塔式锅炉钢结构的制造要点.pdf

第 5期 2 0 1 3年 9月 锅炉制造 BOI LER MANUF ACTURI NG No ． 5 S e p ． 2 01 3 文章编号 C N 2 31 2 4 9 2 0 1 3 0 5 0 0 4 30 2 塔式 锅炉 钢结构 的制造要点 沈佳 明 中国国际工程咨询公司， 北京 1 0 0 0 4 4 摘要 介绍了塔式锅炉钢结构主要结构形式 ， 并详细叙述了塔式钢结构的制造要点。 关键词 塔式锅炉钢结构； 箱形柱和箱形梁结构； 防止层状撕裂 中图分类号 T K 2 2 2 文献标识码 A M a n u f a c t u r i n g Ke y Po i nt s o f To we r Bo i l e r S t e e l S t r u c t u r e S h e n fla mi n g C h i n a I n t e r n a t i o n a l E n g i n e e r i n g C o n s u l t i n g C o r p o r a t i o n ， B e i j i n g 1 0 0 0 4 4， C h i n a Ab s t r a c t T h e ma i n s t r u c t u r e o f t o we r b o i l e r s t e e l s t r u c t u r e i s i n t r o d u c e d， a n d t h e ma n u f a c t u ri n g k e y p o i n t s a r e d e t a i l e d d e s c r i b e d ． Ke y wo r d s t o we r b o i l e r s t e e l s t r u c t u r e；s t r u c t u r e o f b o xc o l u mn a n d b o x g i r de r ；pr e v e n t l a me l l a r t e a rin g 0 引 言 特殊的制造工艺， 保证钢结构的质量。 我国九台 6 7 0 MW 塔式锅炉是继德国 8 0 0 MW 机组塔式锅炉之后 ， 国内 自行设 计制造 的首 台立 式锅炉。塔式锅炉 的钢结构较常规的卧式锅炉不 同 ， 其钢构架除承受锅炉本体荷载外 ， 还需承受锅 炉范围 内的各汽 水管 道 ， 烟 、 风煤 粉 管道 ， 高 温 低温 炉烟管道 ， 煤仓 、 吹灰设备 、 墙板及凛条 的 自重及风荷载 、 屋盖 、 炉顶单轨吊和脱硝等其他检 修荷载 ， 2 8 m锅 炉给煤机层在平 台等 的荷 载 包 括活荷载 ， 以及各停靠层处 电梯井 ， 锅炉本体外 传来的荷载 ， 锅炉炉前四大管道的生根荷载， 以及 包括风 、 地震等作用荷载 。可见塔式锅炉钢结构 承受载荷多、 受力状况复杂 ， 采用的钢结构形式主 要是 ， 由薄钢板焊接而成的箱形梁 、 箱形柱 ， 焊接 后变形量大， 容易导致钢板层状撕裂 ， 所 以应采取 1 塔式锅炉钢结构主要结构形式 6 7 0 MW 塔式锅炉钢结构高达 1 2 6余米 ， 重约 1 6 0 0 0吨 ， 主要采用高强度螺栓连接和焊接结构。 我们主要介绍节点为焊接连接方式 的钢结构 ， 塔 式锅炉的钢结构主要分为主框架和辅框架 ， 其 中 主框架分为箱形柱 、 箱形梁、 箱形垂撑 、 双腹大板 梁等 ； 辅框架分为柱底板 、 立柱、 横梁、 垂直支撑 、 水平支撑 、 支承梁 、 支吊梁、 端部支撑、 小罩支撑及 导向装置等。 箱形柱和箱形梁结构为方型钢形式 ， 其中四 条主焊缝为全焊透结构 ， 内部支撑筋板也为全焊 透结构。 主框架中箱形柱 的主角焊缝为全焊透结构 ， 部分支撑筋板角焊缝也为全焊透结构。 收稿 日期 2 0 1 21 1 一l 2 作者简介 沈佳 明 1 9 8 6一 ， 男 ， 黑龙江省哈 尔滨市人。毕业于东北林业大学， 工民建专 业， 现从事工业建筑及 电力设备方 面质 量管理 工作。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 4 4 锅炉制造 总第2 4 1 期 2 制造 要点 1 首先从控制原材料人手 ， 为保证钢构件节 点焊接的可焊性 ， 对主要构件选择材质提 出了较 为严格 的要 求 一是 对主梁和柱 采用 Q 3 4 5 B材 料 ； 二是用于受层状撕裂力作用的板材 ， 当钢板厚 度大于等于 5 0 m m时 ， 要求进行 z向性能试验 ， 并要求其钢 的含硫 、 磷量 熔炼分析 ≤0 ． 