5500t/d新型干法除尘悬浮立筒预热器制作施工技术

　　摘要：详细介绍了5500t/d新型干法除尘悬浮立筒预热器制作工艺及操作要点。通过重点控制关键工序，采用坐标系倒装法，控制预热器蜗壳及异形管变形。
　　关键词：5500t/d预热器；制作；坐标系倒装法；控制变形
　　引言
　　5500t/d新型干法除尘悬浮立筒预热器设备是水泥生产线中的主要关键设备之一。其作用是：对生料进行预热和部分分解，达到缩短回窑长度，同时使窑内以堆积状态进行气料换热过程，移到预热器内在悬浮状态下进行，使生料能够同窑内排出的炽热气体充分混合，增大了气料接触面积，传热速度快，热交换效率高，达到提高窑系统生产效率、降低熟料烧成热耗的目的。由此可见，其制造、安装质量将直接影响水泥生产效率。
　　5500t/d新型干法除尘悬浮立筒预热器由日本川崎株式会社设计，采用日标制造、日标检验。主要包括窑尾至大气排放阀之间的中间段，单套实物量485吨，构件数量约计200余件。由于其形状复杂、构件直径大（内径达9m）、钢板较薄（6~8mm），给制造、成品堆放、运输带来一定的难度。
　　
　　预热器按从下至上划分，主要由烟室、分解炉、C1~C5旋风筒及连接管和下料管组成（见下图）。烟室与分解炉相连，分解炉与C5通过连接口直接相连，分解炉与C4通过下料管相连，除C5旋风筒外，其他旋风筒主要是通过连接管、下料管与上层旋风筒相连，而同标高层的旋风筒与连接管通过风口直接相连。根据构件的特点，为降低构件运输造成构件变形、损坏，本项目采取现场制作方式进行加工。
　　
　　
　　1预热器制作工艺流程
　　施工准备→场地规划、平整→构件制作→构件检验→构件出厂
　　2预热器制作准备
　　2.1施工准备
　　根据图纸进行详图深化转换，编制施工方案、工程进度表、关键工序施工工艺，进行现场平面布置，，对相关人员进行技术交底、安全交底，落实责任制。
　　2.2现场施工场地规划、平整
　　制作场地80×30m。划分原材料堆放、施工工序区域，配置10t龙门吊。组装平台采用钢板铺成，水准仪找平。焊接区域必须土质坚硬、平整、干燥，确保构件摆放必须找平。
　　构件堆放区不得少于8000m2，要求构件堆放区域平整，堆放时兼顾大小构件进行合理搭配摆放。
　　3预热器制作工艺
　　3.1预热器分段顺序
　　根据构件安装施工顺序，从下至上、从大至少、从主部件到次部件安排，先制作烟室、分解炉、C5旋风筒再到其他各级旋风筒和连接管，最后制作下料管及防雨罩、环管等小部件。
　　3.2预热器主部件施工工序
　　
　　图3.2
　　3.3材料进场验收
　　材料采购时，分类装车、堆放，严禁将不锈钢与普通碳钢堆放在一起。对进场材料核查质量证明书，并做好材料标识。
　　3.4划线、下料
　　预热器的部件形状主要有直筒节、天圆地方、变径管、蜗壳和弯头几类。根据图纸要求对构件进行分段，绘制展开图制作号料样板，划线、下料。划线、下料采用白铁皮，使用划针放样，再用样板号料。划线、下料的关键控制点在于蜗壳放射线，需重点控制。连接管法兰、下料管法兰加工采用套下、套钻方法。
　　3.5卷板
　　预热器主体部件除烟室外均为圆筒类型。每一部件卷板均需测定卷板弧度的专用样板。此工序的关键点在于分解炉及各旋风筒风口R100弧板压制、变径管卷板及蜗壳卷板。
　　R100弧板压制采取卷板机加工，见图3.5所示：
　　
　　图3.5R100压制
　　3.6各部件组装、焊接
　　各部件组焊顺序：烟室→分解炉→C5~C1各级旋风筒→C5~C1连接管
　　1）烟室：按图纸分段，先组装主体，经外形尺寸检查合格后开捅料孔再插管、装加筋，整体焊接。烟室关键控制点是与回转窑相连处壁板平面度、垂直度及壁板上孔距保证。要求平面度不大于±3mm，孔距偏差不得大于±0.5mm。
