锅炉施工中的缺陷控制与预防

中化二建集团有限公司

郑 文 才

二零##年三月

锅炉施工中的缺陷控制与预防

【摘要】锅炉属于热力设备，锅炉内部燃料燃烧，会产生巨大的热量和高温烟气，使设备本身发生很大的变化；施工过程中相对固定的各个部分，在投入运行以后也会发生相对位移。所以如何在施工的过程中充分考虑到锅炉运行以后外部和内部发生的变化，可以保障锅炉顺利稳定的运行。

【关键词】锅炉 缺陷预防 密封性 自由膨胀性

内蒙古三维煤化科技有限公司20万吨甲醇项目，全厂蒸汽由两台75T/h循环流化床锅炉提供。两台75T/h循环流化床锅炉由济南锅炉厂供货，燃料采用普通燃料用煤，锅炉热效率85%，蒸汽出口压力3.82MPa，蒸汽出口温度450℃，给水温度150℃，排烟温度150℃。通过向炉内添加石灰石能有效降低二氧化硫和氮氧化物的排放。

两台锅炉自20##年6月就开始陆续到货，先由我集团公司第三安装公司某劳务队负责施工，后由于甲方资金原因，施工时断时续。到20##年底，锅炉装置即彻底停工。20##年3月份，建设单位股份重组，中华煤气全资子公司易高环保投资有限公司占有该项目71%的股份，建设资金得到显著改观。应项目部要求由我带领工人接管两台锅炉的后续施工工作。由于原来的施工人员都早已撤走，而项目部的技术管理人员也发生了变更，故而现场的详细施工情况没有人清楚。只能靠我带着工人们一处一处的查找核实。

由于主蒸汽管网、1.5MPa蒸汽管网、1.0MPa蒸汽管网、0.5MPa蒸汽管网所用蒸汽均来之两台75T/h锅炉，且没有备用锅炉，因而在整个联动试车期间、投料运行阶段两台锅炉都不能出现丝毫的问题，负责将直接影响全厂各装置的正常运行。通过多次检查，发现了许多问题。

第一个问题，经过多次细密的检查，我发现炉膛内壁上有部分安装施工时的临时吊耳未拆除，虽然只是几个巴掌大的吊耳，但是以我的经验，我知道它们一旦被留下，它们对整个锅炉的危害将是无法弥补的，会直接导致锅炉的停车、进而引发全厂各装置的大面积停车。循环流化床锅炉运行以后，流化风从水冷风室通过风帽吹入炉膛，炉膛内部的煤粉处于流化状态（沸腾态），高温的煤粉颗粒高速运动，而炉渣则落入稳定层，最终通过放渣管排出炉外。一旦吊耳未被拆除并打磨平滑，高速运动的煤粉、烟气将会在局部形成漩涡，对周围的水冷壁鳍片、水冷壁管束造成极大的冲刷，造成局部破损，从而引发锅炉停车、其他装置也势必受此影响而停车。

由于吊耳所处的位置较高，在炉膛内部搭设脚手架需要搭设满堂红脚手架，而炉膛内部空间非常有限，必将使施工难度加大，施工周期延长，增加费用不说，还有可能影响锅炉整体水压试验的顺利进行。内部安装吊框也不太现实，因为水冷壁已封口，再在炉膛内部组装吊框，非常的不方便。经过现场多次观察我发现，内壁有吊耳的地方在水冷壁外面都能隐约看出来焊接的痕迹。于是采用从外部用磨光机切割的办法拆除吊耳。切割时为防止掉下砸伤水冷壁管、或砸到人，将一短节圆钢焊在上面以利于手持。切割后对切口部位进行打磨，另选一块同材质、同壁厚的钢板补上，直接采用全氩弧焊，以保障内部焊缝的光洁度。通过这个问题，需要提醒各位施工一线的施工人员，每次工作完成以后，都要及时的将临时加固件、临时吊耳等拆除，否则很有可能被遗忘进而造成不可弥补的损失，例如锅炉停车、全厂停产，或者需要花费很大的人力物力财力去补救。

