爐頂密封保溫的改進

楊文軍

近幾年,我國鍋爐制造廠、電力設計和研究單位,對鍋爐爐頂結構進行了逐步改進,但鍋爐爐頂“三漏”現象仍然得不到根本治理,有的爐頂溫度高達 80℃～90℃,有的鍋爐爐頂積灰達 30 cm～50 cm。“三漏”現象浪費了能源,也污染了環境,使電站的經濟效益受到嚴重影響。為杜絕“三漏”,本人集多年經驗,就爐頂密封保溫結構以同煤塔山電廠為例談一下自己的見解。

1 現狀調查

塔山電廠 1號、2號機組鍋爐由哈爾濱鍋爐廠生產,型號為HG-2080/17.50-YM 9型、亞臨界自然循環鍋爐。原設計鍋爐爐頂采用大罩殼密封結構,爐膛頂部采用膜式頂棚過熱器和散管相結合,分前爐頂過熱器和后爐頂過熱器兩部分,二次密封澆筑料采用高溫微膨脹可塑料,澆筑層厚度為 60mm。該爐頂密封與保溫均是采用傳統工藝設計的。爐頂漏風、漏煙,嚴重污染環境,降低鍋爐熱效率,漏風較大會影響鍋爐的安全穩定,同時增大風機的負荷,縮短風機使用壽命,嚴重影響運行人員的身體健康。頂部積灰嚴重,加大鍋爐的支撐負荷,使金屬支吊架長期處于高溫狀態,易造成塑性變形,縮短壽命。

2 爐頂密封泄漏的原因分析

1)設計因素。一次密封一定要做好,盡可能的將散管之間的間隙用鋼板焊嚴,充分考慮熱膨脹造成的問題。

2)人為因素。爐頂散管由于現場施工人員沒有嚴格按照施工工藝操作,造成鰭片對接不平整、間距不均勻,一次密封沒有達到預期效果,導致鰭片上耐高溫可塑料使用壽命降低,產生漏風、漏煙現象。

3)施工方法因素。在爐頂過熱器分段鰭片散管之間填充高溫微膨脹耐火可塑料時,由于施工人員施工方法不正確,沒將可塑料致密,導致二次密封沒有達到預期效果,同樣鰭片上耐高溫可塑料使用壽命降低,產生漏風、漏煙現象。要解決爐頂密封問題,不僅要掌握熱力學的原理,采用合理的密封與補償結構(將原設計的傳統一次密封結構進行改進,做好相對位移的補償措施等),而且還要有嚴格、良好的施工工藝來保證。根據其他同類型電廠的投入運行情況,發現爐頂漏風、漏煙現象嚴重,爐頂大罩殼溫度偏高,熱損失大,造成實際溫度(80℃)比設計溫度(50℃)明顯偏高,針對這一現象,決定改進傳統的密封方法。我們在1號機爐頂密封安裝過程中,經過事前的測試與探討,加強對爐頂密封的質量控制,實施了以下改進措施,以此改善爐頂環境溫度,降低熱損失。

3 針對爐頂泄漏的改進措施

鑒于以上原因,針對爐頂密封提出了改進措施,鰭片上澆筑可塑料之前,在鰭片上鋪設鋼板,鋼板與鰭片間采用單邊花焊,然后在鋼板上澆筑可塑料,在可塑料上涂抹高溫粘結劑,而后再加上一層 20mm的硅酸鋁針刺毯,焊密封板完成二次密封,這樣就可減少由于一次密封不好,而引發漏風、漏煙,降低爐膛的熱損失。

