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生物质锅炉新闻动态
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300MW循环流化床锅炉内衬施工研究
发布时间：2013-09-22 09:24 来源：未知
内衬是CFB锅炉重要的组成部份，由于CFB锅炉特殊燃烧方式和粒子传热特性，内衬性能和结构的优劣直接影响锅炉的安全、稳定运行，合理的内衬结构、良好的施工及养护、科学运行是保证CFB锅炉机组正常运行的必要条件。
内衬的基本作用在于对锅炉进行防磨、耐火�；び刖缺Ｎ�，从而提高锅炉和电厂的安全性和经济性。因此，在处理内衬结构、选取内衬材料以及内衬施工时，应充分注意到对内衬耐火、耐磨、绝热、膨胀、密封等一系列的基本要求。
秦热5#CFB锅炉使用内衬材料的区域包括：一次风道、水冷风室、炉膛下部密相区（包括布风板）、炉膛出口烟窗区域、旋风分离器入口烟道、旋风分离器、回料器（包括回料器到炉膛灰道）、旋风分离器出口烟道、后竖井包墙上部、炉内集箱（尾部环形集箱）、冷渣器、外置床、回料器到外置床灰道、外置床到炉膛灰道、炉膛到冷渣器灰道、冷渣器出口到炉膛灰道。
此炉涉及的保温、耐磨材料共20余种，每种材料又有多种规格，比如分离器内仅耐磨砖就有36种规格。内衬理论总重为4 429.644 t，实际使用总重量达4500余t。耐磨、耐火材料的施工有着极其严格的工艺要求，像水质要求、施工环境温度要求、材料配比精确度、砌缝饱满度、单位面积气孔形成率及气孔大小、做模工艺、拆模时间、膨胀缝布置、保养时间及烘炉等都有极其严格要求。
秦皇岛5#炉浇注第一模时间是2005年12月16日，正值北方隆冬季节，室外气温约-100℃一-20℃，施工面临的问题很多，首先是材料的保管，其次是如何满足内衬材料要求的5℃以上施工环境温度。在这种恶劣环境下，现场先后进行了十几次试验，从最初试块表面气孔10 mm以上，到最后800 mm×600 mm标准试块表面未发现一个肉眼可见气孔，摸索到了一整套控制内衬施工质量的有效方法。富通新能源生产销售生物质锅炉，生物质锅炉主要燃烧颗粒机、木屑颗�；怪频纳镏士帕Ｈ剂�，同时我们还有大量的杨木木屑颗粒燃料和玉米秸秆颗粒燃料出售。
1、筑炉前期准备工作．
1.1锚固件的验收
国内锚固件制造经验和CFB专业知识的不足，使其对锚固件制造时的关键尺寸把握不足，秦皇岛工程到货的锚固件中，发现主要存在以下几个方面的缺陷：①长度比设计长度短；②开口角度比设计��；③波段的数量不足。现场针对内衬锚固件的技术特点，制订了锚固件的验收标准，对不符合标准的，尽量现场校正，校正后无法满足要求的则必须退、换货处理。
锚固件的安装国内没有现成的标准，其材质是OCr25N120与lCr16Ni35两种，安装的壳体一般都是碳钢板，异种钢焊接容易出现裂纹。对锚固件安装须把握以下要点：①焊条种类和型号的合理选择；②焊接时U型开口绝对不能向上；③为消除应力集中，U型根部有一部分不焊；④焊前焊接区域彻底清理除锈和画线，验收合格后方能施焊；⑤注意不同区域锚固件不能混用、错用。
1.2风帽的安装
风帽安装的质量直接影响到炉内动力场和流化效果，属于直接影响CFB锅炉性能的关键工序，但国内尚没有一个操作性强的验收标准，在安装过程中易出现风帽出风孔的高度偏差大，风帽前后左右间距误差大等问题。高度偏差的控制应考虑布风板变形和风帽本身制造误差，在安装时需主要控制布风板至风帽出风孔的距离，要求误差小于±l mm，兼顾风帽进风口与布风板的距离；风帽间的间距控制，应采用不导电绳拉线，并严格检查单只风帽的垂直度；同时控制风帽与布风板的焊接规范，先点焊固定，再进行细微调节，然后2个焊工同时施焊，尽量减少焊接变形。
1.3内衬材料的保管与检验
保管：置于干燥、通风良好、避免强光直接照射或温度过高的地方，下不着地、上不露天，做好防雨防潮的措施。根据材料要求分成空调、室内、室外、上架四种形式分门别类保管。