第二个问题，由于前后施工的人员不是同一批人，所以哪些位置已经完善，哪些位置尚未完工，均是未知数。通过在炉膛内部设置照明灯具，进行漏光检查。我又发现了一个很棘手的问题。各片水冷壁组对的焊缝有局部漏焊的，难度最大的是水冷风室与炉膛结合处的Y型夹角处，蛇形板焊缝均未焊接。由于此处焊缝应该在水冷壁组对时，外护板安装之前施焊，而现在已经错过了施焊的最佳时机，造成此处焊接难度相当的大，外侧下部就是两个点火装置所在的位置，上部是锅炉钢结构的一根横梁和二次热风管道支管，施焊空间特别狭小，视野也不好，焊接质量不容易保障。我从所有焊工中挑选了两个技术比较过硬，且又有耐心的焊工，让他们两人作为一组，轮流钻进去躺下施焊，在外面的那个人就负责给施焊者提供照明、焊条、手锤等辅助工作，两个人交替作业。两人共花费了四天的时间，才将两台锅炉的四道焊缝焊完。并且在后续的检查中，以及水压试验、投料运行中经受住了考验。减少了不必要的财产损失，也维护了公司声誉。

第三个问题，在一次检查中，我意外的发现锅炉旋风分离器中心筒固定用的套筒和销轴有三处不同程度的锈蚀，这两个部件的材质应该是0Cr25Ni20Ti，在自然情况下不应该出现锈蚀的情况，经仔细核实生锈的几处部件竟然是碳钢材质。估计是原厂供货的部件在现场保管过程中丢失，被不知轻重的施工人员拿普通钢板代替。但是我知道普通钢板根本经受不住旋风分离器处八九百度的高温，在高温环境下钢板变形，极容易导致中心筒脱落的重大事故。我当即与项目部相关负责人取得联系，在现场进行了核实，并检查了其他各个相关部位。项目部领导在最短的时间里联系有关供货厂家进行供货。材料到现场以后，我安排工人利用等离子切割机进行下料，并按图纸要求进行了焊接。避免了一起重大质量安全事故的发生。

第四个问题，在锅炉四台冷渣机安装以后，我通过认真测量核实发现，锅炉底部排渣管与冷渣机之间的间距不足以满足锅炉运行以后热膨胀间隙。排渣管底部距离配套的三通阀顶端距离仅有55mm，而按济南锅炉厂供货说明书显示，75T/h循环流化床锅炉热膨胀量95mm。如果不提前进行整改，锅炉在烘炉煮炉期间就会发生事故。排渣管底部首先会直接顶住三通阀，随着温度的升高，膨胀量的增加，将会造成排渣管与水冷风室连接处的密封盒被撕裂、排渣管与炉膛底部水冷壁连接处被撕裂。从而造成停炉事件。经现场实际测量，并与业主单位、监理单位现场协商决定，采用以下解决方案进行整改。将冷渣机进口的管口采用等离子切割机切割使之缩短了25mm；同时将三通插板阀的进出口短管部位切除，将法兰用铸钢焊条直接焊接到三通口的两端，此项措施共增大空间23mm，至此排渣管底端至三通阀顶端的间距满足了锅炉的最大自由膨胀量。由于问题发现的早，处理及时，避免了一次停炉事故的发生。改造以后自投入使用至今，尚未出现过问题。

第五个问题，一次偶然的机会我上到锅炉上水冷壁顶部，结果发现刚性梁的安装存在问题，严重制约了上水冷壁的自由膨胀。上水冷壁受热以后应该是向左右两个方向膨胀，即左侧向左膨胀，右侧向右膨胀，但是刚性梁的安装却出现了问题，限位孔的方向装反了，所以根本起不到滑动限位作用。由此及彼，我将两台锅炉的汽包、过热器集箱、省煤器集箱等存在膨胀和位移的部位进行了一次全面而彻底的检查，一检查发现问题还真不少。有的是限位孔方向装反了，有的是螺栓过紧，均起不到应有的限位作用。我将以上各处均做了详细的标注，并安排专人逐个进行了整改，避免了事故的发生。

