0、概述
自80年代初期引进美国CE公司的锅炉技术以来，上海锅炉厂有限公司制造的300、600MW机组锅炉的末级再热器一直采用梳形密封板与受热面管子相焊的结构。随着目前用户要求的提高、锅炉运行工况的复杂化，对再热器尤其是末级再热器的材料要求也越来越高，目前普遍采用T91管子，梳形密封板材为12CrlMoV，这样密封板与管子间的焊接成为异种钢焊接，容易产生焊缝质量问题。本文就这一问题进行分析研究，并提出了解决这一质量问题的基本方法。
1、问题的提出
在300MW、600MW机组锅炉末级再热器中，采用了梳形密封结构，如图1所示。梳形密封板的梳形部分与管子相焊，板的外侧与支承板焊接，构成管屏支吊装置，起到密封和支撑作用。这种结构是从美国CE公司引进的，长期以来一直使用。然而，随着锅炉容量不断扩大、负荷的不断变化、锅炉启动频繁以及业主要求的提高等因素，末级再热器管子的材料由12CrlMoV、12CrlMoWVTiB等发展到现在用T91。因而产生密封板与管子间的异钢种焊接现象，富通新能源生产销售
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由于梳形密封板制作复杂，往往达不到图纸要求，与管子相焊后产生局部区域焊缝堆积，甚至焊穿管子，特别是与T91管子相焊后，导致T91管子产生裂缝。这种现象我公司多次发生，直接影响生产进度和周期，以及造成原材料的不必要的浪费。因此，解决300、600MW机组锅炉末级再热器穿过炉顶处的密封问题，成为设计制造中的一个难题。
2、原因分析
梳形密封板与焊接末级再热器管屏管子产生的质量问题，经过我们多次分析研究，认为产生问题的主要原因有以下几个方面：
2.1梳形密封板制作复杂，要求高
由于梳形密封板制作要经过冲齿、折边，而冲齿、折边后密封板变形较大，梳形密封板椭圆形缺口与管子装配后不是圆形，而是大三角形，造成管子与密封板之间的间隙过大，最大的约5—6mm，严重影响了密封板与管子的装配质量，密封板与管子相焊后，造成局部区域焊缝堆积及应力集中，甚至管子被焊穿。另外由于梳形板起支承作用，梳形板厚度由管屏的重量和宽度所定，末级再热器采用的梳形密封板厚度需达6mm，而末级再热器管子壁厚为4mm，这样，梳形密封板与管屏相焊后容易造成管子应力过大而产生裂缝。
2.2装配难度较高
由于梳形密封板制造中的误差，在装配时，为了减小密封板和管子之间的间隙，不得不在大平台上用烤枪一个齿一个齿地烤，再用大锤打靠，然后才焊接，这样不仅给装配、焊接工序增加了许多困难，而且大大增加了工人的劳动强度，又破坏了表面的美观。同时由于装配时管屏采用单面焊接，一面焊好后，再翻转管屏焊另一面，这样容易造成管子焊缝冷热不均，起弧点和收弧点往往是同一点，使焊缝收缩后产生裂缝。
2.3异种钢焊接
由于在末级再热器中采用T91管子，因此管子和密封板之间的焊接为异种钢焊接，密封板材料通常为12CrlMoV，容易产生焊接质量问题，再加上梳形密封板经过冲齿、折边后产生的部分残留应力在梳形密封板与管子相焊后得到释放，以及局部区域的焊缝堆积等原因，导致管子产生裂缝。
3、结构改进
由于在末级再热器密封板焊接中多次出现质量问题，有必要去寻找一种安全、可靠的结构，从根本上解决这一问题。本着结构简单、制造方便、能保证产品质量的原则，我们设计了如图2所示的结构，该结构有以下特点：
3.1采用定位密封板
从上面分析可以看出，造成管子产生裂缝的重要原因之一是采用梳形密封板结构。现将梳形密封板改为定位密封板后，可避免由于梳形密封板加工复杂、制造困难而产生的偏差及给装配带来的困难、梳形偏差在管子装焊“校正”过程中对表面质量的影响及焊缝堆积等。同时这一结构的焊接比图1所示的结构要方便，使得焊接质量能得到进一步的提高，从而解决了所存在的问题。
3.2采用套管
从图2中我们可以看出，末级再热器管子和定位密封板连接处加了过渡段套管，对该套管的要求是：材料牌号最好和管子一致，且壁厚要薄，不超过4mm。采用这一结构的最终目的就是解决与管子进行异种钢焊接的问题，使焊接变形转移到套管上，从而保证管子的焊接质量。
3.3加工过程简单
改进结构后，对各零件的加工和装配为：套筒根据末级再热器管子的直径，选取一定长度管子进行两端倒毛刺加工即可；在定位密封板加工时，取8mm厚度、一定长度和宽度的钢板，统一划线后，根据末级再热器管子直径进行钻孔，然后再根据套简直径进行沉孔，沉孔深度3mm。两零件加工好以后，在管子上划线，将管子装入套筒，并与套筒相焊，再将套筒嵌入定位密封板中，以保证再热器管子之间的节距，然后再将套筒与管子相焊，完成整个装焊过程。另外从整个结构的受力情况来看，管屏重力通过套筒传给定位密封板，由定位密封板传给支承板，再由支承板传给两侧端板且最终传至吊耳，较好地解决了力的传递问题，结构比较合理，并可避免在原结构中因直接把吊耳焊于管子上而在起吊时拉坏管子问题（因再热器管壁较�。�。可见该结构简单、安全可靠。
4、结构改进受力分析
从图3中（图2结构）可以看出，管屏、定位密封板、支承板和端板组合后，其整个结构的断
在各结构尺寸相等（或类似，针对不同部分）的情况下，我们从已通过的计算所得到结论是：
W1≈W2
也就是说，在其它受力条件相等的情况下，如管屏重量相等，则弯矩M相等，那么改进后的弯曲应力(G= M/W)与改进前几乎相等。但从图中我们可以看到，改进后所用的材料比改进前少，制造又方便。
5，结论
末级再热器密封板结构改进以后，在信阳电厂、井冈山电厂等多项工程中使用，未发生任何质量问题，由此可见，这一结构改进是成功的，既简化了工艺，又保证了质量。
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