检验：耐磨耐火原材料的检验按每一种材料的每一批号取一次的原则进行送检，检验项目按《火电厂耐磨耐火材料技术条件》要求进行，验收指标按东方锅炉提供的理化性能指标执行。
2、施工过程中注意的事项
2.1定型材料砌筑
该炉所用的定型材料粗分为两类：保温砖和耐磨砖。细分每种砖有多种规格，以用砖量最大的旋风分离器为例，其中耐磨砖共计36种规格：有2种规格材料既有高耐磨耐火砖，又有耐磨耐火砖，3种规格的材料为高耐磨耐火砖，其余3 1种规格的材料为耐磨耐火砖；保温砖共计8种规格。
砖的砌筑工艺要求非常严格：水平度、垂直度、灰浆的饱满度、砖缝的宽度是最基本的要求。在砌每一层砖前应拉线定位，以保证水平度、垂直度；灰浆的饱满度要求在90q以上，现场通过经常在各位置随机抽查的方法，将已砌好的砖揭下来，查看灰浆的饱满度，在内衬施工初期，曾因为检查到灰浆饱满度不够，多次将已砌好的大面积砖揭下返工，并由工程技术人员现场示范砌砖时的技术要求，有效保证了工程质量。
砖墙整体膨胀缝必须严格按设计图纸进行设置，否则，轻则会出现局部过热点；重则使膨胀受阻，造成部分墙体凸出、脱落，内衬失效。
某些区域耐磨砖采用金属拉钩来固定，施工时这些拉钩一部分是后焊上的，受空间限制，有些施工人员往往会采用单面焊接，这是绝对不允许的，必须双面焊接并保证焊缝高度，否则，运行后，砖层向上膨胀，单面焊缝定会因承受剪切力而开裂，以致砖层脱落。
局部不规则区域耐磨砖或保温砖安装时，根据实际情况切割耐磨砖和保温砖是必然的，切割时应从一个端面向另一端面切，不允许从两个端面往中间切，如图1所示。
根据其它工程CFB锅炉运行检修经验，对于保温砖及耐磨砖的砌筑有许多值得总结和改进的地方。如白马电厂300 MW CFB锅炉第一次停炉检查时在分离器入口烟道发现部分砖已经断裂松脱，经分析研究，出问题的砖属于异形砖，一半骑跨在16 mm厚的托板上，下面则是一条20 mm的膨胀缝，这层异形砖承受着整个上部砖墙的重量，极易出现断裂现象。
秦皇岛工程吸取白马工程的教训，现场研究制定了如下改进方案：在托板上焊接锚固件，将这层砖改为高耐磨浇注料层，提高整体强度，每隔1500 mm设置一道Z形膨胀缝，这样既保证了承重层的强度，又兼顾了膨胀及密封的需要，运行一年后检查，效果良好。
类似在大型CFB锅炉内衬结构形式需优化的地方还有很多，需要设计员、现场技术人员在不断的生产实践中摸索总结。富通新能源生产销售的生物质锅炉以及木屑颗�；怪频纳镏士帕Ｈ剂鲜强突遣淮淼难≡�。
2.2不定型浇注料的施工
不定型浇注料施工，分为保温型浇注料施工和耐磨耐火浇注料施工两种形式，其中保温型浇注料又可分为保温浇注料与耐火保温浇注料两种材料。秦皇岛工程中耐磨耐火材料主要分以下几种：耐磨耐火浇注料、加钢纤维耐磨耐火浇注料、高耐磨耐火浇注料、熔融石英耐磨耐火浇注料、加钢纤维熔融石英耐磨耐火浇注料等等。
对于耐磨耐火材料的施工技术要求大体上是一致的，而且也是不定型浇注料的施工重点，因此重点介绍这部分的施工。
材料的保管及送检前文已述，为保证浇注料的正常凝固和硬化，水质非常重要，一般采用洁净的生活饮用水(pH值65~7)；施工现场温度在+5℃+30℃为宜。秦皇岛5-炉最早内衬施工始于4个外置床，当时是冬季，环境温度低于-10 aC，为保证施工要求，现场采用外置床内部生炉子、外部包覆阻燃棉被的方式来保证施工环境，在每个外置床四角布置了4个温度计，便于监控环境温度。利用于料施工前暖房预热，加热混合水等方法提高材料的温度，控制每次拌料的数量，缩短拌料的运输距离，来保证使用时的拌料温度。
现场施工中应注意：
2.2.1混料搅拌的质量
骨料与粉料按比例倒入搅拌机后，至少要干混30 s左右，然后先缓慢加入约85%全部施工用水（用带刻度的容器测量加水量），余水则根据实际干湿度添加，以获得最佳的稠度，湿混时间保证在4～6min，充分混合。水量的控制是关键，加水过多，凝固时间延长，机械强度降低；加水过少，振动质量差，强度低，不利于排气而易出现内部气孔。
2.2.2通过试验确保气孔的大小及生成率