在现场的每一次巡查，我都注意观察各个角落，有没有存在问题、会不会对以后锅炉的顺利运行造成影响。又一次，我发现在7米运转层，锅炉水冷壁四周两侧的二次热风支管部分竟然与运转层连接在了一起。究其原因，应该是以前工人施工时，为了固定二次热风支管，而将其临时焊接固定在了运转层的钢支撑上。虽然只有四处，但是一旦锅炉投入燃料，随着锅炉的受热，锅炉整体下沉，而运转层平台相对固定，势必在两者之间产生较大的拉力。由于运转层的结构相对强度较大，最终结果要么是二次热风管道被撕裂、要么是炉膛外护板被撕裂。造成的后果即是播煤风分布不均，炉膛结焦，最终导致停炉。

在筑炉施工之前的检查中，我还发现过热器蛇形管、省煤器蛇形管安装位置不居中，四周距离外护板的间距不均匀，造成内部保温砖砌筑时，有两面间距不够、另外两面间距过大，影响筑炉工作的进行。我带领队员通过调整蛇形管和调整外部护板相结合的方法使各处间距达到了筑炉施工要求，满足了筑炉工作的顺利进行。

锅炉是一个看似静止的设备，但一台运行的锅炉每分每秒的状态都是不同的。锅炉自身每时每刻都在发生着变化。要想保证锅炉投入运行以后不出故障，维持锅炉的良好运转，就必须掌握锅炉的特点，了解不同工况下锅炉发生的变化。根据我二十多年的工作经验，以及十多台锅炉的施工经验，我将锅炉施工的重点归纳为两点。第一：密封性；第二：自由膨胀性。

第一：密封性，或者叫严密性。由于炉膛内的介质是燃烧的煤粉颗粒和高温的烟气，如果锅炉炉膛密封不严，炉膛内的高温煤粉颗粒或者高温烟气喷出，不仅有可能烫伤操作人员，还会使炉膛微正压降低，诱发风道风门的开度加大风机负荷加大等一系列连锁反应，喷出的烟气还会使现场的操作环境恶化，最主要的泄漏点处的烟气冲刷还会加速水冷壁管道的磨损，使膜式水冷壁的使用寿命大大缩短。如果烟气通道密封不严，会造成负压降低，引风机负荷加大，甚至超负荷工作，容易引发引风机故障，最终导致停车。

第二：自由膨胀性。由于锅炉属于热力设备，运行以后锅炉整体各部位都会发生不同程度的膨胀和位移，因此如何满足锅炉各部位自由膨胀的需要，确保锅炉周围的钢构、管道、平台等不会限制锅炉的自由膨胀，是满足锅炉安全运行的基本保障。特别要注意的是锅炉水冷壁下部呈上大下小的V字型，因此其周围的间隙应能够满足炉膛正常的下沉。另外，膜式水冷壁、汽水管道均是需要保温的，施工时要注意与钢结构、平台的间距应能满足保温施工的需要，以免影响保温施工以后的自由膨胀。

由于锅炉前期的施工是否达标直接影响到后期的施工，甚至锅炉投料以后的正常运行，因此如何在各个施工阶段做好质量控制、隐患消除，是高质高效的完成锅炉施工的基础。这就要求我们现场施工的各位，都能够严格按照规范要求进行施工，严格要求自己，不放过每一个小的缺陷，出现的问题能在第一时间得到解决，这样才能使我们的施工水平整体上升到一定的高度。真正做的了这一点，我们的能力才会不断的提高，我们的公司才会越来越强大，我们的足迹也终会踏遍世界的每一个角落。

 

