0、引言
670 MW超临界直流锅炉炉顶密封结构属于常规通用二次密封设计，不能彻底解决因锅炉受热膨胀造成的漏气、漏灰问题。锅炉运行过程中，炉顶大罩壳内侧墙水冷壁和顶棚管之间漏气、漏灰。采用环保非金属立体柔性密封技术在锅炉密封原设计基础上进行改造修复后，锅炉炉顶无漏气、漏灰现象，改造效果明显，富通新能源生产销售
生物质锅炉，生物质锅炉主要燃烧
秸秆颗�；�、
秸秆压块机、
木屑颗粒机压制的生物质颗粒燃料。
1、改造修复前原结构形式及存在的问题
670 MW超临界直流锅炉炉顶密封结构型式主要有4种。
(1)前墙水冷壁和前顶棚交叉部位密封型式。在交叉前部顶棚管上及水冷壁管排上焊接梳形板，两者通过折边板、膨胀节进行连接；前交叉后部水冷壁上的梳形板通过折边板、膨胀节和前顶棚内护板相连。十字交叉处浇注耐火可塑材料进行密封。该部位管排比较复杂，耐火可塑料易松散，运行后高温烟气长时间直接冲刷金属密封，且膨胀节承受水平、上下交变作用力，易破损而造成烟气泄漏。
(2)侧墙水冷壁和顶棚管密封型式。水冷壁梳形板通过U形板和顶棚管上的折边板相连进行密封。U形板膨胀节系横向焊接结构，受到水平、上下、左右方向的膨胀交变应力影响，长时间运行容易受损而造成烟气外泄。
(3)后墙水冷壁和顶棚管密封型式。后墙水冷壁拉稀管梳形板和密封盒焊接，后墙密封盒两侧又与侧墙水冷壁梳形板通过U形板连接，密封盒受力情况复杂，易受损。
(4)末级再热器。通过内护板和管排上的高顶板焊接密封，内护板内浇注耐火可塑材料。长时间运行后，耐火可塑材料因管排受热膨胀，反复摩擦，使耐火可塑材料松散，高温烟气直接冲刷内护板造成内护板受损破裂，烟气外漏。
从以上分析可以看出，锅炉厂密封结构设计属于常规通用设计，不能彻底解决因锅炉受热膨胀而造成的漏烟、漏灰问题。
炉顶密封材料为耐火可塑材料和金属密封板，耐火可塑材料等硬性材料的膨胀量过小，只能作为耐火层而不能吸收膨胀。炉顶整体密封面积过大，当密封钢板有漏焊点等穿孔缺陷或隔热耐火混凝土有损坏时，高温烟气流将进入密封板下窜行，很快就会使密封板受热变形而损坏，造成炉顶漏烟。
2、改造修复前存在的危害性
2.1漏风、漏灰对运行安全性的危害
(1)漏风、漏灰会严重磨损金属受热面。承压管道在漏风、漏灰部位时常发生管壁变薄甚至爆管现象。在发生锅炉漏风、漏灰时，由于锅炉内外压力差，在漏风处形成涡流，加速了炉灰颗粒物对管壁的冲刷磨损作用，长此以往，将使管壁厚度减小，造成应力集中，严重时可能导致爆管，造成电厂被迫停产的事故。同时，随着锅炉本体泄漏的增加，其炉内的烟风量开始大于设计值，且由于泄漏点的不同，使炉内流场压力不均、烟风流量偏差加大等，都直接或间接地恶化了炉内工况条件，导致管壁严重磨损。
(2)漏风、漏灰对锅炉辅机安全造成危害（主要是对引风机的危害）。当锅炉发生漏风、漏灰时，降低了炉膛及换热面的热负荷，为了保证锅炉出力，必须增加煤粉的投入量，此举加大了炉膛烟道中的风粉量，增加了风速，加大了对引风机叶片的磨损。现在各电厂大、小修中常有的叶轮磨损堆焊等项目说明了其危害的严重性。
(3)漏风、漏灰严重腐蚀金属构件�；抑泻械挠泻Τ煞郑ㄈ鏢，P，N等元素）会对金属构件、特别是对承压部件造成腐蚀。此外，漏出来的高温烟气往往会将热量传给泄漏通道附近的锅炉附件，如管道、联箱、热工表线等，造成烧损、腐蚀，从而危及生产安全，严重威胁锅炉的正常运行。当烟气流量增加时，烟气中硫的质量分数必然增加，而其增加将导致酸露点升高，从而加大尾部受热面的腐蚀。
