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摘要：余热发电属新能源技术，掌握、了解其工艺及施工要点，有利于行业发展，加快进程，提高质量，降低成本，增强效益。
关键词：余热发电余热锅炉施工工艺
Abstract: The waste heat power generation is a new energy technologies, to grasp and understand the process and construction elements is conducive to the development of the industry, to speed up the process, improve quality, reduce costs and enhance efficiency.Key words: waste heat power generation; waste heat boiler; construction technology
中图分类号：YR10 文献标识码：B
一、水泥窑余热发电技术
是直接对水泥窑在熟料煅烧过程中窑头窑尾排放的余热废气进行回收，通过余热锅炉产生蒸汽带动汽轮发电机发电。
一条日产5000吨水泥熟料生产线每天可利用余热发电21-24万度，可解决约60%的熟料生产自用电，产品综合能耗可下降约18%，每年节约标准煤约2.5万吨，减排二氧化碳约6万吨。
水泥纯低温余热发电技术是指在新型干法水泥熟料生产线生产过程中，通过余热回收装置——余热锅炉将水泥窑窑头、窑尾排出大量的低品位废气余热进行热交换回收，产生过热蒸汽推动汽轮机实现热能向机械能的转换，从而带动发电机发出电能，
窑头锅炉
所发电能供水泥生产过程中使用。
二、目前国内预分解水泥窑采用纯低温余热发电的主机设备配置主要为：
1、窑头采用余热锅炉（或热交换器），简称为AQC炉，国内都为立式；国外也是。
2、窑尾采用余热锅炉（或热交换器），国内大多采用的是立式，简称SP锅炉，安徽海螺川崎工程有限公司采用的是卧式，简称PH锅炉；国外为卧式。换热端差是指锅炉入口废气温度与过热器出口蒸汽温度之间的差值，其值越小，表明鍋炉过热器换热充分，传热效率高，蒸汽热焓高，热能利用率高。PH锅炉换热端差约为10℃，而SP锅炉的换热端差接近30℃。
3、汽轮机，国内采用补汽凝汽式汽轮机；国外为混压式汽轮机。
4、发电机，国内采用空冷式发电机；国外也是。
5、水处理设备。
6、循环冷却设备。
7、DCS控制设备。
三、主要单位工程施工组织设计
1窑尾余热锅炉施工组织设计
SP余热锅炉本体安装、进出烟风道制作安装及保温、配套的电气自控系统安装。当锅炉基础和设备及非标制作材料具备施工条件后，先组织锅炉本体的施工，在锅炉组织施工的同时，组织进行烟风道的预制工作；当锅炉本体水压试验合格完毕后，立即组织锅炉本体的保温；当具备烟风道安装条件后，立即组织其烟风道的安装，安装一段保温一段，避免后期保温集中而影响工期；管道、电气、自控仪表工程适时组织施工，确保窑尾余热锅炉单位工程按期进行试运调试。
2窑头余热锅炉施工组织设计
主要是AQC余热锅炉和沉降室安装、进出烟风道及沉降室的制作安装及保温、配套的电气自控系统安装等。当锅炉基础和设备及非标制作材料具备施工条件后，先组织锅炉本体和的施工，在锅炉组织施工的同时，组织烟风道预制，沉降室到货后立即组织安装，为烟道安装创造条件；当锅炉本体水压试验合格完毕后，立即组织锅炉本体的保温；当具备烟风道安装条件后，立即组织其烟风道的安装，安装一段保温一段，避免后期保温集中而影响工期；管道、电气、自控仪表工程适时组织施工，确保窑头余热锅炉单位工程按期进行试运调试。
3汽轮发电机组施工组织设计