1)主要從兩個方面入手來控制一次密封的質量。a.控制爐頂散管吊裝就位后的對口質量,避免折扣、咬邊,這樣為下一道工序調整鰭片間距均勻、對接平整做好鋪墊。b.在調整鰭片間距時,采用點焊方法將局部調整好的鰭片臨時點焊,待鰭片全部調整完畢后,用磨光機把鰭片打磨分離,為降低施工工作量,在保證施工工藝(鰭片調整完好)的前提下,點焊間距盡量拉大,一般間距保持在 400mm左右。2)主要從兩個方面控制鋪設鋼板的質量。a.對于單根穿棚管,我們根據現場實際尺寸,進行現場切割鋼板,對接點焊鋼板。b.對于管束穿棚管,由于所需鋼板加工量大,故在地面處進行批量加工,然后在爐頂對接點焊鋼板。3)鋼板材質的選取考慮到前爐頂過熱器處于高溫區(1200℃左右),所用鋼板材質的性能不應低于散管鰭片的材質 15 CrMo的性能,需采用耐高溫、耐磨性能好的材料,經過組織討論,初步把 12 Crl-MoV鋼和 15 CrMo鋼列入備選項,隨后又經多方論證,由于15 CrMo鋼性價比高,使用普遍,成為最終所選。4)密封施工工序調整。鰭片對接平整一次密封交接驗收→清掃雜物→鋪設鋼板(與鰭片單邊花焊)→澆筑可塑料(密實)→取樣試塊檢驗→養護→焊接密封板→二次密封驗收根據以上工序制定各階段的質量控制點,并有專人進行驗證控制。5)做保溫爐頂內的管道時一定要按設計厚度和層數進行施工,綁扎牢固,所有的縫隙一定要塞嚴。

4 具體施工中應采取的質量控制措施

4.1 完善質量保證體系,強化工程質量檢測手段

要搞好質量管理,就必須從組織、人員、制度三個方面抓起,建立健全質量保證體系。設專人負責整個爐頂密封的技術管理和質量工作,并兼任督導;各個施工人員嚴格執行本崗位職責,嚴格執行各項質量管理制度,形成“橫向到邊,縱向到底”的質量體系,對整體質量實行全方位的控制。

在建立完善的質量保證體系基礎上,進一步強化質量檢測手段,主要做法是:1)開工前,依據施工指導書制定各項工序的操作細則,明確各施工工序、各項技術指標的允許誤差、檢測頻率和方法。2)制定了工序間的交接驗收辦法和獎懲措施。不符合要求的進行處理,合格后方可進行下一道工序施工。3)加強對施工工藝操作過程的控制與檢測。

4.2 把施工管理重點放到第一線,特別是抓好工序管理

1)在施工中,要求各級領導和工程技術人員堅持現場辦公。提出工程技術人員不盯施工現場就等于脫崗。領導死盯現場,與職工同甘共苦,及時解決施工中出現的各種問題。

2)把工序管理作為施工管理的重要一環來抓。主要做法是:a.堅持開工前進行技術交底。在工程開工前,由工程負責人和技術員向工長及施工人員、機械人員進行技術交底,詳細講述施工工藝、施工方案、技術標準及質量保證措施,使所有參加施工的人員做到底碼清楚。b.加強現場工序管理,明確分工,責任到人。

4.3 加強質量控制和檢查

1)在施工過程中隨時檢查,加強對動態施工質量控制,把分散的自檢、驗評測量數據圖表化,從而使班長及時作出準確判斷,正確指揮操作人員進行調整。2)核查分段驗評情況,查出問題和原因,快速處理和解決。3)對施工質量嚴格評價、嚴格把關。

5 改進后的爐頂密封效果

塔山電廠1號機組鍋爐于 2008年 9月經改進投產運行以來,至今已連續運行 4000 h,改進后比改進前爐頂漏灰明顯下降,達到國家允許標準 10 kg/m2以下。爐頂沒有局部積灰現象。爐頂密封改進后和改進前,在相同部位進行空氣溫度和保溫層表面溫度測定,結果表明,爐頂處室溫及保溫層表面溫度均有明顯下降,爐頂表面溫度為 50℃,爐頂保溫效果良好。與此同時,我們發現若在爐頂大罩殼上先鋪設 60mm厚的硅酸鋁板和鐵絲網后再澆筑,爐頂的環境溫度會更加理想。

6 結語

鍋爐爐頂泄漏的原因與設計、施工、運行有關,提高爐頂密封性能的措施是:1)設計合理,可行;2)要保證爐頂耐火、保溫密封和金屬護板密封的質量;3)保持爐頂負壓運行。

我們建議業主在生產運行中對鍋爐的啟、停操作步驟和保養方法等方面應制定嚴格的規定,以先進的工藝技術和嚴格的操作規程來保證設備的安全和使用壽命。鍋爐爐頂密封與保溫是個很重要的問題,它關系到鍋爐機組的經濟運行和安全文明生產。因此,對鍋爐爐頂密封進行技術改進是十分必要的,不容忽視。

[1]顧伯衍.XPS板外墻保溫系統的施工[J].山西建筑,2009,35(14):209-210.