　　2）分解炉：按图纸分段。先组装直筒节，再组装三次风管连接口及顶盖，外形尺寸检查合格后再组装牛腿、加筋及各种小插管。在预热器构件内分解炉直径最大，内径达9m，单件重量大，占用面积大；分解炉组装关键点控制是与C5相连的风口垂直度、水平度及与C41KSV下料管相连节的、带内筒的筒节组装，与烟室相连的天圆地方组装。带内筒的筒节组装难度在于直筒节内部有互相倒置的两个圆漏斗型内筒，此工序采用贴片法施工，既先组装直筒节，再将漏斗分片按顺序贴在直筒壁上。天圆地方制作难点在于高度高，体积大不便于施工，须整段出厂，现场组装一定要控制好组装顺序。牛腿组装前焊接固定构件加固撑，定位组焊牛腿方位时在牛腿位置内侧加加固撑，并控制好牛腿底板焊接变形，严格控制同一高度的牛腿在构件上位置、角度偏差，高差不得大于±3mm、角度偏差为±2度，C5~C1旋风筒、连接管牛腿也要按此要求严格控制。
　　
　　图3.6-1分解炉
　　3）C5~C1各级旋风筒：按分段制作。先组装主体，经检查合格后再组装牛腿及加筋，最后开孔插管。旋风筒组装关键控制点在于蜗壳组装，另一控制点在于风口和R100弧板尺寸、垂直度要求，要求垂直度偏差不得大于±3mm。风口组装成型后应及时采用“X”加固，特别是蜗壳段（倒扣摆放）上口（圆口）加“十”撑，下口不规则形状加“十”字、“米”字或其他形状的支撑；其他构件包括分解炉直筒节均采用上、下位置加各加一道“米”字撑；一端有托砖法兰的可以加“十”撑；变径管上、下有法兰的加“十”撑。C1旋风筒直径最小、重量最轻，蜗壳段、顶盖应组装成整体出厂。
　　
　　图3.6-2旋风筒
　　预热器的主要难点在于蜗壳和异形管放样组装。采用较精确的“坐标系倒装法”进行组装。第一步，在电脑中设立坐标系划定坐标区域，标出0度、90度、180度、270度方向角，设定中心线及圆中心点，以圆中心将蜗壳外形按1：1比例在坐标区域进行放样，将蜗壳外形尺寸与坐标区域内的等分线相交点设为坐标点（即得出蜗壳外形尺寸在坐标系内的控制点）；第二步，现场搭建组装平台，用水平尺进行找平，四边焊扁钢，将组装平台设为坐标系平面，在平台上按电脑同步数据划分等分线及坐标区域，设定中心线、中心点、方向角后将电脑上蜗壳及异形管外形尺寸、投影尺寸坐标点在坐标区域内标出即可精确控制蜗壳及异形管地样的外形尺寸及投影点，将卷好的板料按坐标点组装、点焊固定。并在构件上必须标明0度、90度、180度、270度方向线。构件的上口、下口采用“X”、“米”字形支撑加固。
　　
　　图3.6-3电脑与实体组装坐标系
　　4）C5~C1连接管：按分段要求分段。先主体组装，再组装牛腿及其他加筋。关键点控制是法兰为不锈钢法兰，严格控制其平整度。难点是连接管上部均为异形管，组装前必须在平台上放地样，组装成型后应立即增加加固撑，保证接口尺寸。在构件上用钢印标出方向和度数。
　　
　　图3.6-4连接管
　　3.7构件预拼装
　　构件组装完成后，为确保构件之间的接口装配质量，各级旋风筒蜗壳段与变径管预拼装，变径管与变径管之间预拼装，各级连接管上、下法兰对孔。构件组装或预拼装完成后用钢印或油漆编号。
　　3.8涂装
　　构件涂装前，喷砂除锈，质量等级Sa2级；涂装的油漆分200度、400度高温漆两种。对应构件的部位标示高温油漆品种，执行高温漆涂装规范。喷砂除锈严禁在湿度大的天气喷砂，构件表面有水时不得刷漆。
　　4构件检验、出厂
　　构件涂装完成后，经日方专家、安装单位、业主检验合格后出厂。成品堆放顺序应按从近至远由烟室、分解炉、C5~C1旋风筒、C5~C1连接管等。
　　5、结论
　　5.1通过采用坐标系倒装法组装蜗壳、异形管，有效的控制旋风筒、连接管等蜗壳和异形管的扭曲变形；
　　5.2预热器加支撑也非常关键，尤其对旋风筒、连接管等蜗壳和异形管；
　　5.3预热器中蜗壳、变径管、异形管、弯头等异形件较多，采取合理的工艺方法能有效地控制变形。
　　5500t/d新型干法除尘悬浮立筒预热器制造技术在海螺江西弋阳水泥厂、浙江建德水泥厂、湖南石门水泥厂等工程建设中应用，产品制造质量均达到了日本技术标准要求，现已正常投产。

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