工程主要是汽轮发电机组、辅助设备安装、厂房内管道安装及保温、配套的电气自控系统安装。在厂房及基础验收后，先组织车间中起重机安装，当土建和设备等具备施工条件后，先组织汽轮发电机组本体的施工，在机组本体组织施工的同时，组织辅助设备安装、厂房内管道安装，电气、自控仪表工程适时组织施工，尽量提早进行各系统试运和调试为机组调试启动冲转并网发电投运创造条件；当余热锅炉、厂区管道、化水、循环水等系统具备条件时，立即组织机组调试。从而确保投保工期目标的实现。
4其他单位工程施工组织设计
当具备安装条件后，及时组织化学水及循环水、室外管网等系统，为锅炉、机组试运调试创造条件，保证锅炉及机组如期投入调试试运。
四、SP锅炉安装程序及要点
1 SP余热锅炉施工工艺流程
2 受热面的安装要点
2.1采用的安装工艺：设计简易实用的专用提升吊具、5～8片蛇形管片中间加固组合为一组的安装工艺，提高工效3～5倍。
2.2受热面的总体安装顺序自下而上：省煤器→蒸发器Ⅴ→蒸发器Ⅳ→蒸发器Ⅲ→蒸发器Ⅱ→蒸发器Ⅰ→过热器。
2.3锅炉受热面即省煤器、五级蒸发器、过热器等在安装前，均已通球检查合格。每组受热面管片都应校平，管片安装应平整、节距均匀。该类型规格锅炉的受热面（六级蒸发器、过热器）的结构基本相同（吊挂结构），现以蒸发器安装为例说明如下。
蒸发器安装大致顺序：临时支承梁→两侧内护板、膨胀节→管片组件（边组对边吊装）、集箱→汽包内侧护板及中间隔板→通风梁→管片组件吊挂→预留吊装口内护板、上层平台、出口集箱→管片与进出口集箱上的管座对口焊接→密封。
2.4受热面安装要点：
⑴吊装三根临时支承梁，定位在通风梁正下方焊在两侧的钢架横梁上。
⑵吊装两侧的内护板并临时焊一角钢于柱上定位，再将膨胀节焊于内护板上部，在不留吊装预留口侧横梁上装上内护板下部槽钢及下部梳齿型密封。
⑶吊装前省煤器每组件（5～8片蛇形管片为一组）经过通球和单体试验合格。按照顺序逐组件吊装，为防止倾翻，就位后用倒链与横梁拉紧临时固定。
⑷进出集箱安装应符合下表要求。
⑸管片组吊装完后，吊装汽包侧护板及中间隔板。
⑹通风梁在地面预先焊接吊挂座，吊装三根通风梁并按照图纸用角钢限位。
⑺用槽钢做成的临时活动吊装架卡在两根通风梁上，挂上倒链提升各管片直到能够穿上销子，挂在通风梁下。按照图纸要求焊接有关部位。
⑻吊装该层预留吊装口上的内护板、上横梁、上走台栏杆及出口集箱。
⑼将管片与进出口集箱焊接
应按JB/T1613-93《锅炉受压元件焊接技术条件》的规定执行，制定焊接工艺指导书，焊工资格应符合《锅炉压力容器与压力管道焊工考试与管理规则》的有关规定。
焊接管口的端面倾斜度当管径≤60mm时偏差≤0.5mm，其他管径不应超过0.6mm；管子对接中心错口不应大于壁厚的10%，且不得超过0.8mm；管子由焊接引起的弯折度在距焊缝中心200mm处检查，其值应不大于1mm。
⑽护板、膨胀节等安装
由于炉内负压较大，密封工作十分重要。内护板、热烟道、膨胀节等的安装应随每级受热面的安装进行，应严格按照图纸进行施工，以利于膨胀、保证密封、稳定牢靠为原则。
特别要注意安装顺序：两侧的膨胀节及汽包侧内护板的下横梁必须先密封焊接，才能安装管片组件。否则管片组件安装后，无法焊接。
按照图纸在管片穿墙位置与内护板处，用梳齿型密封板密封焊接，对四片内护板连接处、内护板与上层内护板之间用膨胀节密封焊。
密封件焊接时，应注意焊接质量，不可损伤承压管件，所有直接与管件焊接的密封处应在水压试验前完成，安装完毕后，应进行严密性试验。
测温测压布置按照测点布置图切割护板施工，施工要求按照图纸要求。
3 锅筒安装要点
3.1锅筒吊装前的准备：锅筒吊装前要放在一干净空地，两端垫400mm（躲开支座位置），将与支座接触筒体部分污物除去，用砂布打光，然后放在支座上检查接触情况。按规范进行全面细微地检查、划线。如果设备出厂时未划线和未打铳眼时，则根据主要管座，在上、下、左、右沿纵向划出中心线，并打上铳眼。将检查过的锅筒两个底座吊放到炉顶上进行找正。
