对坡口要求高,坡口间距必须均匀,以使焊接时用3.4所述测量方式对垂直管进行调整。调整完毕后,各轴向应力保持一致,利于控制焊接变形,坡口加工对用图3所示方式将垂直管临时固定。重复上述测量方式进您袋1N置 ALLATION|压力容器与管道行精调,可用手动葫芦对垂氩弧焊打底结束,保证焊缝有足够强度以后,松开临时直管进行上下、前后、左右固定架,卸下四条螺栓,进行电弧焊填充。电焊填充过微调。垂直管精调结束后,程中要随时检测法兰的水平偏差和径向偏差,若发现偏将垂直管最终固定。可以将差在某个方位变大,可在其相反方向适当加大电流固定架水平槽钢焊接在土建焊接完成后,适当松开①、②、③号(见图1)恒力预埋板上,或者焊接四根立弹簧吊架,防止热处理时管道膨胀,致使汽轮机组受到腿伸至地面以固定固定架。平视图外力发生位移或变形。热处理完成后,保温棉别拆掉,3.63#焊口焊接让其缓慢冷却。选择两名非常优秀的38最终调整焊工,保证焊口RT检测一l#、2#、3#焊口都焊接完毕后,对法兰水平偏差、径次合格。第一层用钨极氩俯视图向偏差进行测量。一般情况下,若过程控制良好,偏差会弧焊,其余各层用电弧焊在规范要求之内。我项目在具体操作中,有一台焊接完成填充。后,偏差稍大。此时可调节恒力弹簧吊架的拉杆长度。为根据以往经验,3#不使管道内部应力增加或转移,调节恒力弹簧吊架时应整焊缝焊接及热处理完成便视图(省略立管)体调节,使管道整体进行移动。例如:若法兰向西偏差较后,3#焊缝上半部分的收图3垂直管固定方式示意图大,①⑥⑦(见图1)向上调,②、④、⑤(见图1)向下调缩量比焊缝下半部分的收调节恒力弹簧过程中,不能单靠弹簧的拉力进行调整,可缩量大,90度弯头上平面会向弯头内侧倾斜,出现“翘以先用手动葫芦拉动管道,等管道调节到位后,再调整恒头”现象。因预制时水平直管留有富余量,水平直管与力弹簧吊架。弹簧调整量应在设计范围之内。弯头组对时,可以使90度弯头向“翘头”变形方向的相上述八道工序全部完成后,应对法兰平行偏差和进反侧移1~2mm,这样2#焊缝有1-2mm的错变量,但3#焊行偏差进行复测,合格后,所有恒力弹簧按设计调整、缝焊接变形量正好能和错变量抵消。安装。再复测汽轮机与压缩机、增压机轴的同心度,确先将3#焊缝用钨极氩弧焊分八或十六点均匀点焊,保焊接过程中无外力使得汽轮机发生位移。各项指标都并将弯头固定。焊接时采取分段逆向对称法、分段交错合格以后,可以进行螺栓紧固。螺栓紧固应按对角方间跳法进行焊接,两人的焊接电流、速度尽量保持一式进行。螺栓紧固前应涂抹二硫化钼。螺栓紧固分初致。焊接时,电流尽量小,焊接速度不能过快,前一层拧、终拧、复拧三个步骤。初拧力矩值为终拧力矩值顺时针焊接后,下一层逆时针方向焊接。第一层电弧焊的50%,终拧力矩值和复拧力矩值应为设计力矩值。每产生应力最大,焊接变形也最大。在炟完第一遍电弧焊条螺栓未受力时与复拧完毕时都应用游标卡尺测量长后,若弯头出现“翘头”现象,焊接弯头下半部分焊缝度,以便用螺栓的伸长量判断紧固是否均匀。可适当加大电流,或者可以先进行一层下半部分的电焊4结束语填充,然后再进行一层上半部分的电焊填充。这一层结无应力配管最大的优点是整个施工过程中无任何外束以后,继续采用采取分段逆向对称法、分段交错间跳力作用在机器上,整个配管过程都是可控的。在安装工法进行焊接程中,选择合理安排施工顺序,特别是最后一道固定口的铬钼钢管道焊接前要进行预热,预热温度200℃左选择及安装过程的控制是无应力配管的关键。本无应力右,焊前预热可有效的降低焊接过程中产生的应力,减配管技术经包头煤制烯烃项目空分装置实践检验,汽轮小变形。焊接结束后要立刻进行热处理。热处理完成后机进口管道安装质量满足规范要求,而且很大程度上减用保温棉将焊缝包裹严实,缓慢冷却,使其应力得到释少了人力的消耗,缩短了工期,取得了很好的经济效益。放。热处理结束后进行100%射线及超声波检测。3.72#焊口焊接2#焊口的焊接是整个无应力配管过程中最重要的参考文献:道工序。在进行2#焊口焊接前,要确保垂直管调整合10L8692004(火力发电厂焊接技术规程格,坡口间距3mm,间隙要均匀,坡口端面平直。采取2u819202(火力发电焊热处理技术规程前述的分段逆向对称法、分段交错间跳法进行焊接。先18m8130199(6弹黄吊架14付荣柏焊接变形的控制矫正M礼京机工业出版社2006用钨极氩弧焊分八或十六点均匀点焊,再用对称焊的方5王洪光实用焊接工艺手册M]北京化学工业出版社2010式进行氩弧焊打底,注意用小电流、慢速度进行焊接。16赵素芬汽軋机没备M,北京中电力出版社2006