240H/T循環(huán)流化床鍋爐尾部爐墻倒塌原因分析

【摘 要】240T/H鍋爐運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生尾部爐墻倒塌事故，通過(guò)對(duì)尾部爐墻倒塌事故的原因進(jìn)行了分析，提出了提高鍋爐尾部爐墻穩(wěn)定性的改造方案，改造后的尾部爐墻滿足鍋爐正常生產(chǎn)運(yùn)行需要。

【關(guān)鍵詞】耐火磚;爐墻倒塌;保溫混凝土;鋼筋網(wǎng);外護(hù)板

某公司240T/H循環(huán)流化床鍋爐2007年11月建成投用，2008年5月13日在鍋爐停爐期間進(jìn)行檢查鍋爐尾部受熱面積灰情況時(shí)，發(fā)現(xiàn)了鍋爐尾部豎井高溫省煤器上部與低溫過(guò)熱器下部得爐墻整體倒塌在高溫省煤器管屏上。爐墻倒塌長(zhǎng)度約13000mm，倒塌的爐墻高度約1200mm，由于倒塌的爐墻上部是承重梁，下部是拉鉤磚支架，因此該部分倒塌的爐墻對(duì)其上部爐墻和下部爐墻沒(méi)有太大影響。

1、鍋爐尾部豎井爐墻倒塌原因分析

磚砌爐墻一般分為三層，厚度一般為240－360mm。內(nèi)襯墻為粘土質(zhì)耐火磚（尾部省煤器處爐墻）或磷酸鹽耐磨磚（過(guò)熱器處爐墻），中層墻是微珠保溫磚或硅藻土保溫磚，外墻是珍珠巖保溫磚。磚砌輕型爐墻的分段卸載結(jié)構(gòu)一般采用鑄鐵支撐（或稱托磚架），其上下間距一般不超過(guò)3m，托架橫向節(jié)距按280-300mm考慮，應(yīng)保證每塊磚都有托架支撐。磚砌輕型爐墻的牽連結(jié)構(gòu)采用金屬拉鉤，兩排拉鉤之間距離一般不超過(guò)15層磚（1005mm），橫向間距按1－2塊磚長(zhǎng)（即232－464mm）。

鍋爐尾部豎井爐墻采用耐火磚砌筑，分三層耐火磚砌筑結(jié)構(gòu)：緊貼受熱面第一層磚是規(guī)格為TZ—3型耐火磚，該磚作用主要是耐火耐磨；中間層耐火磚材質(zhì)是超輕微珠保溫磚，該磚作用主要是尾部受熱面保溫；最外層耐火磚材質(zhì)是水泥珍珠巖保溫磚，該磚作用主要同樣是尾部受熱面保溫作用。最外層水泥珍珠巖保溫磚尾與鍋爐尾部外護(hù)板之間填充了厚度為30mm水泥珍珠巖保溫混凝土，該保溫混凝土不僅起到尾部保溫作用，還起到尾部爐墻的密封作用。

工藝人員在清理倒塌爐墻耐火磚時(shí)發(fā)現(xiàn)有大量的水泥珍珠巖保溫混凝土已從鍋爐外護(hù)板上脫落下來(lái)，并堆積在已經(jīng)倒塌的爐墻上面，而尾部?jī)蓚?cè)未倒塌的爐墻的耐火磚則向爐內(nèi)傾斜移動(dòng)，經(jīng)測(cè)量尾部爐墻外拱弧度最大達(dá)200mm左右。

從鍋爐尾部豎井外部察看，該倒塌爐墻處外護(hù)板有明顯不規(guī)則變形現(xiàn)象，經(jīng)測(cè)量尾部護(hù)板最大變形量達(dá)到100mm，而倒塌爐墻上部爐墻外護(hù)板則較為平整、完好無(wú)變形，分析爐墻倒塌原因如下:

