240 t/h循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)襯設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)與施工

張建忠

（山西西山熱電有限責(zé)任公司,山西 太原 030022）

240 t/h循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)襯設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)與施工

張建忠

（山西西山熱電有限責(zé)任公司,山西 太原 030022）

介紹了循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)襯結(jié)構(gòu)類型和施工步驟,針對爐內(nèi)襯關(guān)鍵部位的結(jié)構(gòu)類型、施工方法進(jìn)行現(xiàn)場監(jiān)督,對鍋爐運(yùn)行中發(fā)生的內(nèi)襯問題進(jìn)行調(diào)查分析,得出關(guān)鍵部位爐內(nèi)襯的施工注意事項(xiàng)和改進(jìn)措施,以利于鍋爐安全穩(wěn)定運(yùn)行。

循環(huán)流化床鍋爐；爐內(nèi)襯；澆注

0 引言

循環(huán)流化床鍋爐是適于燃燒劣質(zhì)煤的一種新型鍋爐。由于煤顆粒大易對鍋爐受熱面造成很大磨損，因此爐內(nèi)襯作為一種防磨措施是循環(huán)流化床鍋爐的重要組成部分[1]。合理的爐襯結(jié)構(gòu)和良好的施工及養(yǎng)護(hù)，是保證鍋爐正常運(yùn)行的必要條件。

某熱電廠240 t/h循環(huán)流化床鍋爐，由無錫華光鍋爐廠生產(chǎn)。鍋爐為高溫高壓，單鍋筒橫置式，單爐膛，自然循環(huán)，全懸吊結(jié)構(gòu)，全鋼架π型布置。爐膛采用膜式水冷壁，上部安裝有4組屏過、3組水冷屏，鍋爐中部是并列的2只方形水冷旋風(fēng)分離器，尾部豎井煙道布置兩級4組對流過熱器，過熱器下方布置2組省煤器及一、二次風(fēng)各2組空氣預(yù)熱器。

1 鍋爐內(nèi)襯施工控制

1.1 施工順序[2]

鍋爐內(nèi)襯施工順序原則是自上而下，從爐頂、爐膛出口、屏過、水冷屏、爐膛密相區(qū)、布風(fēng)板、風(fēng)室、點(diǎn)火風(fēng)道為一側(cè)施工，另一側(cè)是從分離器入口頂部、分離器、返料器、分離器出口煙道、省煤器護(hù)板進(jìn)行施工。

1.2 澆注料施工關(guān)鍵工序[3]

澆注料施工重點(diǎn)是抓好抓釘焊接、膨脹間隙預(yù)留、材料配水?dāng)嚢琛⒅颇Ｖ?、振搗、脫模保護(hù)、爐襯養(yǎng)護(hù)等幾個環(huán)節(jié)，嚴(yán)格按照材料廠家和鍋爐廠要求進(jìn)行施工。

1.2.1 配水控制

嚴(yán)格控制耐磨耐火澆注料的配水量，耐磨耐火澆注料加水量控制在5.5%左右。如需加結(jié)合劑等外加劑時，可先與一定比例水充分混合攪拌均勻。

冬天氣溫低于-5 ℃時，必須采用冬季施工技術(shù)措施，要做好對工作環(huán)境的封閉、擋風(fēng)、加熱和保暖工作，確保砌筑后襯里的溫度在5 ℃以上。

1.2.2 制?？刂?/p>

澆注料制模很關(guān)鍵，制模好壞直接影響澆注料的質(zhì)量。制?？刂浦攸c(diǎn)是其固定牢固性和尺寸的準(zhǔn)確性。為防止?jié)沧⒘虾穸炔痪?、?nèi)部骨料密實(shí)度不均和造成膨脹縫不齊等缺陷，模板必須牢固，如發(fā)現(xiàn)澆注料跑模，要立即停工拆模，重新制模施工。模板需涂抹機(jī)油以便脫模。

