600MW超臨界機組爐頂立體柔性密封技術

郭克峰

(鶴壁豐鶴電廠，河南 鶴壁 458008)

1 前言

某廠2×600MW機組鍋爐投產時爐頂密封采用的是平面硬性密封，一直以來存在鍋爐爐頂漏風漏灰現象，采用焊補、澆注可塑料等方式進行多次修復但仍未能有效解決該問題。針對鍋爐爐頂密封結構的具體特點，通過采用折型立體柔性密封技術，解決了爐頂密封泄漏難題。

2 設備概況

某廠2×600MW機組配兩臺DG1900/25.4－Ⅱ1型超臨界變壓直流鍋爐。在爐膛上部和水平煙道沿煙氣流向受熱面依次布置:兩排屏式過熱器、高溫段過熱器、高溫段再熱器。后豎井前煙道布置有三級低溫再熱器，后煙道布置有低溫過熱器和兩級省煤器。每臺鍋爐配備6套ZGM113G型中速正壓直吹式制粉系統，24只旋流煤粉燃燒器分四層對沖布置在爐膛的前后墻。

爐頂密封主要包括:前墻水冷壁管排與頂棚間密封;側墻水冷壁管排與頂棚間密封;過熱器、再熱器受熱面管排穿頂棚密封及后豎井吊掛管穿頂棚密封。在前墻水冷壁管排與頂棚管交接處采用小罩殼密封結構。在過熱器、再熱器受熱面管排穿頂棚處采用套筒式密封結構和波紋管膨脹接頭的焊接密封結構。在屏式過熱器區域，除穿頂棚處外，頂棚管排采用焊接膜式管屏結構。為防止在一次密封上因局部焊接不周造成泄漏，在頂棚管上和過熱器、再熱器穿頂棚處還可采用高溫微膨脹耐火塑料作為爐頂密封的補充措施。在大屏穿頂棚區域還設置了密封小罩殼。

3 爐頂密封泄漏的原因分析

1)鍋爐設計原因。鍋爐從頂棚前集箱至尾包墻的縱向長度35米，熱運行狀態前后及兩側絕對膨脹量分別達208mm和55mm，這么大的膨脹量肯定會帶來密封難題，雖然爐頂頂棚管采用了全焊接的鰭片膜式壁，但在爐頂四周與水冷壁、包墻管的交界處和穿過頂棚管段的部位無法形成膜式壁，則是采用特殊的密封板和梳型板與內護板相互焊接的一次全密封結構，由于熱運行狀態的多變性引起鍋爐爐頂的膨脹中心不明確，長期運行必然造成密封件在長期熱應力工況下被拉裂，從而引起爐頂密封泄漏。

2)穿墻管密封盒尺寸原因。穿墻管密封盒是橫貫爐寬的，長度往往接近20米，不同穿墻管系的密封盒之間間距很小，不足以吸收由于大面積滿焊密封盒而產生的焊接應力，往往會造成密封盒撕裂，從而引起爐頂密封泄漏。

3)爐頂長時間處于正壓運行狀態。鍋爐采用平衡通風，爐膛內壓力保持在－100Pa左右運行。爐膛內負壓測點布置在標高60.1m，頂棚標高74.215m，落差14.115m。由大氣壓原理可知，海拔高度每增高12米，大氣壓力降低約100Pa，那么越往爐膛上部，負壓越低，爐膛頂部在運行工況下長時間處于微正壓狀態，從而引起爐頂密封泄漏。

4)現有密封材料的理化指標因素。如耐火可塑料等硬性材料的膨脹量過小，只能作為耐火層而不能吸收膨脹。爐頂整體密封面積過大，當密封鋼板有露焊點等穿孔缺陷或隔熱耐火混凝土有損壞時，高溫煙氣流將進入密封板下竄行，很快就會使密封板受熱變形而損壞，從而引起爐頂密封泄漏。

4 立體柔性密封技術

4.1 密封原理

立體柔性密封原理是吸收鍋爐發生的膨脹而不是硬性的遏制膨脹。它是采用專用高溫黏合劑和多層高密度陶瓷纖維把鍋爐爐頂漏風漏灰部位密封起來，使高溫黏合劑把陶瓷纖維與金屬表面牢固地粘和在一起，外部采用耐高溫的不銹鋼網把纖維層整體固定，具有很強的柔韌性和彈性，利用整個密封結構的可塑性來吸收鍋爐熱運行狀態時由交界部位金屬膨脹系數不同引起的位移，從而達到消除密封開裂部位引起的爐頂漏風漏灰現象。

4.2 施工程序和技術規范

1)密封工作面除銹打磨，打磨部位應超出工程部位10%左右。

2)密封鋼釘焊接。鋼釘兩面焊接牢固，間距200－250mm交錯排列布置，不少于12根/m3。引弧、焊接。

3)陶瓷纖維鋪設。由里向外共三層，每層陶瓷纖維之間、陶瓷纖維與金屬工作面之間均勻涂抹耐高溫粘合劑，層間錯縫，錯縫距離不小于100mm且接縫處也需涂抹耐高溫粘合劑。

4)鎳鉻錳軟網鋪設。鎳鉻錳軟網鋪設要平整，用方型逆止墊片間隔固定。

5)菱型鋼網鋪設、固定。菱型鋼網鋪設，緊貼并完全覆蓋密封層，網間搭接不少于50mm。

6)方形逆止墊片及圓形墊片必須壓緊鋼網，其間不得有間隙，密封鋼釘必須焊接在圓形墊片上并截斷圓形墊片外部的多余鋼釘。

5 結束語

鍋爐立體柔性密封技術解決了爐燈密封泄露問題，降低漏風量，減少散熱損失，提高鍋爐熱效率，消除漏風漏灰所帶來的環境污染。

［1］豐鶴電廠.600MW超臨界鍋爐設計說明書 ［R］.

［2］火電施工質量檢驗及評定標準 ［S］(鍋爐篇).

［3］火力發電廠熱力設備和管道保溫材料技術條件與檢驗方法 ［S］.