1.1該倒塌處尾部爐墻外護(hù)板規(guī)格為1350×1350×5mm，材質(zhì)Q235-AF，支筋規(guī)格是角鐵∠50×50×5mm，材質(zhì)Q235-AF。而倒塌爐墻上部的未倒塌的爐墻外護(hù)板規(guī)格960×960×5mm，支筋規(guī)格則是槽鋼[20a，材質(zhì)Q235-AF。由此可以看出，由于該尾部爐墻倒塌處鍋爐外護(hù)板尺寸較大，外護(hù)板的支筋少，護(hù)板支筋的強(qiáng)度也較弱，而未倒塌的尾部爐墻的外護(hù)板尺寸較小，外護(hù)板的支筋多，護(hù)板支筋的強(qiáng)度也比倒塌處爐墻的外護(hù)板支筋大，因此該倒塌爐墻部位外護(hù)板的穩(wěn)定性較差。

1.2該公司由于是化工類企業(yè)，部分用汽單位為間歇用高壓蒸汽，根據(jù)鍋爐運(yùn)行記錄統(tǒng)計(jì)，工業(yè)最大用汽量需要在平均用氣量的基礎(chǔ)上5--10分鐘內(nèi)增加30T/H高壓蒸汽，由于工業(yè)用汽量極不穩(wěn)定導(dǎo)致鍋爐的負(fù)荷發(fā)生頻繁變化、調(diào)整。在鍋爐運(yùn)行期間因鍋爐負(fù)荷大幅度頻繁變化、調(diào)整，造成了鍋爐煙氣流速的頻繁變化，鍋爐的這種煙氣流速上的變化對(duì)鍋爐尾部爐墻產(chǎn)生一定不利因素影響。同時(shí)由于鍋爐尾部爐墻為砌磚結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是密封性較差，鍋爐煙氣易通過(guò)砌磚爐墻密封不實(shí)的空隙向外竄，煙氣的這種外竄現(xiàn)象出現(xiàn)導(dǎo)致鍋爐尾部爐墻外護(hù)板在鍋爐運(yùn)行期間發(fā)生內(nèi)、外擺動(dòng)現(xiàn)象。

鍋爐外護(hù)板在擺動(dòng)過(guò)程中引起外護(hù)板與耐火磚中間水泥珍珠巖保溫混凝土因振動(dòng)逐漸脫離外護(hù)板墜落，隨著上部保溫混凝土的大范圍脫離墜落，大量已墜落的保溫混凝土對(duì)爐墻產(chǎn)生一個(gè)向爐內(nèi)的推力，隨著這種推力的持續(xù)發(fā)展、增大，保溫混凝土把尾部爐墻逐步向外推出，這種結(jié)果最終導(dǎo)致鍋爐爐墻整體倒塌。

2、維修過(guò)程

2.1為避免鍋爐運(yùn)行期間因外護(hù)板規(guī)格過(guò)大，支筋強(qiáng)度不夠等原因?qū)е洛仩t外護(hù)板不穩(wěn)現(xiàn)象，施工人員在修復(fù)、校正變形的鍋爐外護(hù)板后，在每塊外護(hù)板中間增加槽鋼[20a做外護(hù)板支筋，使外護(hù)板的規(guī)格縮小到650×650×5mm，外護(hù)板規(guī)格的縮小，增加了鍋爐外護(hù)板整體的穩(wěn)定性。