1.2.3 攪拌振搗控制

每次澆注料攪拌量不易過多，必須整桶整袋地使用，攪拌機(jī)干混均勻后緩緩加水或其他結(jié)合劑充分混合。如需加鋼纖維的，在加水過程中加入，不得成團(tuán)摻入。攪拌后的澆注料存放時間不超過30min。澆注料入模后，振搗棒易慢入慢出，連續(xù)振動，不得在同一部位久振或重振，振搗以大量排出料中氣泡，表面輕微泛漿為宜，防止粗大骨料上浮，不得出現(xiàn)空穴和死角。如有振動不到的部位，可用榔頭沿模板豎立方向輕輕振動模板，保證澆注料質(zhì)地均勻，不出現(xiàn)蜂窩麻面。支模施工必須連續(xù)進(jìn)行，不能中斷，搗打料施工可按膨脹縫分塊進(jìn)行。澆注料施工后嚴(yán)禁二次施工進(jìn)行修補(bǔ)抹面找平。1.2.4 膨脹縫的預(yù)留

內(nèi)襯膨脹縫預(yù)留直接影響澆注料的熱養(yǎng)生和壽命，施工中要科學(xué)設(shè)置膨脹縫，防止內(nèi)襯在烘爐中發(fā)生網(wǎng)狀和貫穿性的裂紋。澆注料的膨脹可采取如下方式：一是在銷釘?shù)冉饘俦砻嫱克⒑穸炔坏陀? mm的瀝青漆。二是澆注料分塊間隔澆注，每塊澆注區(qū)的面積以1.5 m2左右為宜，分塊處用3 mm厚的膠合板作為膨脹縫，膨脹縫應(yīng)盡量按迷宮方式留取。三是在風(fēng)帽、儀表管件、金屬穿墻件表面纏繞2 mm厚的陶瓷纖維紙作為膨脹縫。

2 重點(diǎn)部位耐火材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工

2.1 點(diǎn)火風(fēng)道

點(diǎn)火風(fēng)道設(shè)計(jì)為圓形截面磚砌結(jié)構(gòu)，分高溫段和低溫段，外面為鋼殼結(jié)構(gòu)。高溫段在點(diǎn)火油槍與混合風(fēng)之間段，點(diǎn)火時煙氣溫度為1 300 ℃，磚分3層，外面2層為輕質(zhì)保溫磚，厚度共165 mm，里面80 mm厚為剛玉莫來石磚，耐火度超過1790 ℃；低溫段在混合風(fēng)到爐膛風(fēng)室之前分二層磚砌結(jié)構(gòu)，75 mm輕質(zhì)保溫磚和80 mm剛玉莫來石磚。此部位施工時須由外向內(nèi)逐步砌筑，其中磚縫之間為2 mm灰漿縫并要錯縫安裝，內(nèi)層剛玉莫來石磚之間均有止口相嵌，防止磚脫落。

注意事項(xiàng)：點(diǎn)火風(fēng)道使用內(nèi)襯材料必須保證耐高溫，做好安裝材料的檢驗(yàn)，不能錯用和濫用;點(diǎn)火風(fēng)道內(nèi)襯施工前必須將測溫孔、觀火孔、排煙孔、排濕孔等開孔完畢;一次風(fēng)門與點(diǎn)火風(fēng)道聯(lián)接部位的爐襯要結(jié)合風(fēng)門的開關(guān)位置來完成，否則易造成風(fēng)門開關(guān)異常。

2.2 水冷布風(fēng)板

水冷布風(fēng)板是爐床風(fēng)帽安裝部位，由80 mm中質(zhì)保溫澆注料和70 mm自流式剛玉澆注料組成。施工前風(fēng)帽套管施工時先用塑料紙或牛皮紙將風(fēng)帽小孔包住，防止?jié)沧⒘隙氯L(fēng)帽小孔影響出風(fēng)，同時在風(fēng)帽穿過澆注料部位涂上1.5 mm厚瀝青，先進(jìn)行底層中質(zhì)澆注料搗打施工，再進(jìn)行上部自流式剛玉澆注料澆注施工。

注意事項(xiàng)：對放渣孔處施工時要加焊耐熱鋼筋，使此處的澆注料固定牢固，防止運(yùn)行中放渣使?jié)沧⒘夏p損壞，防止造成水冷放渣管和水冷風(fēng)室管子磨損爆管。施工時要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)厚度，不能超厚否則影響風(fēng)帽安裝。布風(fēng)板四周留20 mm膨脹縫，可塞一層硅酸鋁纖維板。澆注完畢打掃干凈后將塑料紙或油氈布去掉。