(4)漏风、漏灰增加锅炉本体荷重。炉顶大量积灰（积灰量可达200t、甚至300t以上），增加了锅炉炉顶承重量及顶棚管的承重负荷，严重时会导致炉顶变形，对锅炉本体的安全运行造成危害。
2.2漏风、漏灰对经济性的影响
(1)漏风、漏灰降低锅炉热效率。漏风会导致烟气所带热量散失，导致各受热面换热不足。此外，要维持额定蒸发量，必须多投煤粉，增加了烟气流量，导致烟气量增加。锅炉引风机电耗约占厂用电的15%左右。根据各科研院所的研究及各实际电厂试验考核：0.1(10%)漏风系数对应7.5℃排烟温度的升高，对应着约0. 7%的热效率的降低，对应10~15 A引风机电机电流的增加。
(2)漏风、漏灰制约锅炉出力。当密封结构发生大规模泄漏时，外界空气会大量进入或内部烟气大量漏出炉膛烟风系统，不但影响炉膛内的负压工况，而且会大大增加引风机电耗和磨损，迫使锅炉机组降负荷运行。
3、非金属立体柔性密封技术原理
该技术的原理是利用独特的施工工艺充分发挥材料的特性，全方位动态调整吸收锅炉因受热膨胀而产生的位移，而不是硬性的遏制膨胀。其主要采用具有超长纤维的高强度陶瓷纤维材料、具有高度稳定性的高温粘合剂、镍铬锰超强伸缩网、不锈钢钉、不锈钢菱形钢板网和弹性逆止卡环等。所有材料均具有很强的耐高温、抗腐蚀和高延展性能。作为密封主材的高强度陶瓷纤维具有纤维长、抗拉强度高（达到103 kPa）、耐高温（达1200℃）等特点。高温粘合剂不含任何磷酸根，pH值为7，从根本上杜绝了对锅炉的酸碱性腐蚀问题，具有极强的化学稳定性，抗温能力达1400℃。
该技术工艺的主要特点是能够动态调整吸收锅炉必然存在的膨胀而不是硬性遏制膨胀。它强调整体柔性密封，把泄露点置于密封层的中心部位；从高度方向自然向底部水平方向延伸不少于500 mm，使高度与水平方向形成一个紧密结合的整体；一般部位铺设3层陶瓷纤维，但不是简单的平铺，每2层之间用高温粘合剂粘接，能吸收的理论膨胀量为75 mm；在陶瓷纤维层上铺设不锈钢网，固定在事先焊接好的不锈钢钉上，用弹性逆止卡环压紧并焊接牢固。该项工艺大大增强了密封层的强度，并形成一个三维囊状结构，将膨胀区域完全包覆在密封层内。如果有因特殊情况出现的大裂缝，则适当增加陶瓷纤维层数及延展尺寸，该工艺所能吸收的最大膨胀量为220 mm。
4、改造修复区域及修复效果
需要进行密封改造修复的区域主要有锅炉炉顶的前交叉、侧墙与顶棚管交接处、末级再热器（如图3所示）、后水冷壁拉稀管及穿顶棚管部位等。
经过密封修复改造后，炉顶的前交叉，侧墙与顶棚管交接处，再热器的穿墙管部位及折焰角与侧墙的交接处等部位漏灰现象消失，改造效果良好。
5、经济效益分析
从目前使用状况看，采用非金属立体柔性密封技术后，炉顶及折焰角处的密封可保证3个大修期(12年)不更换、修复，采用传统金属密封工艺及保温措施，12年内至少要大修3次。采用立体柔性密封技术对硬性金属密封改造修复投入费用为99- 55万元，采用该技术后12年内可节约费用约490. 24万元。
综上所述，采用立体柔性密封技术对锅炉炉顶进行密封，设计寿命按12年计算，可节约资金390. 69万元，每年可节省资金32. 55万元，经济效益明显。
6、结束语
采用该立体柔性密封技术后，消除了670 MW直流锅炉炉顶硬性密封因受热膨胀造成的漏烟、漏灰问题，经济效益明显，具有较大的推广应用价值。
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