锅炉炉顶密封保温施工工艺的改进.doc

锅炉炉顶密封保温施工工艺的改进锅炉炉顶密封保温施工工艺的改进锅炉炉顶密封保温施工工艺的改进锅炉炉顶密封保温施工工艺的改进王林江（湖南资兴矿业集团焦电股份有限公司矸石电厂）［内容摘要]文中阐述了锅炉炉膛上炉顶各组成部件因热膨胀与相对位移所带来的炉顶密封问题,并采取措施，从密封材料选型与密封工艺两方面出发,解决锅炉炉顶的裂缝、冒口、漏灰（烟）等现象所引起的炉顶保温与密封问题，来提高锅炉的保温性能。[关键词]炉顶顶棚管密封保温热膨胀相对位移热补偿一、前言焦电股份有限公司矸石电厂装有2台上海锅炉厂制造的SG—35/3。82鼓泡床(BFB)沸腾炉,分别于1991、1992年投运。两台锅炉炉膛上炉顶面积均为28m2,其炉顶保温与密封均是采用传统工艺设计的.顶棚管段：在顶棚管上平铺一层特制的粘土砖（后因大修，图方便将粘土砖弃之未用，而是用耐火混凝土取而代之），再在其上浇制一层达100mm的耐火混凝土，然后在其面上交错砌筑3层保温砖（约150mm厚），再在保温砖上平铺一层约100mm的水泥珍珠岩拌料，其表面以铁丝网加固并抹面;过热器管与顶棚管交叉处部位：在过热器管与顶棚管交叉处往上200mm段用石绵绳紧密缠绕过热器管（石棉绳直径约4mm），再在此处以顶棚管为基础浇灌120mm厚的矾土混凝土，其与顶棚管段的混凝土联成一整体。再在过热器管束外四周用机机制红砖砌筑四面砖墙往上直至减温器与过热器集箱机座处，形成一腔体，然后在腔体中填充水泥珍珠岩拌料，使腔体中的过热器管束之间填充水泥珍珠岩拌料300mm厚,反复捣实。以上的空间用硅酸铝耐火纤维填充,直至填满整个腔体，腔体外用水泥沙浆抹面进行密封,其减温器和过热器集箱上用硅酸铝纤维包扎并用水泥砂桨沫面；顶棚与前墙、两侧墙接触处：在顶棚与前墙、两侧墙搭接处的膨胀缝用石棉绳制成简单的迷宫型密封设置.这种传统的密封保温方式，在投运（或大修后）初期可以保证质量，但运行一段时间后，炉顶就出现裂缝、冒口、漏灰（烟）现象，并日趋严重。有时不得不采用提高炉膛负压的办法来降低炉顶漏烟，这样又使排烟温度升高，影响锅炉效率。空气中粉尘浓度含量达95mg/m3,温度达85℃，严重影响作业环境，且热损失很大.二、原因分析造成炉顶泄漏、热损失大的原因主要是保温密封结构的设计不合理，传统的施工工艺难以补偿和适应锅炉运行中所造成的炉顶泄漏问题。而保温与密封是两个紧密相边的问题,要保温就必须有良好的密封结构作保障，因有裂缝就有对流,有对流就有热量传递.以下是造成炉顶泄漏的原因分析：(1）炉顶大面积处的裂缝、冒口的原因主要是:顶棚大面积的混凝土整体浇注不合理，当浇注的混凝土受热后，在高温状态下热膨胀至最大，当温度降低后又收缩，在这种收缩与膨胀交替过程中，混凝土会开裂，于是一个整体的混凝土会分裂成若干板块（因沸腾炉启停是急热急冷，加上图赶生产任务，忽略了正常的锅炉保养程序）。在裂缝之间就有了高温烟灰与空气的流动与冲刷，炉膛漏风系数增大，当炉膛的正压加大的同时,高温烟灰更严重冲刷并扩大各板块之间的裂缝，于是在炉膛内的火焰与烟灰的日益冲刷下，裂缝之间的小块会脱落掉下,形成大的裂口,造成炉顶裂缝、冒口的现象。形成的裂缝、冒口在运行中或短期内是很难修复的。(2）顶棚与前墙、侧墙之间的裂缝主要原因是因两者这间的相对位移造成的，因顶棚层是架于顶棚管上的，在冷态时，两者紧密相连,但当锅炉运行时，各部件温度升高,因各部件材料不同,其膨胀系数也不同，使得各部件的膨胀也不同，而产生相对位移。因而顶棚管往上位移量比前墙、侧墙等立墙的向上的位移要大（在冷态与运行过程中我们用一简单的测量装置测试对比，发现两者相对位移达20mm以上）。而是在其搭接这一薄弱之处就会产生裂缝.简单的石棉绳迷宫设置解决不了这种热膨胀相对位移的补偿问题，因石棉绳的回弹能力差,其补偿有限,且在高温状态下易脆化，因而这种现象在锅炉运行中是一个最易出现又最棘手的问题.(3）穿顶管(过热器)冒口问题原因也是热膨胀与相对位移造成的。因顶棚层是往上移，而过热器管束是往下移动,两者之间的位移达20mm以上,再加上过热器管还有一个管径的径向热膨胀问题，这三种原因使得过热器管处最易出现以上问题，且问题也是最严重的。要解决炉顶密封问题，不仅要掌握热力学的原理，采用合理的密封与补偿结构（将原设计的传统刚性密封结构改为柔性结构,做好相对位移的补偿措施等)，而且还要有严格、良好的施工工艺来保证。针对以上问题，经过事前的测试与探讨，拟定了以下改进措施，趁锅炉大修时期进行了施工改造。三、改进炉顶密封工艺的措施1、保温材料的选取（1）硅酸铝耐火纤维板：此种材料特点是导热系数小、比重小、有弹性；导热系数0.107W/（m.k）；耐火度1770℃；加热收缩率（1150℃、6h）小于4％；使用温度范围900~1000℃。（2）高温