3.2锅筒的吊装：将准备起吊的锅筒预先运输到塔吊起吊的垂直平面内，以免起吊过程中发生可能的晃动而碰撞锅筒；起吊时绳索不得挤压在管接头上；试吊无误后，方可正式起吊；当锅筒离开地面后，静止10分钟，找正锅筒的横向水平度，然后缓慢提升到安装高度，旋转桅杆使锅筒到达锅筒安装位置的上方，对准锅筒底座，缓慢降落到底座上。
3.3锅筒的找正：就位后,进行标高、中心、水平找正，允许偏差见下表。
3.4锅筒内部的检查和清理
与锅筒相连的各连接管对接完毕后，在锅炉整体水压试验开始前应进行锅筒内的嚴格清理和检查。打开两端人孔，将内部装置能拆下的全部拆下暂放在走台上，进行清洗检查，然后复原。特别注意拆前要打印、编号，加垫地方按要求加垫，螺栓拧牢，封门前切勿将工具零件等遗忘。经验收合格后，严密封闭人孔门。锅筒安装结束后，应检查锅筒中心，标出水位表0水位（正常水位）以及最高、最低水位，水位表0水位在锅筒中心线以下100mm处。
五 结束语
随着世界经济快速发展、新型节能技术的推广应用，充分利用有限的资源和发展水泥窑余热发电项目已经成为水泥业发展的一种趋势，也完全符合国家产业政策。
参考文献
电力建设施工及验收技术规范(锅炉机组篇)DL/T 5047-96
电力建设施工及验收技术规范(汽轮机机组篇) DL 5011-92
《中国水泥窑余热发电技术（高级研修班教材—第一版）》
作者简介
刘全社，男，1969年4月5日生，籍贯河南濮阳，1991年7月，毕业于沈阳建筑工程学院（现沈阳建筑大学），建筑机械毕业，大学本科，毕业后分配到河南安装集团有限责任公司从事设备安装工作，现为高级工程师，公司内部技术专家。1991年7月年参加工作以来先后参加和主持过濮阳热电厂、荥阳热电厂、广州发电厂、湖北幸福电厂、跃进电厂等工程的施工；工作中认真负责，吃苦耐劳，大胆管理，在技术与管理方面取得了一定的成绩，积累了一些施工经验。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词：余热发电余热锅炉施工工艺
Abstract: The waste heat power generation is a new energy technologies, to grasp and understand the process and construction elements is conducive to the development of the industry, to speed up the process, improve quality, reduce costs and enhance efficiency.Key words: waste heat power generation; waste heat boiler; construction technology
中图分类号：YR10 文献标识码：B
一、水泥窑余热发电技术
是直接对水泥窑在熟料煅烧过程中窑头窑尾排放的余热废气进行回收，通过余热锅炉产生蒸汽带动汽轮发电机发电。
一条日产5000吨水泥熟料生产线每天可利用余热发电21-24万度，可解决约60%的熟料生产自用电，产品综合能耗可下降约18%，每年节约标准煤约2.5万吨，减排二氧化碳约6万吨。
水泥纯低温余热发电技术是指在新型干法水泥熟料生产线生产过程中，通过余热回收装置——余热锅炉将水泥窑窑头、窑尾排出大量的低品位废气余热进行热交换回收，产生过热蒸汽推动汽轮机实现热能向机械能的转换，从而带动发电机发出电能，
窑头锅炉
所发电能供水泥生产过程中使用。
二、目前国内预分解水泥窑采用纯低温余热发电的主机设备配置主要为：
1、窑头采用余热锅炉（或热交换器），简称为AQC炉，国内都为立式；国外也是。