第二篇：机修钳工高级技师论文

机修钳工高级技师论文

题目 铸件孔位偏移借料的定量判断法

作者：李坚勇

地址：临海市高级职业中学

电话：130xxxxxxxx

邮编：31700

Email：Lhlijianyong@126.com

20xx年7月

铸件孔位偏移借料的定量判断法

内容提要 许多单孔、多孔的套类、连杆、箱体等铸件，由于制造工艺和技术水平等因素的影响，造成孔位变形、变位、孔距变化、壁厚不均、裂缝、缺口、缩孔、歪斜、偏心等铸件缺陷。因此，在加工、划线中必须借料才能保证加工质量。在现有的技术文献中，借料往往采用多次试划法、定性分析来确定。本文采用定量判断法，运用借料量的具体表达式进行借料，在实际使用中效果较好。此法简便，利于操作，能大大提高划线加工效率，降低加工成本，减少产品的报废率。

关键词 孔位偏移 借料 定量判断法

一、前言与背景

本人在机械制造厂从事钳工、金加工岗位多年，对铸件中支架、连杆、箱体、套类等坯件的划线与加工，碰到制造工艺、技术水平、人员素质等因素的综合影响，造成铸件变形、变位、孔距变化、壁厚不均、裂缝、缺口、缩孔、歪斜、偏心等铸件缺陷，因此在加工过程或者在划线过程中，如果不通过正确的借料，会造成许多半成品的报废。本人通过台州市范围内各大铸造厂和机械制造厂的初步调查：不正确借料造成的报废占整体加工过程中报废70%以上，因此对这些形状复杂的铸件，除了在加工中借料外，还必须在划线中借料。如果在划线中能通过正确借料，那么在加工中就能保证技术要求，不出现报废品。如果通过划线借料不能保证加工要求的，就直接报废，不必要下道工序的加工，造成人、财、物、机、具等资源的浪费。因此钳工中，对划线工的综合素质要求比较高，同时在钳工的各操作岗位中，划线具有相当重要的地位和作用，通过划线便于复杂工件的装夹，便于及时发现处理不合格的毛坯，通过划线可使误差不大的不合格品变成合格的产品，同时划线中借料技术好坏直接反映划线工的技术素质，体现产品的质量和企业的效益。

我们在从事划线岗位时，碰到箱体类等铸件，需要借料时往往是通过眼睛看， 2

凭经验多次的试划、调整来进行借料，费时、费力。查找有关资料、教材、技术文献，如各种版本的钳工工艺学、机械制造工艺等有关资料，对划线中的借料部分也只是介绍定性分析，通过试划调整来解决，没有明确的表达借料量的大小和借料量的方向，大大降低了划线效率，同时增加了铸件的报废。现介绍一种定量分析法，得出借料量的具体表达式及能否借料的判断式，即借料定量判断法。在实际工作中，直接运用此法，便于掌握，利于操作，大大提高了划线效率和划线质量，降低铸件的报废率。

二、定量判断法的表达式

（一）套类铸件的定量判断表达式。

如图所示的圆环是一个铸件的毛坯，其内外圆都要加工，由于铸造原因造成内外圆偏心较大，需要内外圆同时借料才能确定。

设圆环毛坯尺寸，外圆直径d1′,内孔直径D2′，最大壁厚为hmax，最小壁厚为hmin，设加工后外圆直径为D2，内孔为d1，见下图一。，设外圆单边加工余量为δ1、内孔单边加工余量为δ2，借料后外圆最少加工余量为δ

