杨国亮
（中国电建集团江西省电力建设有限公司 江西南昌 330001）
[摘 要 ] 江西萍乡华能安源发电有限责任公司1#锅炉采用全悬吊结构 ,受热面系统采用膜式壁结构 ,锅炉整体为全密封结构。为改进锅炉保温结构 ,关键是按设计要求选用耐火材料和保温材料。在施工过程中 ,必须抓好金属铁件密封施工 ,保证所有耐火材料及保温材料不与高温烟气直接接触。 经过几年来的运行表明 ,安源 电厂1#机组锅炉炉顶表面温度满足设计要求。
[关键词 ] 炉墙 保温 炉顶密封 耐火保温材料 施工工艺
锅炉的密封和保温性能的优劣，直接影响到锅炉的热效率、煤的损耗和整台锅炉的使用寿命以及工作环境。因此，提高密封和保温质量，确保锅炉正常运行，应引起设计、安装和运行单位的足够重视。锅炉的振动、异常正负压、热应力、冷热态等都会给密封和保温带来一定的困难。特别是锅炉膨胀量较大时，因此安装应特别注意为这些膨胀差而设置的特殊结构。江西萍乡·华能安源发电有限责任公司1#机组锅炉 HG-2030/25.- YM 2型超临界压力 ,全钢构架、全悬吊结构、Π型二次再热锅炉，由哈尔滨锅炉厂负责设计、生产 ,炉顶密封及炉墙保温由哈锅厂负责设计 ,采用全密封结构。 施工过程中 ,以厂家设计为基础 ,因地制宜地采用稳定性能较好的保温材料配合金属密封的方法 ,以保证炉顶和整体锅炉密封质量。
1、材料的选择及施工安装： 1.1耐火材料和保温材料的选用：锅炉密封保温结构的改进 ,关键的问题是耐火材料和保温材料的选用。涉及到绝热材料时 ,一般人们往往以为导热系数应该越小越好。其实不然 ,因为材料存在一个最佳导热系数问题；耐火材料的导热系数愈低 ,耐火层各部位的温度分布是不均匀 ,温差越大、热应力越大 ,耐火层就愈容易破裂损坏。为保证耐火层在锅炉使用中的稳定性 ,要求耐火材料的导热系数不能太低。对于保温材料 ,原则上导热系数越低越好 ,但对于硬质半硬质材料来说 ,导热系数越小 ,容重变小 ,随着容重的减小 ,制品的抗压强度也降低 ,材料很容易被压缩或破损明显增加 ,即增加工程成本，又易造成整体保温性能变差产生超温情况 ,增加机组能耗。 江西萍乡·华能安源锅炉所选用的保温及耐火材料如下: ( 1 )轻质保温浇注料， 导热系数λ < 0. 1 5 W/( m·K) ,使用温度60 0℃ ,其容重为500kg /m3 ; ( 2)硅酸盐复合涂料 ,使用温度600 ℃ ,导热系数λ<0.06W/( m·K) ,容重800kg/m3； ( 3 )微胀性耐火可塑料 ,烧后线膨胀率大于+1.2% ,使用温度1600℃ ,容重为2160kg/m3 ; (4) 耐火浇注料 ,烧后线收缩率小于0.1%( 8 0 0 ℃时 ) ,耐火度1670 ℃ ,容重2100kg/m3； (5)岩棉板，导热系数 λ< 0.04W/( m·K) ,容重为150kg /m3 ,使用温度不大于350 ℃; (6)硅酸铝火纤维毡 ,容重为128～1 3 0kg/m3，导热系数λ< 0.035W /( m·K);使用温度800℃； 1.2 锅炉密封：安源1号锅炉为全悬吊结构，运行后整体自由向下膨胀，大罩壳顶部以上的吊杆在锅炉运行时始终处于常温，大罩壳顶部以下的吊杆则有温度变化，因此人为地把锅炉向下膨胀的起点设在大罩壳顶部，锅炉水平膨胀中心设置在炉膛后墙左右900mm，膨胀中心是由机械结构（膨胀导向装置）来保证的。以前的炉墙必须具备耐火、保温及密封的要求。锅 炉 的 密封主要以钢板、梳形板、膨胀节等金属件紧靠受热面进行气密性焊接，最大限度地限制烟气泄漏，减少散热损失、防止烟灰飞扬、避免大量积灰、降低钢架负荷、减少吊架高温腐蚀、保证工作环境。安源1#锅炉则采用全悬吊结构 ,受热面系统采用膜式壁结构 ,锅炉整体为全密封结构。但总是有大量的管束要穿过顶棚 ,所以顶棚区域是锅炉密封的重点。安源1#锅炉顶棚管前部区域是光管加焊分段鳍片 ,顶棚管后部区域是光管加焊连续鳍片 ,炉顶密封是用顶棚内护板来完成的 ,即一次密封用金属件来完成密封任务。 因为管子组件之间的膨胀方向和膨胀量都不一样 ,为了解决这种密封问题 ,本锅炉采用柔性连接 ,即采用刚性较小的薄壁件 ,而且形状有柔性 ,容易变形 ,能吸收多向膨胀 ,从很大程度上保证了密封效果。 1.3 四周炉墙和顶棚炉墙密封：
