火電機組建設中汽機保溫技術發展探討

陳文熙

【摘 要】本文對國內火電機組建設中汽機保溫施工的保溫方法、保溫材料及施工工藝等方面進行探討，重點介紹噴涂保溫施工的施工技術，并就汽機保溫施工常見問題提出解決措施。

【關鍵詞】火電機組；汽機；保溫；噴涂

引言

近幾年，隨著火電建設迅猛發展，人們對于機組安全性和經濟效益的要求越來越高。汽輪機是火力發電機組三大主機之一，汽機本體性能優良的保溫施工，對于降低機組熱損耗量、保證機組長期平穩運行均具有重要意義。

一、汽機保溫技術概述

火電機組汽輪機一般為三缸兩排汽或四缸兩排汽形式，具有復雜的汽缸結構并與諸多系統管道相連接，因此汽輪機保溫一直是機組保溫施工的重難點所在。此外，汽輪機運行時具有高溫、高壓、振動大等特點，因此要求汽機保溫材料具有耐高溫、導熱系數小、機械強度高等特性，并且容重應盡可能小以便于保溫施工及維護。

常見的汽機保溫方法分為涂抹保溫及噴涂保溫兩種，保溫結構可分為保溫層和保護層兩部分。涂抹保溫為工業傳統保溫方法，具有成本低、工藝簡單、抗壓強度高等優點，保溫層一般采用硅酸鈣、碳酸鈣、硅酸鋁及巖棉等材料，保護層常常使用鍍鋅鐵皮或彩鋼板；噴涂保溫是射流技術在絕熱工程中的應用，是一種近些年逐漸開始廣泛應用的新型保溫方法，其原理是將加壓后的水與保溫層材料均勻混合后噴射至汽缸外部，并通過鐵絲網緊密吸附在缸體外表面，經水分蒸發及滲出后形成緊固保溫面。與涂抹保溫相比，噴涂保溫有著外表美觀、便于維護、保溫性能優良等諸多優勢，其保溫層主要采用礦棉纖維（由SiO2、Al2O3、CaO等氧化物組成），保護層一般由防火抹面層和防油油漆層組成。

二、汽機保溫主要施工流程

1.傳統的涂抹保溫法的施工工藝較為簡單，一般流程為：汽機本體表面清潔及測量→施工前準備→安全技術交底→汽機本體涂抹保溫施工→敷設鐵絲網→抹面→施工交接驗收→施工完畢。

2.噴涂保溫法施工工藝相對復雜，一般流程為：汽機本體表面清潔→施工前準備→安全技術交底→龍骨基礎安裝→龍骨架及密封外護板安裝→敷設鐵絲網→汽機本體噴涂保溫施工→防火抹面層施工→防油油漆層施工→施工交接驗收→施工完畢。

三、汽機保溫施工技術

在汽機保溫施工作業中，涂抹保溫法施工工藝已較為成熟，本文重點介紹噴涂保溫法的施工工藝技術。

1.汽機本體表面清潔：在保溫開始前，必須對汽機設備及管道表面進行徹底去污、除垢，并保證設備及管道完全干燥。

2.施工前準備：噴涂保溫施工前應準備好保溫材料及相應機器具，礦棉纖維與水的質量比應控制在2：1左右并均勻混合；在施工場所應提前搭建施工平臺并進行防塵隔離處理。

3.龍骨基礎安裝：在安裝龍骨基礎時，先在缸體表面以一定的間距均勻打孔（孔深控制在10mm左右），用螺釘將金屬片固定在汽機缸體表面，同時為防止金屬傳導散熱，缸體與金屬片之間應填充適當厚度的絕熱材料（通常為石棉墊）；龍骨法蘭鉆孔時，鉆孔位置既要考慮不影響汽缸整體功能，又應考慮方便后續罩殼安裝的便利性；應在機側吊點上安裝適當尺寸的金屬片以作為固定密封外護板的生根件使用。

4.龍骨架及密封外護板安裝：在龍骨基礎安裝完畢后，將骨架支腿焊接固定在金屬片上，支腿尺寸應注意略小于保溫層厚度（一般小3～4mm），十字型扁鋼應焊接固定在骨架支腿上形成外部骨架，構成保溫層的網狀支撐結構；在汽機高壓缸的機側進行密封外護板安裝時，外護板和骨架之間應填充適當厚度的絕熱材料（通常為石棉墊），并用螺栓固定牢靠；應根據汽機缸體實際外形輪廓對法蘭護罩和骨架扁鋼進行制作加工，并通過金屬鉚釘將密封外護板與法蘭護罩固定牢靠。

5. 設鐵絲網：鐵絲網應沿汽缸缸體表面由下至上依次進行敷設，并注意均勻覆蓋網狀架構，鐵絲網每隔一段距離（一般為100mm左右）需綁扎固定，防止在施工時發生松動從而影響噴涂效果。

6. 噴涂保溫：噴涂前，先將鐵絲網一側用軟質材料封堵嚴實，再從另一側向鐵絲網與缸體間的空層內進行噴涂；噴涂時應自上由下逐漸移動噴涂機械，同時邊噴涂邊用手將保溫材料壓實；噴涂應采用縱向逐段施工，并且一次成型；待缸體表面所有噴涂保溫工作完成后，應由人工對保溫層進行局部整形，確保噴涂材料沿缸壁均勻美觀緊密分布。

7.防火抹面層施工：必須等保溫層水分完全滲出后方可進行防火抹面層施工；抹面層厚度應控制在15mm左右，由下至上依次施工，抹面層應光滑、平整、無裂紋。

8.防油油漆層施工：必須等抹面層完全干燥后方可進行油漆層施工，油漆層應為一底一面或一底兩面；漆層應涂刷均勻，每道油漆層厚度不應超過100μm。

四、汽機保溫常見問題及措施

1.在汽機保溫施工時，應考慮汽機實際運行時的熱膨脹，根據設計圖紙與實際情況留出膨脹余量，防止因局部受力過大而引起保溫層破損。例如在汽機本體進行噴涂保溫施工時，應注意在密封外護板與汽機基礎、軸承座之間留出適當距離。

2.在保護層施工時，應注意采用層層錯縫法以減少熱損失、提高保溫結構安全性能。

3.在噴涂保溫施工時，應時刻注意保持周圍環境溫度在10℃以上以避免保溫材料開裂。周圍環境溫度過低時，可采用油汀加熱等方式提高環境溫度。

4.汽機保溫施工完成后，為檢測保溫效果，防止因汽機各部分溫差過大而造成不良后果，應對汽缸缸體進行溫差試驗，測量額定功率下汽機各汽缸上、下半缸間的最大溫差以及汽缸與環境間的最大溫差，測量值應在允許范圍內。

5.噴涂保溫相對涂抹保溫抗壓強度較低，在汽機經常檢修的部位（如汽缸中分面、汽缸兩側等）易造成保溫結構破壞，可考慮在上述部位增加龍骨支撐架強度或增設檢修平臺。

五、結束語

汽輪機是火電廠核心設備之一，良好的汽機保溫施工有利于提高機組安全性能與經濟效益，降低機組熱損耗、防止設備及管道破損。我們應繼續改進汽機保溫工藝，致力于發明和引進先進的新型汽機保溫材料，推動汽機保溫技術不斷進步。

參考文獻：

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（作者單位：浙江省電力建設有限公司）