0 1 ％ ， 碳当量值 在 0 ． 4 0 ％ 以下 ， 断面收缩率 不得小 于 Z 1 5级 规 定 的 容 许 值 ； 三 是 厚 度 大 于 或 等 于 6 0 m m的大板梁用钢板必须 以正火状态交货 ； 四 是厚度大于或等于 6 0 m m的钢板应逐张 1 0 0 ％进 行超声检 测 ， 合格标准按 J B 4 7 3 02 0 0 5 ， 1 1级合 格 。 2 控制拼接接头互相错开的距离要求 一是 组合件相邻零件上 的连接焊缝应互相错开距离不 小于 2 0 0 m m； 二是板梁翼缘板与腹板上的连接焊 缝应错开距离不小于 2 0 0 mm； 三是柱 、 梁或大板 梁上的连接接头与隔板或托架的连接焊缝应错开 距离不小于 1 0 0 mm； 四是翼缘板或腹板连接焊缝 与 设计 图样 螺 栓孔 边缘 的距 离应 错 开不 小 于 2 0 0 m m； 五是钢板存在纵、 横两方向拼接时 ， 应采 用“ T ” 字形交叉接头。两相邻 “ T ” 字形交叉接头 的间距不小于 2 0 0 mm。 3 柱、 梁上 的型钢或钢板最小拼接长度为 1 米 ， 允许拼接数量按下列规定 长度 L对柱、 梁指分 段长度 L ≤6 m时 ， 允许有 1条拼接焊缝 ； 1 0 m≥ L 6 m， 允许有 2条拼接焊缝； 3 0 r nL1 0 m， 允许有 3条拼接焊缝。 4 在制造 厂中拼接 的柱 经机械加工后顶 紧 的接触连接部位 ， 应有 7 5 ％ 的面积为互相紧贴 ， 并用 0 ． 3 mm塞尺检查 ， 其塞人 面积之 和不得 大 于总 面 积 的 2 5 ％， 且 边 缘 最 大 间 隙 不 超 过 0． 8 mm 。 5 采取防止钢板焊接层间撕裂 的工艺措施 。 钢板 T字接头 、 十字接头、 角接头焊接时 ， 宜采用 以下方法防止钢板产生层 间撕裂 的工艺措施 采 用双面开坡 口形式 ， 对称焊接方法来代替单面开 坡 口的非对称焊接方法 ； 采用低于母材强度 的焊 条 ， 在坡 口内侧母材表面上 ， 先堆焊塑性过渡层 ； 对 Q 3 4 5钢材箱形柱角接接头 ， 当钢板厚度大 于 等于 8 0 m m时， 钢板边缘 的火焰切割面应采用机 械方法去除淬硬层 ； 采用低氢型 、 超低氢型焊条或 熔化极气体保护焊施焊 ； 提高施焊时的预热温度 ， 较常规结构提高 2 5～ 5 0℃。 6 采取控制 焊接 变形 的工艺措施 。按下列 要求采用合理的焊接顺序控制变形 一是对 于对 接接头 、 T形接头和十字接头焊接 ， 在工件放置条 件允许翻转或者容易于翻身 的情况下， 应采用开 双面坡 口， 对称顺序焊接方式， 而对于有对称截面 的构件 ， 应采用对称于构件 中性轴的顺序焊接 ； 二 是对双面非对称坡 口焊接 ， 宜采用先焊接深坡 口 侧部分焊缝 、 后焊接浅坡 口侧 、 最后焊完深坡 口侧 焊缝 的顺序 ； 三是对长焊缝宜采用分段退焊方法 或与多人对称焊接方法同时运用 ；四是宜采用 间 隔焊方法 ， 来避免焊件局部加热集中。在焊接坡 口型式 、 焊缝布置及焊接顺序确定的情况下 ， 宜采 用熔化极气体保护焊或药芯焊丝 自动保护焊等相 对较高能量密度 的焊接方法 ， 并采用较小的热输 入。宜采用反变形方法来控制构件的角变形 。对 一 般构件可以用定位焊固定 的方法 ， 来限制变形 ， 对于大型 、 厚钢板结构件宜采用 刚性 固定方法来 增加焊接件的刚性。对于大型结构件宜采取分部 件组装焊接、 分别进行矫正变形 ， 再进行总装焊接 的施工方法。 7 无损检测。对 于主框架 的箱形柱 与梁全 焊透形式 的 T型接 头、 主框架箱 体 的四条 主焊 缝 、 箱体与法兰的全焊透焊缝 、 主框架箱体与柱底 板 的对接加角接的组合焊缝应进行 1 0 0 ％超声检 测 ， 其验收标准按 J B ／ T 4 7 3 0 ． 32 0 0 5 I 级合格 。 3 结 论 塔式锅炉钢结构 的制造应控制好 原材料 中 硫、 磷 、 碳的含量 ； 提高施焊前焊接件的预热温度 ； 控制十字焊缝 、 T形焊缝的焊接变形量 ； 防止钢板 层状撕裂； 对主框架箱体与柱底板采用对接加角 接的组合焊缝 ， 来保证钢结构能具备承重 、 抗震及 稳定性的要求 ， 从而保证塔式锅炉安全可靠运行 。 迎 迎 投 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m