表面和内部气孔的大小及数量是检验不定型浇注料施工的重要指标。促凝剂和缓凝剂的比例和加入时机，拌料质量和浇注工艺，模板材料选取，支模工艺及拆模时间，模板内表面处理技术，振动棒的选取，振动棒的插入位置和方位，都是减少气孔数量和减小气孔当量直径的必要手段；而这些手段的合理组合，施工现场须通过多次试验才能找到有效方法和途径。秦皇岛工程内衬施工验收时，没有发现蜂窝、麻面、裂纹，没有发现直径大于5 mm气孔，每平方米直径大于3 mm的气孔数量均小于1个，大大优于其它CFB工程的验收结果，内部质量指标经专门试验室检验优于设计要求。
2.2.3膨胀缝的设置
严格按设计合理布置不定型材料的膨胀缝是确保内衬长期安全使用的关键。由于300 MW CFB锅炉内衬所用材料复杂，而且每种材料的膨胀系数不尽相同，因此各个部位的膨胀缝大小及形状是不同的，膨胀缝的大小由2—60 mm不等，施工时要非常仔细，防止漏设或错设。不定型耐磨耐火材料的施工的一个基本要求是跳块施工法，以保证每个施工块的周围都有膨胀缝。施工耐磨耐火砖、保温砖和无石棉微孔硅酸钙制品时应错缝、压缝和涂抹灰浆。耐磨层的膨胀缝为“Z”形，保温层中的保温制品施工缝，不能与耐磨层的膨胀缝相连，位置应错开。保温层的施工缝与耐磨层膨胀缝应满足下图2的尺寸要求。
2.2.4拐角的施工
CFB锅炉粒子运动和传热，决定了拐角部位是实际运行中磨损最剧烈、最易损坏的部位，施工过程中所有拐角都应重视，必须严格控制耐磨层的厚度且圆滑过渡；内衬锚固件可根据实际需要合理添加，过少的锚固件无法保证拐角的强度和耐磨，过多的锚固件则会导致内部膨胀热应力增加而影响内衬使用寿命。
2.2.5开口位置的施工
开口位置是耐磨层最易出现问题的部位，因此应适度增加锚固件的密度。秦皇岛工程5炉最终增加的锚固件数量约有10 000多个，大部分是增加在各个开口部位。
开口位置非金属补偿器的调整与施工是施工中的难点亦是重点，特别是炉膛开口处的8个非金属补偿器（包括4个回料腿、4个外置床至炉膛灰道补偿器）。前期已投产的云南开远电厂300MW CFB锅炉这几个补偿器运行后问题较多，就是因为安装时尺寸控制不理想所致。按照ALSOTM的设计理念，这几个补偿器同时要补偿垂直与水平两个方向的膨胀，就像力的合成一样，其实际膨胀方向是一个沿斜面滑动，因此这个斜面的角度及间隙必须严格控制。秦皇岛工程这8个补偿器现场先后用了约2天时间才调整达到设计要求。补偿器的砌筑是一个非常细致的工序，也是需要重点检查的部位，要求间隙一致，摩擦面光滑，才能同时保证膨胀及密封的要求。
2.2.6仰面内衬施工
仰面内衬施工是不定型材料的施工难点，白马电厂300 MW CFB锅炉仰面施I采用是喷射法，喷射机从日本引进，施工效果并不很理想。因此秦皇岛工程仰面不定型材料采用的是顶部开口分层浇筑，虽然工序较复杂，但施工质量好。
在仰面施工中要注意控制的是材料的饱满度，否则会产生内部气孔。水的配比通过试验确定，使混合后的材料既要有较好的扩散性，又要保证其机械强度，使用振动棒振捣时要慢进慢出，同时还要从下面的模板处进行充分振动，以利于排气，减少气孔数量和减小气孔直径。施工完毕后开口处临时遮挡但不必密封焊，用做烘炉排汽孔，烘炉完毕后再密封焊接。
3、结语
选择行业内信誉好、质量稳定、有施工资质和烘炉资质的内衬厂商是保证CFB锅炉内衬整体质量的关键，建议采用秦皇岛工程的模式，即内衬材料供应商、内衬施工和烘炉为同一厂商，均为宜兴刚玉有限公司，这样避免了责任不清和材料浪费，促使其在施工过程中不断优化配比；该模式系东方锅炉有限公司、秦皇岛秦热发电有限公司、天津电建和华北电力科学研究院精诚合作的结晶，实践证明该模式科学有效，得到令各方均满意的结果：秦皇岛工程2×300 MW循环流化床锅炉内衬质量达到了国内领先，国际先进的技术水平；内衬在运行一年后检查，质量优于设计预期，除内衬颜色经高温使用变深外，没有明显损伤和变形；特别是2007年11月，5-炉外置床运行中爆管，高温、高压蒸汽直接冲刷内衬，内衬表面仅仅冲刷出一些不规则凹坑，凹坑深度小于10 mm，没有发现开裂和脱落，这些充分证明秦皇岛工程内衬质量完全达到并优于原设计，可以保证锅炉长期安全运行。