加工余量为δ2min1min，内孔最少，，斜线部分为加工余量，，内外圆中心偏心量为a，见下图一。

不借料划线时，见上图二，加工后工件出现偏心，不能保证产品要求。 采用借料划线时，见上图三。

1、确定偏心量a

根据图3列方程：

hmax+(D1′/2 - a)= D1′/2+ hmin+a

解得：a=(hmax-hmin

)/2

3

2、根据a判断能否借料

假设圆环借料后如下图所示：

①若δ1min<0或δ2min<0，或hmin<h标（h标为加工后的要求壁厚）则不能借料，

此时即δ1-x<0或δ2-（a-x）<0,解此不等式得a>δ1 +δ2,

因此，不能借料的条件是a>δ1 +δ2或hmin<h标 ②若δ1min=0或δ2min=0或hmin=h标时虽能借料但属于危险品

③若a<δ1 +δ2或hmin>h标,则能借料

借料有二种情况：

A、当a<δ1 和δ2中的大值者，则可以一孔借料，借料量为a，另一孔不借

料。

B、当δ1 和δ2大值者≤a<δ1 +δ2时，则必须两圆同时借料，那么往哪个

方向借料，借料范围多少？最佳借料多少呢？

3、确定借方向、借料范围、最佳借料量

①借料方向

借料方向的原则是两孔同时向中心借，故O1′向右借料，O2′向左借料。 ②确定借料范围和借料量

设外圆O1借料量为x，内孔借料量则为a-x，根据加工要求： 由δ1min =δ1-x>0，δ2 min =δ2-（a-x）>0可得

借料范围：a-δ2<x<δ1

若内外圆的尺寸及技术要求，加工余量相差不大，可取δX=a/2+(δ1-δ1)/2 此式就是借料量的表达式

根据上述分析,把圆环偏心的借料定量法总结如下： 两圆偏心量a=（hmax-hmin）/2

若a>δ1 +δ2或hmin<h标,则不能借料，此时为报废品；

若a=δ1 +δ2或hmin=h标,此时为危险品；

若a<δ1 +δ2时，此时可以通过借料保证加工要求，

借料量为：X=a/2+(δ1-δ1)/2

借料方向为两圆同时向中心靠。

4 1min =δ2min即得到

借料范围为：a-δ2 <x<δ1

当a<δ1 、δ2中的大值者，可利用一孔借料另一孔不借料，取δ1 、δ2中的大值的圆借料，也可以两圆同时借料，最好的借料是两圆同时借料。

当δ1 、δ2中的大值<a<δ1+δ2，则必须两圆同时借料，否则不能保证加工

要求。

（二）箱体、连杆等两孔距偏小或偏大的借量定量判断法，现简单分析如下： 现有一箱体两轴承孔，毛坯孔距为B′。要求孔距B0，毛坯状态时，两孔距偏小，偏小量为a，两孔加工余量为δ1、δ2，现按三种情况分别划线如下图示：

毛坯划线状态 1）不借孔距划线

2）保证孔距前提下，借一孔划线 3）保证孔距前提下，借两孔划线

根据上图三种划线情况：

第一种情况：不借料划线需能保证合理的加工余量，但不能保证孔距B0。第二种情况：一般划线法，需能保证孔距和一孔加工余量，但另一孔无加工余量。第三种情况：采用借料划线法，既能保证孔距，又能满足两孔的加工余量。

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1、确定两孔距变化量a，毛坯孔距为B0′与图纸要求孔距为B0之差，即a= B0′- B0，当a>0，孔距偏大，当a<0，孔距偏小。

2、根据a判断能否借料

①若a>δ1+δ2，则不能借料；

②若a =δ1+δ2，即δ

属危险品；

③若a<δ1+δ2，则通过借料，才能保证加工要求。

借料也有两种情况：

A、当a<δ1 和δ2中的大值者，则可以一孔借料，借料量为a，另一孔不借

料。

B、当δ1 和δ2大值者≤a<δ1 +δ2时，则必须两圆同时借料，才能保证加

工要求，那么往哪个方向借料，借料范围多少？最佳借料多少呢？

3、确定借方向，借料范围，最佳借料量

①借料方向

当a= B0′- B0>0时，两孔同时向内借料，当a<0时，两孔同时向外借料。 ②确定借料范围和借料量

根据圆环的分析，同理两孔的借料范围为a-δ2 <x<δ1(x为O1孔向右借料量)

