塔式锅炉钢结构的制造要点

0 引 言 特殊的制造工艺，保证钢结构的质量。

我国九台670MW塔式锅炉是继德国800MW

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，28m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

670MW塔式锅炉钢结构高达126余米，重约

16000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：2012—11一l2

作者简介：沈佳明(1986一)，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。

· 44· 锅炉制造 总第241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Q345B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50 mm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)≤0．01％ ，

碳当量值在0．40％ 以下，断面收缩率不得小于

Z15级规定的容许值；三是厚度大于或等于

60 mm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60 mm的钢板应逐张100％ 进

行超声检测，合格标准按JB4730—2005，11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200 mm；二是板梁翼缘板与腹板上的连接焊

缝应错开距离不小于200 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100 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

200 mm；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200 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；10 m≥

L>6 m，允许有2条拼接焊缝；30 rn>L>10 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75％ 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25％ ，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Q345钢材箱形柱角接接头，当钢板厚度大于

等于80 mm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25～50℃ 。

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100％超声检

测，其验收标准按JB／T4730．3—2005 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