炉墙保温采用硅酸铝耐火纤维毡及岩棉板，紧贴近膜式壁为1层50mm厚的硅酸铝耐火纤维毡 ,接着是3 层岩棉板 ,分层错缝压缝分别用锁片锁定保温材料，然后用铁丝固定，外层波纹板做保护层。炉顶棚则用耐火可塑料将管子填平 ,施工过程中不得有水侵蚀，然后及时进行顶棚内护板施工 ,在内护板上将2层20 mm 厚硅酸铝毡（或散硅酸铝棉）用高温粘结剂粘结在内护板上 ,用3 0 mm厚抹面层做保护层。 具体结构见图1、图2
图 2 炉顶棚管密封结构
图1 锅炉炉墙典型结构
1 . 硅酸铝毡 2. 岩棉板 3. 铁丝网 4. 保温针5 . 压板 1. 耐火可塑料 2. 浇注保温料 3. 铁丝网4. 硅酸盐涂料
5 . 硅酸铝耐火纤维毡
屏管束预先在厂内焊好梳形套 ,然后与内护板相焊 ,构成整体密封 ,但后屏管束内护板不直接与梳形套相焊 ,而是通过端板与之相焊 ,具体结构见图3。
末级过热器在厂内预先焊好梳形套及端板 ,内护板直接与端板相焊 ,构成整体密封结构 ,见图4
图3 屏管束穿墙管处密封结构 图 4 末级过热器穿墙管处密封结构
锅炉顶部采用顶棚大包结构 ,用顶棚包覆框架将顶棚管以上的所有受热面部分包在里面。 大包结构内除介质温度为450 ℃的管束及引出管保温外 ,其余都不保温 ,而只是在顶棚包覆框架护板外进行保温 ,这种密封结构使密封部件若有开裂或烧损时 ,在大修或小修中 ,能够方便地进行更换或补焊。 顶棚大罩的具体保温结构 ,大罩壳水平上部为227 mm厚的保温浇注料 ,水平底部为180mm厚的保温浇注料 料，能后安装铁丝网，用硅酸盐涂料抹面30mm厚见图 5
1. 硅酸铝毡 2. 波纹板 3 . 保温浇注料 4. 岩棉板5. 硅酸盐涂料
图5包覆框架水平上部
2 施工工艺
2 .1 顶棚内护板施工是防止锅炉漏烟、漏热的一个重要环节。有的机组投产后 ,经过一段时间运行 ,往往发生耐火混凝土、保温混凝土裂缝 ,密封铁件撕裂等现象 ,而导致三漏。为保证顶棚一次密封金属铁件能正确安装 ,顶棚管安装应注意其标高及平整度误差 ,顶棚光管加焊鳍片 ,尽量避免其横向产生较大收缩值。
2 .2 水压前 ,所有与受压元件焊接的顶棚一次密封金属件应焊接完毕。在施工过程中 ,一定要保证金属密封板的安装几何尺寸 ,尽量少增加焊缝。施工完毕后 ,药皮全部清除干净 ,将顶棚管上浮尘除净 ,使密封焊缝全部露出 ,然后组织有关人员对所有焊缝详细检查 ,漏焊处加以补焊。
2 .3 炉顶二次密封件全面施工前 ,应将炉顶所有联箱及吊梁的吊杆进行调正 ,保证受力大小相称。在水压前 ,将顶棚管标高最后调好后 ,顶棚管的吊卡螺母可与吊梁平面焊上 ,以免窜烟。
1.4 炉墙软质材料施工 ,同层错缝 ,异层压缝 ,层与层之间紧密结合 ,与钩钉固定牢靠 ,铁丝网应将纤维毡、板压实 ,固定平整 ,铁丝网对接部分用铁丝扎接连接牢靠。
2.5 所有穿墙二次密封罩内 ,按设计浇灌耐火混凝土 ,二次密封罩外按设计进行施工。
2.6安装注意事项：弯管、穿管、跳管处密封盒内护板向火面浇灌耐火材料，浇灌耐火料与内护板的安装程序要配合好，不能漏填和少填。布置在侧墙、后墙垂帘管与后烟井延伸侧墙之间的波形板、U 形弯板及钢板的焊缝高度与相应板相同，板与板之间的连接均为对接密封焊（见图6）。为了安装方便，护板可以切割、修整，护板应紧贴水冷壁管及联箱等的预埋金属件（见图7）。
图6 图7
3 结束语
通过几年来的运行实践 ,江西萍乡华能安源1#机组锅炉炉顶表面温度达到了设计要求 ,漏风，漏灰、漏烟三漏现象大大减少。对于锅炉炉顶密封 ,抓好金属铁件密封是关键一环 ,耐火材料，特别保温材料不应与高温烟气直接接触 ,如有接触会大大降低绝热及保温材料的使用性能 ,从而影响密封及保温效果。在重点关注金属铁件密封的基础上，选用适当的材料 ,经过精心组织 ,严格按规范及设计图纸要求施工操作，是取得良好的密封效果重要一环。
2020年11月30日星期一