借料量表达式X=a/2 +(δ1-δ2)/2(δ1、δ2为单独状态不借料时的单边加工余

量)。

现把两种借料定量判断法总结如下：

两孔距变化量a=B0′-B0

若a>δ1 +δ2,则不能借料，此时为报废品；

若a=δ1 +δ2此时为危险品；

若a<δ1 +δ2时，此时可以通过借料保证加工要求，

借料量为：X= a/2 +(δ1-δ2)/2

借料方向为两孔同时向中心靠。

借料范围为：a-δ2 <x<δ1

当a<δ1 、δ2中的大值者，可利用一孔借料另一孔不借料，取δ1 、δ2中的大值的孔借料，也可以两孔同时借料，最好的借料是两孔同时借料。 6 1min=0, δ2min=0,虽能借料，但不能绝对保证加工要求，

当δ1 、δ2中的大值<a<δ1+δ2，则必须两孔同时借料，否则不能保证加工要求。

（三）三角形的三孔借

料法，借料方法同上，在确定第三孔中心时，先确定两孔的借料点，再确定第三孔的借料点。见下图示：以O1O3′、O1O3″划圆弧得到交

点O3即为第三孔的借料点。

三、实际应用举例

例一

现有一套筒坯件，经实

测尺寸如下图示，请通过借料划出坯件加工线。

解：根据题意可求得：δ1 =（?48-?40）/2=4

δ2 =（?26-?20）/2=3

① 求偏心量a=（hmax-hmin）/2=(17.5-9.5)/2=4

② 判断能否借料：因为a=4<δ1 +δ2=7，或hmin=9.5<h标=6.5，所以能借料。 ③ 确定借料方向：O1向右借，O2向左借。

④ 确定借料范围和借料量：根据a-δ2<x<δ1，xO1向右借料量，借料范围为0≤x≤4

借料量：x=a/2+（δ1-δ2）/2=4/2+（4-3）/2=2.5

讨论：若此题采用O1或O2单独借料，因为a=4=δ1,故为出现危险品。

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例二：某一连杆的二孔坯件经测得如下图

解：孔距偏移量a=B0- B0′=40-36=4

δ1=（?18-?10）/2=4 δ2=（?22-?12）/2=5

因为a=4<（δ1+δ2）且，a<δ1和a<δ2，所以此题可以一孔借料，若一孔借

料，则以右孔借料为好；若采用两孔同时借料，则两孔同时往外借，设左孔向左借料量为x，右孔向右借料量为a-x。

X=a/2+（δ1-δ2）/2=4/2+(4-5)/2=1.5

讨论：在上题中采用一孔借料时虽能保证加工要求，但对加工造成麻烦，切削会造成单边切削，不利于切削加工，甚至会出现危险品。

四、借料的定量判断法的推广应用及效果

我们把这种方法从在教学中每年向学生推广，学生毕业后在实际工作中运用此法感觉简单、方便，便于掌握，减少许多借料中的误区，提高工作效率，降低了产品报废率，通过与各企业相关技术工人技术交流，把此法推广给他们，他们也得到了积极的采用。

通过运用此法与不运用此法的调查，得出如下调查结论：

同一坯件划线时间降低一倍以上，劳动调度降低一倍以上，划线效率提高50%以上，对工人的综合技术素质降低要求，产品的报废降低30%以上。

当然，运用定量判断法还需要定性分析，也有必要一定的试划法和调整法，将此法应用于多孔距偏心借料，有待进一步探讨。

作者简介：李坚勇 浙江工业大学机械制造自动化本科、工业管理工程专科，中学高级、高级技师、台州市机械教研员。主要从事职高学生的实习就业工作和研究，其中《面向就业需要的实习指导和管理模式》获浙江省第二届职业教育优秀成果二等奖。《机械专业的循环实习法》获台州市第一届职业教育成果二等奖。

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