600MW超臨界機(jī)組爐頂立體柔性密封技術(shù)

郭克峰

(鶴壁豐鶴電廠，河南 鶴壁 458008)

1 前言

某廠2×600MW機(jī)組鍋爐投產(chǎn)時(shí)爐頂密封采用的是平面硬性密封，一直以來(lái)存在鍋爐爐頂漏風(fēng)漏灰現(xiàn)象，采用焊補(bǔ)、澆注可塑料等方式進(jìn)行多次修復(fù)但仍未能有效解決該問(wèn)題。針對(duì)鍋爐爐頂密封結(jié)構(gòu)的具體特點(diǎn)，通過(guò)采用折型立體柔性密封技術(shù)，解決了爐頂密封泄漏難題。

2 設(shè)備概況

某廠2×600MW機(jī)組配兩臺(tái)DG1900/25.4－Ⅱ1型超臨界變壓直流鍋爐。在爐膛上部和水平煙道沿?zé)煔饬飨蚴軣崦嬉来尾贾?兩排屏式過(guò)熱器、高溫段過(guò)熱器、高溫段再熱器。后豎井前煙道布置有三級(jí)低溫再熱器，后煙道布置有低溫過(guò)熱器和兩級(jí)省煤器。每臺(tái)鍋爐配備6套ZGM113G型中速正壓直吹式制粉系統(tǒng)，24只旋流煤粉燃燒器分四層對(duì)沖布置在爐膛的前后墻。

爐頂密封主要包括:前墻水冷壁管排與頂棚間密封;側(cè)墻水冷壁管排與頂棚間密封;過(guò)熱器、再熱器受熱面管排穿頂棚密封及后豎井吊掛管穿頂棚密封。在前墻水冷壁管排與頂棚管交接處采用小罩殼密封結(jié)構(gòu)。在過(guò)熱器、再熱器受熱面管排穿頂棚處采用套筒式密封結(jié)構(gòu)和波紋管膨脹接頭的焊接密封結(jié)構(gòu)。在屏式過(guò)熱器區(qū)域，除穿頂棚處外，頂棚管排采用焊接膜式管屏結(jié)構(gòu)。為防止在一次密封上因局部焊接不周造成泄漏，在頂棚管上和過(guò)熱器、再熱器穿頂棚處還可采用高溫微膨脹耐火塑料作為爐頂密封的補(bǔ)充措施。在大屏穿頂棚區(qū)域還設(shè)置了密封小罩殼。

3 爐頂密封泄漏的原因分析

1)鍋爐設(shè)計(jì)原因。鍋爐從頂棚前集箱至尾包墻的縱向長(zhǎng)度35米，熱運(yùn)行狀態(tài)前后及兩側(cè)絕對(duì)膨脹量分別達(dá)208mm和55mm，這么大的膨脹量肯定會(huì)帶來(lái)密封難題，雖然爐頂頂棚管采用了全焊接的鰭片膜式壁，但在爐頂四周與水冷壁、包墻管的交界處和穿過(guò)頂棚管段的部位無(wú)法形成膜式壁，則是采用特殊的密封板和梳型板與內(nèi)護(hù)板相互焊接的一次全密封結(jié)構(gòu)，由于熱運(yùn)行狀態(tài)的多變性引起鍋爐爐頂?shù)呐蛎浿行牟幻鞔_，長(zhǎng)期運(yùn)行必然造成密封件在長(zhǎng)期熱應(yīng)力工況下被拉裂，從而引起爐頂密封泄漏。

2)穿墻管密封盒尺寸原因。穿墻管密封盒是橫貫爐寬的，長(zhǎng)度往往接近20米，不同穿墻管系的密封盒之間間距很小，不足以吸收由于大面積滿焊密封盒而產(chǎn)生的焊接應(yīng)力，往往會(huì)造成密封盒撕裂，從而引起爐頂密封泄漏。