2.3 爐膛密相區(qū)

密相區(qū)是鍋爐中床料的主要燃燒區(qū)域，床料擾動大加劇內(nèi)襯材料磨損，需采用耐磨材料；因開孔較多，有二次風(fēng)口、返料口、給煤口等，并且由于爐膛是梯形形狀，考慮到施工的困難，所以采用自流式剛玉澆注料支模施工，澆注厚度為90 mm，依靠材料自重和位能差產(chǎn)生自流，產(chǎn)生氣孔少、粒徑小且分布均勻，能夠保證施工質(zhì)量[1]。密相區(qū)水冷壁管上已焊有銷釘用于固定內(nèi)襯。爐前后墻各孔洞的澆注均應(yīng)在整體澆注前完成，出口形狀均需用木模造型。各孔洞外門罩就位，余頂部一塊鋼板不焊，向火側(cè)木模就位，并且開孔四周用夾板框住，留頂部開口進(jìn)行澆灌。等澆注料定型牢固后再將木模及四周夾板拆除，然后進(jìn)行整體密相區(qū)澆注，澆注時，同樣用夾板框住，澆灌、搗實(shí)(澆注不用振動棒振動)。

注意事項(xiàng)：密相區(qū)與稀相區(qū)交接處水冷壁管采用內(nèi)縮結(jié)構(gòu)，此處澆注料層與上面水冷壁管應(yīng)平滑過渡，盡量不出現(xiàn)凹凸面。密相區(qū)不需留膨脹縫。拆模后如有麻面和空洞，絕不能采取補(bǔ)面抹平來掩蓋。

2.4 分離器

分離器是循環(huán)流化床的關(guān)鍵部位，是方形漏斗形狀，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。漏斗縮口直管段處爐墻結(jié)構(gòu)為2層，從外向內(nèi)依次為輕質(zhì)澆注料和自流澆注料預(yù)制異形磚。自流澆注料預(yù)制異形磚便于施工，下部由鋼質(zhì)托架支撐，砌筑異形磚時要保證與下部返料器直管段同軸同心，上下二層兩半異形磚要錯縫。然后將輕質(zhì)澆注料澆灌入異形磚與膜式壁形成的空間內(nèi)（如圖1所示）。

圖1 分離器直管施工

返料器為U型，內(nèi)襯結(jié)構(gòu)由外至內(nèi)為鋼板、120 mm厚輕質(zhì)澆注料（由直抓釘固定）、120 mm厚剛玉澆注料（由V形抓釘固定），施工前，先焊接直抓釘，再砌筑輕質(zhì)澆注料，之后，在直抓釘上焊接V形抓釘，均在抓釘金屬表面涂刷1 mm瀝青漆，再將預(yù)制好的木板圓柱形模具安裝就位，要求模具不偏心、軸心垂直與料腿同心，最后澆灌入自流式澆注料（如圖2 所示）。

圖2 返料器內(nèi)襯施工

注意事項(xiàng)：由于返料器與爐膛接口裝置是有L形拐彎，并是圓柱形，施工時要在外殼鋼板上開孔灌漿，對漿液的密實(shí)度較難掌握，灌漿后需用小錘敲擊外殼聽聲音檢查有無空洞的地方，如有貫穿裂縫易引起外殼在運(yùn)行中燒紅;在對返料風(fēng)布風(fēng)板澆注料施工前要將風(fēng)帽套管與下風(fēng)室滿焊，不能點(diǎn)焊必須滿焊(如圖3所示)，否則運(yùn)行時流化風(fēng)會竄入澆注料內(nèi)，導(dǎo)致輕質(zhì)澆注料被返料風(fēng)吹空（如圖4所示），嚴(yán)重時向火側(cè)澆注料塌陷;輕質(zhì)澆注料作為保溫層不能用剛玉可塑料代替，因?yàn)閯傆窨伤芰衔张蛎浟啃∮谳p質(zhì)澆注料，會導(dǎo)致外殼鋼板受熱膨脹時焊縫撐破而漏灰;返料器非金屬膨脹節(jié)處的澆注料要按照圖紙留好膨脹間隙，防止運(yùn)行中膨脹受阻。

