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240T/H型CFB锅炉炉墙的施工
发布时间：2013-09-08 08:42 来源：未知
1、CFB锅炉概况
无锡锅炉厂生产的240T/H型环流化床(CFB)锅炉结构复杂（按结构分为点火风道、炉底水冷风室、炉膛下部密相区、炉膛出口医域、旋风分离器入口烟道、旋风分离器、回料器、旋风分离器出口烟道、尾部竖井炉墙等区域），筑炉所需材料品种多，筑炉工程量大，施工难度大。本文中，在分析240T/H型CFB锅炉结构和各区域使用环境的基础上，详细介绍了各区域炉墙的施工，包括所用材料及技术要点。
2、问题分析及施工技术
2.1 点火风道及水冷风室
循环流化床锅炉点火风道外部为钢板，内径为1500 mm．分为高温区域与低温区域。由于采用床下动态点火方式，启动时高温区域瞬间温度高达1 400℃，在风门突然失灵关吲或误操作等特殊情况下甚至高达1 600气。
由于点火风道中的风速极大，且在设备运行一段时间后会有少量炉膛内物料经由风帽U进入风室，在短时问内导致风道内壁大面积磨损，产生裂痕，严重时产生整体磨损坍塌。
由于高温区域在点火启动时温度高达1400℃，故炉墙厚度较大，内衬采用刚玉莫来石砖，外砌2层轻质保温砖（总厚165 mm），在护板处粘贴l层硅酸铝耐火纤维毡。低温区域炉墙厚度相应减簿，内衬同样采用刚玉莫来石砖，外砌75 mm厚的轻质保温砖。施工前应对钢护板尺寸进行复榆，防止炉墙砌筑时无法保证其内径或炉墙保温层厚度。
施工时应依图拉出中心线，由外向内逐层依线砌筑。砖衬之间应相互错缝，泥浆饱满度均不小于95%。保温砖砖缝控制在3—5 mm，耐火砖砖缝不大于2 mm。根据现场实际情况，个别砖允许切割并研磨后用，但切割面不砌在迎火面，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、木屑颗粒机压制的生物质颗粒燃料。
点火风道内衬亦可采用刚玉奠来石浇注料。浇注料宜分块施工，每块的尺寸为600 mm×600 mm。块与块之间采用迷宫型接缝，并采用密封弹性耐热钢网处理：用弹性耐热钢网包敷3 mm硅酸铝纤维纸，做成宽度与浇注体厚度相同的“Z”形，在浇注时同步埋入浇注层膨胀缝内。
水冷风室内衬采用100 mm厚的中质保温浇注料。浇注施工前，先在膜式壁扁钢上焊接“V”型抓钉，抓钉高度为70 ~75 mm，抓钉呈150 mm×200 mm错列布置，每平方米抓钉数量不小于35只；再在所有抓钉及膜式壁管上均匀涂刷2 mm厚沥青漆。
鉴于风室部位在点火与正常运行时的温度相差较大，运行时冲刷磨损严重，其内衬应具备优良的抗热震性和耐磨损性，冈此由图设采用的体积密度为1*6 g．cm-3的中质保温浇注料改为抗燕震性好的耐磨浇注料。经多台锅炉应用，效果颇佳。
浇注采用强度较高的木模板，外敷1层三合板，模板内面均匀涂刷隔离剂。模板采用内撑外拉的方式进行加固，加固点间距≤500 mm。
在条件允许的情况下，风室顶及点火风道的内衬宜在地面施工，既可降低施工难度，又可提高村体的致密性和表面平整度。风室水冷壁内村通过膜式壁上焊接的抓钉与膜式壁成为一体，无需留设膨胀缝。
2.2炉底水冷布风板
水冷布风板由前墙下部向后倾斜延伸的膜式壁与焊在鳍片上的风帽构成。启炉时走高温热烟气，正常运行时不断有新的炉料送入，负荷调整或风帽脱落时有细颗粒底料落入风室，停炉时有大量炉料回落。高温渣蚀及回落料的磨损是布风板损毁的主要原因。