3)爐頂長(zhǎng)時(shí)間處于正壓運(yùn)行狀態(tài)。鍋爐采用平衡通風(fēng)，爐膛內(nèi)壓力保持在－100Pa左右運(yùn)行。爐膛內(nèi)負(fù)壓測(cè)點(diǎn)布置在標(biāo)高60.1m，頂棚標(biāo)高74.215m，落差14.115m。由大氣壓原理可知，海拔高度每增高12米，大氣壓力降低約100Pa，那么越往爐膛上部，負(fù)壓越低，爐膛頂部在運(yùn)行工況下長(zhǎng)時(shí)間處于微正壓狀態(tài)，從而引起爐頂密封泄漏。

4)現(xiàn)有密封材料的理化指標(biāo)因素。如耐火可塑料等硬性材料的膨脹量過(guò)小，只能作為耐火層而不能吸收膨脹。爐頂整體密封面積過(guò)大，當(dāng)密封鋼板有露焊點(diǎn)等穿孔缺陷或隔熱耐火混凝土有損壞時(shí)，高溫?zé)煔饬鲗⑦M(jìn)入密封板下竄行，很快就會(huì)使密封板受熱變形而損壞，從而引起爐頂密封泄漏。

4 立體柔性密封技術(shù)

4.1 密封原理

立體柔性密封原理是吸收鍋爐發(fā)生的膨脹而不是硬性的遏制膨脹。它是采用專用高溫黏合劑和多層高密度陶瓷纖維把鍋爐爐頂漏風(fēng)漏灰部位密封起來(lái)，使高溫黏合劑把陶瓷纖維與金屬表面牢固地粘和在一起，外部采用耐高溫的不銹鋼網(wǎng)把纖維層整體固定，具有很強(qiáng)的柔韌性和彈性，利用整個(gè)密封結(jié)構(gòu)的可塑性來(lái)吸收鍋爐熱運(yùn)行狀態(tài)時(shí)由交界部位金屬膨脹系數(shù)不同引起的位移，從而達(dá)到消除密封開裂部位引起的爐頂漏風(fēng)漏灰現(xiàn)象。

4.2 施工程序和技術(shù)規(guī)范

1)密封工作面除銹打磨，打磨部位應(yīng)超出工程部位10%左右。

2)密封鋼釘焊接。鋼釘兩面焊接牢固，間距200－250mm交錯(cuò)排列布置，不少于12根/m3。引弧、焊接。

3)陶瓷纖維鋪設(shè)。由里向外共三層，每層陶瓷纖維之間、陶瓷纖維與金屬工作面之間均勻涂抹耐高溫粘合劑，層間錯(cuò)縫，錯(cuò)縫距離不小于100mm且接縫處也需涂抹耐高溫粘合劑。

4)鎳鉻錳軟網(wǎng)鋪設(shè)。鎳鉻錳軟網(wǎng)鋪設(shè)要平整，用方型逆止墊片間隔固定。

5)菱型鋼網(wǎng)鋪設(shè)、固定。菱型鋼網(wǎng)鋪設(shè)，緊貼并完全覆蓋密封層，網(wǎng)間搭接不少于50mm。

6)方形逆止墊片及圓形墊片必須壓緊鋼網(wǎng)，其間不得有間隙，密封鋼釘必須焊接在圓形墊片上并截?cái)鄨A形墊片外部的多余鋼釘。

5 結(jié)束語(yǔ)

鍋爐立體柔性密封技術(shù)解決了爐燈密封泄露問(wèn)題，降低漏風(fēng)量，減少散熱損失，提高鍋爐熱效率，消除漏風(fēng)漏灰所帶來(lái)的環(huán)境污染。

［1］豐鶴電廠.600MW超臨界鍋爐設(shè)計(jì)說(shuō)明書 ［R］.

［2］火電施工質(zhì)量檢驗(yàn)及評(píng)定標(biāo)準(zhǔn) ［S］(鍋爐篇).

［3］火力發(fā)電廠熱力設(shè)備和管道保溫材料技術(shù)條件與檢驗(yàn)方法 ［S］.