2、窑尾采用余热锅炉（或热交换器），国内大多采用的是立式，简称SP锅炉，安徽海螺川崎工程有限公司采用的是卧式，简称PH锅炉；国外为卧式。换热端差是指锅炉入口废气温度与过热器出口蒸汽温度之间的差值，其值越小，表明鍋炉过热器换热充分，传热效率高，蒸汽热焓高，热能利用率高。PH锅炉换热端差约为10℃，而SP锅炉的换热端差接近30℃。
3、汽轮机，国内采用补汽凝汽式汽轮机；国外为混压式汽轮机。
4、发电机，国内采用空冷式发电机；国外也是。
5、水处理设备。
6、循环冷却设备。
7、DCS控制设备。
三、主要单位工程施工组织设计
1窑尾余热锅炉施工组织设计
SP余热锅炉本体安装、进出烟风道制作安装及保温、配套的电气自控系统安装。当锅炉基础和设备及非标制作材料具备施工条件后，先组织锅炉本体的施工，在锅炉组织施工的同时，组织进行烟风道的预制工作；当锅炉本体水压试验合格完毕后，立即组织锅炉本体的保温；当具备烟风道安装条件后，立即组织其烟风道的安装，安装一段保温一段，避免后期保温集中而影响工期；管道、电气、自控仪表工程适时组织施工，确保窑尾余热锅炉单位工程按期进行试运调试。
2窑头余热锅炉施工组织设计
主要是AQC余热锅炉和沉降室安装、进出烟风道及沉降室的制作安装及保温、配套的电气自控系统安装等。当锅炉基础和设备及非标制作材料具备施工条件后，先组织锅炉本体和的施工，在锅炉组织施工的同时，组织烟风道预制，沉降室到货后立即组织安装，为烟道安装创造条件；当锅炉本体水压试验合格完毕后，立即组织锅炉本体的保温；当具备烟风道安装条件后，立即组织其烟风道的安装，安装一段保温一段，避免后期保温集中而影响工期；管道、电气、自控仪表工程适时组织施工，确保窑头余热锅炉单位工程按期进行试运调试。
3汽轮发电机组施工组织设计
工程主要是汽轮发电机组、辅助设备安装、厂房内管道安装及保温、配套的电气自控系统安装。在厂房及基础验收后，先组织车间中起重机安装，当土建和设备等具备施工条件后，先组织汽轮发电机组本体的施工，在机组本体组织施工的同时，组织辅助设备安装、厂房内管道安装，电气、自控仪表工程适时组织施工，尽量提早进行各系统试运和调试为机组调试启动冲转并网发电投运创造条件；当余热锅炉、厂区管道、化水、循环水等系统具备条件时，立即组织机组调试。从而确保投保工期目标的实现。
4其他单位工程施工组织设计
当具备安装条件后，及时组织化学水及循环水、室外管网等系统，为锅炉、机组试运调试创造条件，保证锅炉及机组如期投入调试试运。
四、SP锅炉安装程序及要点
1 SP余热锅炉施工工艺流程
2 受热面的安装要点
2.1采用的安装工艺：设计简易实用的专用提升吊具、5～8片蛇形管片中间加固组合为一组的安装工艺，提高工效3～5倍。
2.2受热面的总体安装顺序自下而上：省煤器→蒸发器Ⅴ→蒸发器Ⅳ→蒸发器Ⅲ→蒸发器Ⅱ→蒸发器Ⅰ→过热器。
2.3锅炉受热面即省煤器、五级蒸发器、过热器等在安装前，均已通球检查合格。每组受热面管片都应校平，管片安装应平整、节距均匀。该类型规格锅炉的受热面（六级蒸发器、过热器）的结构基本相同（吊挂结构），现以蒸发器安装为例说明如下。
蒸发器安装大致顺序：临时支承梁→两侧内护板、膨胀节→管片组件（边组对边吊装）、集箱→汽包内侧护板及中间隔板→通风梁→管片组件吊挂→预留吊装口内护板、上层平台、出口集箱→管片与进出口集箱上的管座对口焊接→密封。
2.4受热面安装要点：
⑴吊装三根临时支承梁，定位在通风梁正下方焊在两侧的钢架横梁上。
⑵吊装两侧的内护板并临时焊一角钢于柱上定位，再将膨胀节焊于内护板上部，在不留吊装预留口侧横梁上装上内护板下部槽钢及下部梳齿型密封。
⑶吊装前省煤器每组件（5～8片蛇形管片为一组）经过通球和单体试验合格。按照顺序逐组件吊装，为防止倾翻，就位后用倒链与横梁拉紧临时固定。
⑷进出集箱安装应符合下表要求。
⑸管片组吊装完后，吊装汽包侧护板及中间隔板。
⑹通风梁在地面预先焊接吊挂座，吊装三根通风梁并按照图纸用角钢限位。