圖3 返料風(fēng)室內(nèi)局部圖

圖4 返料器輕質(zhì)澆注料損壞圖

2.5 省煤器爐墻

省煤器外護(hù)板設(shè)計(jì)厚度150 mm,由外至內(nèi)排列為鋼板、60 mm厚輕質(zhì)澆注料、90 mm厚高強(qiáng)度高鋁澆注料，沒有設(shè)計(jì)外保溫材料。由于澆注料內(nèi)襯與省煤器管子距離50～80 mm，將四周外護(hù)板安裝完后無法進(jìn)行內(nèi)襯施工，如果在地面上進(jìn)行內(nèi)襯施工之后，再進(jìn)行起吊、翻轉(zhuǎn)等吊裝護(hù)板作業(yè)，可能會影響內(nèi)襯施工質(zhì)量，所采取的措施是將四面護(hù)板吊裝至安裝高度懸吊加臨時支撐，使護(hù)板與省煤器管間距為500 mm左右僅容一人寬度進(jìn)行內(nèi)襯施工，要保證護(hù)板平整不變形，先焊接抓釘，貼一層20 mm厚硅酸鋁板，再按設(shè)計(jì)要求的厚度分別進(jìn)行輕質(zhì)澆注料和高強(qiáng)度高鋁澆注料的施工，施工時要有膨脹縫，干燥后再將四面護(hù)板拼合焊接。重點(diǎn)要注意4塊護(hù)板內(nèi)襯施工后的尺寸要符合要求，防止出現(xiàn)拼接時焊縫過大無法焊接的情況。

3 結(jié)論和建議

從電廠一些運(yùn)行事故分析，有些與澆注料的施工質(zhì)量有關(guān)。

a）返料裝置U閥局部燒紅，原因是澆注料施工后有空洞，從裂縫竄進(jìn)熾熱物料，并將輕質(zhì)保溫料吹空，從而燒紅外殼。

b）測溫孔向火側(cè)澆注料施工過厚，澆注料上凸出部分過渡不好而發(fā)生水冷壁爆管事故。

c）返料風(fēng)帽連接管未滿焊，使流化風(fēng)從風(fēng)室竄入澆注料內(nèi)，導(dǎo)致風(fēng)帽處的輕質(zhì)澆注料被返料風(fēng)吹空，有物料漏進(jìn)流化風(fēng)室內(nèi)?？梢?，爐關(guān)鍵部位內(nèi)襯的設(shè)計(jì)選型、施工質(zhì)量等是鍋爐穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵，另外，材料廠家和施工者必需由一方承擔(dān)，不能分離，否則易產(chǎn)生多方面的質(zhì)量問題。

[1] 包紹麟，呂清剛 ，那永潔，等．循環(huán)流化床鍋爐耐火耐磨材料的設(shè)計(jì)與施工[J]．工業(yè)鍋爐，2006（2）:41-44．

[2] 潘秋洪．循環(huán)流化床耐磨耐火材料施工方案[J].山西科技，2008（5）:147-148．

[3] 劉士祝．CFB鍋爐耐磨耐火材料施工[J]．中國電子商務(wù)，2014（14）: 266．

Lining Design and Construction of 240 t/h Circulating Fluidized Bed Boiler

ZHANG Jianzhong

（Shanxi Xishan Thermal Power Co., Ltd., Taiyuan, Shanxi 030022, China）

The type of boiler lining structure and construction procedure of circulating fluidized bed boiler are introduced simply. According to on-site supervision of the structure type and construction procedure, the lining problems were investigated and analysed. Matters needing attention during the construction procedure of boiler lining are illustrated to facilitate the safe and stable operation of the boiler.

circulating fluidized bed boiler; furnace lining; casting; matters needing attention

TK229.6+6

B

1671-0320（2016）04-0058-03

2016-05-10，

2016-06-04

張建忠（1972），男，山西太原人，1996年畢業(yè)于太原電力高等專科學(xué)校電廠熱能動力工程專業(yè)，工程師，從事電廠鍋爐檢修、安裝、技術(shù)管理和燃料運(yùn)行管理工作。