摘要：“包头钢铁高炉煤气联合循环”项目燃烧室周围煤气管道在材料、结构、工况等方面与前期项目F3及F4型存在不同，突出的特点是结构尺寸大、焊接工作量大、热处理所需硬件条件特殊，易导致煤气管道整体尺寸超差，与燃烧室相连的18支供气管要求在厂内焊接完成后发至电厂，因此针对以上难点在制造前期应进行充分的策划，并在生产过程中根据情况对既定方案进行调整，与此同时设计适用工装协助操作者对该煤气管道进行装配、焊接。
关键词：转换接头；支撑架；配管
1 序言
煤气－蒸汽联合循环发电工程利用回收的高炉煤气为能源发电，可合理利用资源，起到能源优化，减少环境污染的作用{[1],[2],[3]}。东方汽轮机有限公司2012年签定两台份高炉煤气联合循环机组—包钢，该机型功率小，与已形成一定生产规模的燃气轮机相比有其自身特点。本文讨论的该项目的BOP（电厂平衡）燃烧室周围煤气管道与燃气管道同样存在明显差异，两者结构如图所示。其结构如图的制造质量控制，其中两台机组中的BOP项目内容不完全一样，如G133A-1T中#BOP系统不包含燃气管道5001，是由三菱重工提供， 2#BOP系统含有燃气管道，目前确定由表工自制。包钢燃气管道结构如图1，由图中可以看出燃烧室周围均匀分布有18个进气口，因为高炉煤气热值低，所以供气环管、支管进气量较F3、F4型燃气轮机大，表1-1为其详细结构信息。
从表1-1可以看出各支管由标准件及弯管组成，依靠在平台上按图放样进行装配，其精度无法控制，会造成与母管及燃烧室接口相连不上，因此支管装配时必须借助配管工装或燃烧室本体,该机型为表工第一次生产，如果在燃烧室本体上边配边焊接可能需用的生产周期较长，而燃烧室本体留给表工配管时间有限，因此生产车间必须有相应配管工装。
2 各类位置的设计研究
2．1 配管工装设计原理研究
表工自行设计有F型上下配管工装，并已按装就位，F型燃机燃烧室均布20个进气口，而包钢项目燃烧室均布18个进气口，两分度圆间距151mm，如图2，外圈为F型燃机燃烧室进气口节圆。从图2-1左图亦可看出1和2为镜向关系，左右1/4圆的接头为镜像分布，因此只需增加5个转换头实现包钢项目燃气管道配管，转换接头模拟就位如图2-1中图。因底板已固定于地面，包钢项目燃气管道配管也只能采用上下模式配管，母管在上面，该种配管模式还需针对性设计支撑架；转换接头由连接板及接头法兰组成，如图2-1右图
图2-1 设计原理图
2.1.1、连接板设计
连接板用来连接工装底板与转换接头，通过应用连接板正反面实现转换接头镜向关系，连接底板根据具体尺寸设计5件，各件螺栓孔相对尺寸关系不一样。
连接板加工流程如下：
（1）板（钢板δ30）正反面铣平，
（2）在板上数控划与底板连接的4个沉孔，钻通孔。
（3）以（2）中4个沉孔中心线为基准，通过数控划与连接法兰4个螺纹通孔中心线，钻、攻丝。
2.1.2接头法兰设计
接头法兰由三部分装焊而成：底板、加强筋、支管接头。如图2-2，接头法兰只设计1件，制造5件。
接头法兰制造流程如下：
（1）按图装焊底板（钢板δ30）、加强筋（钢板δ20）、支管接头（钢板δ30），
（2）铣底板与连接底板相连接的底面，
（3）以底板底面为基准铣支管接头无加强筋侧，
（4）数控划底板上的4个通孔中心线，钻通孔φ18，
（5）以底板孔中心线为基准，数控划支管接头的4个通孔中心线，钻通孔φ16。
图2-2 接头法兰
2．2 支撑架的设计
3 配管工装的运用状态
此工装配管时有个缺点就是没有通过硬件措施约束上、下位置关系，下面底板是固定的，只有通过反复放样的方法确定上面进气母管位置。配管流程如下：
①把图11的左右两图的1#接口对应，以此为基准在地面上放样划十字中心线，确定在进气母管上可以使用吊线的合适位置，在平台地面上相应划投影线。
②通过吊线与划线位置重合，实现进气母管就位。
③在进气母管就位于支撑架的同时使用水平仪测量母管水平度，使用垫片调整进气母管水平。
○4 各支管两端法兰固定于工装转换接头上，各支管在平台上放样、装配、点焊，对不影响装配的焊缝可以在平台上焊接完成，
○5 支管按图就位，如存在需调整时把点焊点去除重新装配，
○6 各支管在工装上焊接完成后再参与在燃烧室本体上试装，保证产品质量万无一失。
4 结论
通过对配管工装设计方案的分析及其各零件部的加工过程控制，该设计方案存在以下优缺点：
（1）利用已有资源，大大节约了工装制造成本，配管工装亦不会占用新的生产场地，
（2）缩短了在本体上配管时间周期，在车间内实现边配边焊生产流程，
（3）进气母管就位时存在一定的难度，上、下对中精确度会影响各支管产品质量，对各步骤应制定详细的措施保证精确度。
（4）支管点焊就位，因支管直径较大，点焊时首要考虑安全因素，
（5）该方案可操作性强，相同代价下精度高于其它设计方案。
参考文献
[1]主蒸汽超级管道限制件的焊接研究[J]. 刘春辉. 中国水运(下半月). 2015(04)
[2]主蒸汽超级管道许可证模拟件制作的基本要求[J]. 黄炳臣,焦殿辉,沈伟,石红. 核安全. 2014(03)
[3]主蒸汽超级管道研制现状及各种工艺分析[J]. 杜艳梅,赵伟星,孟建涛,张艳艳,周洪昌. 锻压装备与制造技术. 2016(03)
论文作者:李斌文
论文发表刊物:《基层建设》2019年第23期
论文发表时间:2019/11/8
标签：燃烧室论文; 工装论文; 底板论文; 法兰论文; 中心线论文; 管道论文; 如图论文; 《基层建设》2019年第23期论文;