⑺用槽钢做成的临时活动吊装架卡在两根通风梁上，挂上倒链提升各管片直到能够穿上销子，挂在通风梁下。按照图纸要求焊接有关部位。
⑻吊装该层预留吊装口上的内护板、上横梁、上走台栏杆及出口集箱。
⑼将管片与进出口集箱焊接
应按JB/T1613-93《锅炉受压元件焊接技术条件》的规定执行，制定焊接工艺指导书，焊工资格应符合《锅炉压力容器与压力管道焊工考试与管理规则》的有关规定。
焊接管口的端面倾斜度当管径≤60mm时偏差≤0.5mm，其他管径不应超过0.6mm；管子对接中心错口不应大于壁厚的10%，且不得超过0.8mm；管子由焊接引起的弯折度在距焊缝中心200mm处检查，其值应不大于1mm。
⑽护板、膨胀节等安装
由于炉内负压较大，密封工作十分重要。内护板、热烟道、膨胀节等的安装应随每级受热面的安装进行，应严格按照图纸进行施工，以利于膨胀、保证密封、稳定牢靠为原则。
特别要注意安装顺序：两侧的膨胀节及汽包侧内护板的下横梁必须先密封焊接，才能安装管片组件。否则管片组件安装后，无法焊接。
按照图纸在管片穿墙位置与内护板处，用梳齿型密封板密封焊接，对四片内护板连接处、内护板与上层内护板之间用膨胀节密封焊。
密封件焊接时，应注意焊接质量，不可损伤承压管件，所有直接与管件焊接的密封处应在水压试验前完成，安装完毕后，应进行严密性试验。
测温测压布置按照测点布置图切割护板施工，施工要求按照图纸要求。
3 锅筒安装要点
3.1锅筒吊装前的准备：锅筒吊装前要放在一干净空地，两端垫400mm（躲开支座位置），将与支座接触筒体部分污物除去，用砂布打光，然后放在支座上检查接触情况。按规范进行全面细微地检查、划线。如果设备出厂时未划线和未打铳眼时，则根据主要管座，在上、下、左、右沿纵向划出中心线，并打上铳眼。将检查过的锅筒两个底座吊放到炉顶上进行找正。
3.2锅筒的吊装：将准备起吊的锅筒预先运输到塔吊起吊的垂直平面内，以免起吊过程中发生可能的晃动而碰撞锅筒；起吊时绳索不得挤压在管接头上；试吊无误后，方可正式起吊；当锅筒离开地面后，静止10分钟，找正锅筒的横向水平度，然后缓慢提升到安装高度，旋转桅杆使锅筒到达锅筒安装位置的上方，对准锅筒底座，缓慢降落到底座上。
3.3锅筒的找正：就位后,进行标高、中心、水平找正，允许偏差见下表。
3.4锅筒内部的检查和清理
与锅筒相连的各连接管对接完毕后，在锅炉整体水压试验开始前应进行锅筒内的嚴格清理和检查。打开两端人孔，将内部装置能拆下的全部拆下暂放在走台上，进行清洗检查，然后复原。特别注意拆前要打印、编号，加垫地方按要求加垫，螺栓拧牢，封门前切勿将工具零件等遗忘。经验收合格后，严密封闭人孔门。锅筒安装结束后，应检查锅筒中心，标出水位表0水位（正常水位）以及最高、最低水位，水位表0水位在锅筒中心线以下100mm处。
五 结束语
随着世界经济快速发展、新型节能技术的推广应用，充分利用有限的资源和发展水泥窑余热发电项目已经成为水泥业发展的一种趋势，也完全符合国家产业政策。
参考文献
电力建设施工及验收技术规范(锅炉机组篇)DL/T 5047-96
电力建设施工及验收技术规范(汽轮机机组篇) DL 5011-92
《中国水泥窑余热发电技术（高级研修班教材—第一版）》
作者简介
刘全社，男，1969年4月5日生，籍贯河南濮阳，1991年7月，毕业于沈阳建筑工程学院（现沈阳建筑大学），建筑机械毕业，大学本科，毕业后分配到河南安装集团有限责任公司从事设备安装工作，现为高级工程师，公司内部技术专家。1991年7月年参加工作以来先后参加和主持过濮阳热电厂、荥阳热电厂、广州发电厂、湖北幸福电厂、跃进电厂等工程的施工；工作中认真负责，吃苦耐劳，大胆管理，在技术与管理方面取得了一定的成绩，积累了一些施工经验。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。