1 000 MW超超臨界鍋爐保溫施工工藝存在的問題及處理措施

周 建，楊瑞哲

(河北省電力建設第一工程公司， 石家莊 050021)

1 概述

1 000 MW機組是當前國內單機容量最大、技術含量最高的機組，國電浙江北侖第三發電公司三期擴建工程安裝有2臺1 000 MW機組，機組配備的鍋爐為超超臨界參數變壓運行、帶中間混合集箱、垂直管圈水冷壁的直流鍋爐，采用單爐膛、一次中間再熱、前后墻燃燒方式、平衡通風、固態排渣、全鋼懸吊結構Π型、半露天布置燃煤鍋爐。鍋爐容量和主要參數為過熱蒸汽流量2 996.3 t/h，過熱蒸汽壓力27.46 MPa/h，過熱蒸汽溫度605 ℃。

鍋爐是機組的重要組成部分，合理的保溫結構和良好的施工工藝是保證鍋爐機組正常運行的必要條件，鍋爐保溫的基本作用是對鍋爐進行絕熱，減少其散熱損失。鍋爐保溫層以選用輕質保溫材料為主，如復合氧化鋁梳型磚、硅酸鋁耐火纖維毯、耐高溫玻璃棉，用以減少散熱損失。保溫層施工范圍包括鍋爐四側水冷壁、后煙井四側包覆墻、爐頂大罩殼、大風箱。保溫層采用保溫支撐鉤釘配合自鎖壓片固定形式。

2 鍋爐各區域保溫施工工藝介紹

2.1 受熱面爐墻

爐膛中、下部的四周，冷灰斗區，水平煙道底部，后豎井包墻保溫厚度(從管子中心線算起，下同)為200 mm，采用厚70 mm的復合氧化鋁梳型磚，再鋪設2層厚65 mm的高溫玻璃棉板；爐膛上部，從過渡段(除后墻外)以上和水平煙道側墻，至爐頂大包底范圍內的爐墻厚度為220 mm，采用厚70 mm的復合氧化鋁梳型磚，再鋪設2層厚75 mm的高溫玻璃棉板，組成復合保溫結構。

2.2 爐頂爐墻

爐頂大罩殼(爐頂大包)爐墻厚度200 mm，采用厚50 mm的硅酸鋁耐火纖維毯，再鋪設2層厚75 mm的高溫玻璃棉板；大包內管束及包內集箱的爐墻結構為高溫過熱器、高溫再熱器穿頂棚管屏、屏式過熱器穿墻管及集箱、低溫過熱器穿墻管及集箱、包內水冷壁管及集箱、包墻管及集箱、吊掛管等保溫厚度為50 mm硅酸鋁耐火纖維毯(自管子或集箱外壁算起)，高溫過熱器、高溫再熱器出口集箱、低溫再熱器穿頂棚管屏及集箱保溫厚度為100 mm硅酸鋁耐火纖維毯；大包內無密封裝置區域爐墻保溫厚度為130 mm，即在頂棚管間填45 mm硅酸鋁耐火纖維散棉加高溫粘結劑，上面涂抹5 mm厚的高溫耐火膠泥+60 mm無石棉硅酸鈣+20 mm厚的硅酸鈣專用抹面。

2.3 大風箱爐墻

大風箱保溫厚度為175 mm，保溫結構為采用厚50 mm的硅酸鋁耐火纖維毯，再鋪設2層厚65 mm的高溫玻璃棉板。

2.4 剛性梁爐墻

剛性梁和受熱面連接部位保溫方案有2種：同受熱面保溫結構及厚度，即采用復合氧化鋁梳型磚，再鋪設兩層高溫玻璃棉板組成復合保溫結構；如遇障礙較多或保溫空間較窄部位可采用硅酸鋁耐火纖維毯，再填充硅酸鋁耐火纖維散棉。

3 施工工藝存在的問題及處理措施

3.1 存在的問題

該施工工藝雖然考慮了現場的具體情況，但在實際施工中仍存在不足之處，造成鍋爐大罩殼頂部超溫。鍋爐大罩殼頂部存在超溫現象，需及時對施工工藝進行改進，保證爐墻保溫施工的進度和質量要求。