2.2在爐墻砌筑期間，墻體砌筑應(yīng)按由內(nèi)向外的順序，沿四周同時(shí)展開(kāi)，施工中按規(guī)定留垂直和水平方向的膨脹縫，砌體不準(zhǔn)有凹凸不平或有個(gè)別磚突出等現(xiàn)象。爐墻的磚縫按規(guī)范或圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求，省煤器處磚縫＜3mm，過(guò)熱器及分離處爐墻磚縫≤2mm，保溫磚磚縫4－5mm。砌體中的磚必須錯(cuò)縫或壓縫砌筑，不得使內(nèi)外墻之間有直縫相對(duì)。爐墻內(nèi)各層次的保溫磚垂直磚縫要錯(cuò)開(kāi)，保溫磚之間及左右方向都必須錯(cuò)縫砌筑，且不允許使用1/4磚砌筑。施工中上、下托磚砌筑時(shí)應(yīng)按設(shè)計(jì)留出足夠間隙，并用硅酸鋁纖維氈填實(shí)，并保證上托磚的上平面、下托磚的下平面應(yīng)與同一標(biāo)高砌體平面平齊。托架與下托磚之間必須留有間隙，此間隙用硅酸鋁纖維氈填實(shí)。拉鉤磚砌筑過(guò)程中應(yīng)注意上下兩拉鉤的中心應(yīng)比拉鉤管的中心低3mm，拉鉤處的空隙應(yīng)用保溫材料填實(shí)。

為增加鍋爐尾部爐墻的穩(wěn)定性，施工人員在兩耐火磚中間縫穿直徑6材質(zhì)1Cr18Ni9Ti不銹鋼筋，并焊接生根在外護(hù)板上做耐火磚做拉筋，編織成耐熱耐磨不銹鋼網(wǎng)（圖一）對(duì)鍋爐爐墻的穩(wěn)定性起到加固作用，新增的爐墻不銹鋼筋平行間距為200mm，兩不銹鋼筋垂直方向間距為700mm，該不銹鋼網(wǎng)大大提高了鍋爐尾部爐墻結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

2.3為徹底解決水泥珍珠巖保溫混凝土易松動(dòng)、墜落缺陷，施工人員用陶瓷纖維甩絲毯火材料代替水泥珍珠巖保溫混凝土，在護(hù)板上焊接耐熱保溫針，把陶瓷纖維甩絲毯火材料直接掛在外護(hù)板上固定后，再按原鍋爐圖紙砌筑鍋爐尾部爐墻，解決了水泥珍珠巖保溫混凝土易從外護(hù)板上脫落問(wèn)題。

2.4為保證鍋爐穩(wěn)定運(yùn)行，避免鍋爐負(fù)荷突升、突降帶來(lái)的不利局面，公司調(diào)度室完善了生產(chǎn)用汽制度：對(duì)于間歇用汽單位要提前10分鐘通過(guò)調(diào)度室通知鍋爐操作人員升負(fù)荷、降負(fù)荷調(diào)整鍋爐用汽量，以提高鍋爐運(yùn)行的穩(wěn)定性，同時(shí)從鍋爐運(yùn)行查找事故原因，逐步完善工藝操作規(guī)程、優(yōu)化工藝指標(biāo)，嚴(yán)格控制鍋爐操作負(fù)荷的穩(wěn)定性，避免了因鍋爐負(fù)荷大幅度調(diào)整帶來(lái)的不利于生產(chǎn)的影響。

3、維修使用效果

240T/H鍋爐尾部爐墻修復(fù)后，鍋爐經(jīng)一年運(yùn)行使用情況看，鍋爐尾部爐墻整體外觀平整且無(wú)出現(xiàn)爐墻凸凹不平移動(dòng)現(xiàn)象，鍋爐尾部豎井外護(hù)板也未出現(xiàn)變形現(xiàn)象，現(xiàn)鍋爐外護(hù)板具有很高的穩(wěn)定性，改造后的240T/H鍋爐尾部豎井爐墻完全滿足鍋爐穩(wěn)定運(yùn)行需要。

參考文獻(xiàn)

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[3]楊建華，屈衛(wèi)東，楊義波等.新鄉(xiāng)火電廠循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)特點(diǎn).中國(guó)電力.2002-10.

作者簡(jiǎn)介

李巖（1973.12--），男，助理工程師，主要負(fù)責(zé)熱電廠設(shè)備技術(shù)管理及維護(hù)工作。