3.2 原因分析

鍋爐穿頂護板吊桿部位的套筒內不保溫，只在套筒頂部及其四周進行保溫，頂部支撐外護板的鋼結構比較密集且部分鋼結構與外護板距離小于200 mm，造成保溫厚度不夠，這是造成鍋爐大罩殼頂部超溫的最大隱患，鍋爐頂部結構示意見圖1。

圖1 鍋爐頂部結構示意

從圖1可以看出，頂部壓型外護板由高度為80 mm的槽鋼作為其支撐龍骨，龍骨下部由厚50 mm的角鋼和10 mm的鋼板支撐在套筒頂部。在每個穿吊桿部位均設有1個厚度為4 mm的鋼板圓盤。以上支撐鋼結構布置緊湊，但保溫施工障礙多，容易形成縫隙，造成熱量從縫隙傳遞造成超溫；吊桿本身傳熱加上焊接鋼板圓盤直接和保溫外護壓型鋼板接觸，致使超溫加劇。

3.3 處理措施

3.3.1 鍋爐頂部保溫結構的改進

根據原設計保溫外護支撐鋼結構密集的特點做如下改進：

a. 將套筒頂部由直接受熱改為中間加保溫層，

即在套筒內部底部加1層硅酸鋁耐火纖維毯，厚度為50 mm；

b. 在每個穿吊桿部位設置的鋼板圓盤頂部加2層無石棉保溫布,厚度為6 mm，杜絕外護壓型鋼板與鋼板圓盤的直接傳熱，其他按原設計施工。

3.3.2 施工工藝的改進

a. 套筒施工完畢，要立即進行套筒內底部的硅酸鋁耐火纖維毯施工，硅酸鋁耐火纖維毯下料尺寸比套筒內徑大15 mm，便于纖維毯的擠縫施工，使纖維毯與圓周擠緊無縫隙，避免縫隙的傳熱。

b. 套筒內保溫施工完畢后可進行套筒頂板安裝，套筒頂板安裝和支撐鋼結構安裝完畢后，穿吊桿的鋼板圓盤暫停施工，使用硅酸鋁耐火纖維散棉填充鋼板圓盤下部套筒頂板與支撐鋼結構形成的空腔，要填滿填實，空腔填滿后要比周圍鋼結構支撐高出10 mm，鋼板圓盤再壓縮至支撐面平齊，空腔內保溫密實并形成整體后，鋼板圓盤焊接牢固，嚴禁鋼板圓盤先安裝后從周圍空隙填塞硅酸鋁散棉，造成局部形成空洞，防止由于局部保溫不實造成超溫。

c. 鋼板圓盤頂部的無石棉保溫布下料尺寸比圓盤直徑大20 mm以上，保證鋼板圓盤與外護壓型板徹底隔離，杜絕鋼板直接傳熱到外護壓型板。

3.4 處理效果

對鍋爐頂部保溫結構進行合理改進，嚴格按照施工工藝進行施工后，整個鍋爐爐墻保溫施工質量優良，外表面工藝美觀，四級驗收均達到優良水平，經過機組168 h運行后，鍋爐大罩殼頂部溫度最高為41 ℃，鍋爐各部位的保溫層外表面溫度平均為32 ℃，低于DL/T 5047-1995《電力建設施工驗收技術規范(鍋爐機組篇)》[1]要求的不超過50 ℃的規定，說明爐墻設計合理，保溫施工質量良好。

4 結束語

由于鍋爐保溫施工工藝存在問題，導致鍋爐爐頂超溫，這是鍋爐砌筑保溫中的常見問題。針對該問題，不同的爐型解決方法不同，國電浙江北侖第三發電公司通過對鍋爐頂部保溫結構和施工工藝的改進，使鍋爐大罩殼頂部超溫問題得到了解決，為相同類型的鍋爐保溫施工提供了借鑒作用。

參考文獻：

[1] DL/T 5047-1995，電力建設施工驗收技術規范(鍋爐機組篇)[S].