为了提高水冷布风板的耐磨性，布风板上浇注80 mm厚的中质保温浇注料和70 mm厚的刚玉自流浇注料。鉴于耐火材料与金属进风管的膨胀系数不同，在所有进风管外表面缠有2 mm厚的硅酸销纤维纸或涂刷相应厚度的沥青后再浇注耐火材料。注意防止风帽小孔被浇注料堵塞。
浇注刚玉自流浇注料时，通过同步埋人20 mm厚的硅酸铝纤维板在布风板四周留20 mm膨胀缝。为了排渣顺畅且不影响大床流化，排渣管处的炉衬表面较之前略低，一般倾斜50。
2.3炉膛下部四周水冷壁卫燃带
循环流化床锅炉在运行时，炉膛内部气一同两相流的工况极为复杂。在炉膛下部区域，烟气流速大（4—6 m-s-1），温度高(800—1000℃)，物料浓度高。受热面的磨损和燃烧产物对水冷壁的侵蚀是其损毁的主要原因。
该区域采用具有良好耐磨性和抗侵蚀性的刚玉质自流浇注料。浇注料厚度为80 mm，高度为7 600 mm。浇注自下向上进行，每模高度≤600 mm。施工前，在模板内壁粘贴一层釉面板。另外，每模安装后均耍拉线校正。若采用防磨喷涂，过渡区浇注料最少宜覆盖30 mm厚的防磨层，并做成55°斜角。浇注时要防止各种开孔被堵塞。二次风喷嘴和给煤喷嘴应。先涂一层2mm厚的沥青后再浇注。在各穿管（孔）处炉衬中须加入1%~2%质量分数的耐热不锈钢纤维，以增强其结构强度和韧性，并且孔边缘均处理成圆角或平角结构。另建议在回料阀周围的膜式壁扁钢或四周框架上增焊～些“Y”形抓钉，同时用∮6耐热钢筋编制成100mm x100mm的钢筋网格固定在抓钉上，以增强炉衬强度（所有抓钉等紧固件在炉衬施工前均应均匀涂刷沥青）。
卫燃带过渡区域是CFB锅炉磨损较为严重的部位。为减轻该区域的磨损，做防磨喷涂时，应把炉衬上沿做出尽可能大的倾角，并确保斜面与垂直面过渡自然顺畅。自卫燃带向上1.2 m范围内，用∮4的lCr20Ni14Si2耐热钢筋弯制成“V”形销钉，焊于鳍片上（销钉间距不大于40 mm）．然后施工5—20 mm厚的纳米瓷泥，以与水冷壁相吻合，与下部相邻炉衬自然过渡。
2.4屏式受热面
屏式受热面包括屏式过热器和水冷屏，处于炉膛的中上部。在循环流化床锅炉运行过程中，高温烟气携带床料直接冲刷屏式受热面及相应的前水冷壁，尤其是迎火面的下集箱正处在密相区向稀相区的过渡阶段，磨损冲刷严重，加上受热膨胀，很容易出现浇注料脱落或磨损冲蚀。
屏式受热面采用刚玉可塑料。施工前，先涂刷1 mm厚的沥青，然后捣打100～120 mm厚的刚玉可塑料（无模施工）。过热器及其穿墙区域的内外应同时施工，以达到最佳密封效果。炉外部分宜采用耐火浇注料，炉内部分采用刚玉可塑料。由于前墙水冷壁上无紧固支撑件，施工时应增焊∮6的“v”形同材质的耐热筋销钉。
为了减轻回落物料对屏式受热面水冷壁管的磨损，在屏式受热面施丁时，应特别注意炉衬上、下施工端面和前墙水冷壁的自然过渡，且过渡斜角尽可能大。该工位上端部、底部及转角处应严格依图施工成斜角过渡结构。
2.5 炉膛出口烟窗区域
高温烟气携带床料粒子在流经出口烟窗时，气一固两相流速度急剧增加，达15~25m-S-I，温度在900℃左右，煤灰浓度较高，出口烟窗内侧墙及其相邻的后水冷壁区域会受到床料粒子的冲刷磨损。
自标高31240 mm向上至顶，后墙宽度2 985mm，侧墙宽度2105 mm范围内施工刚玉可塑料。所有销钉顶部距耐磨材料表面的距离约20 - 25 mm．否则应切割或朴焊。此处应与烟道内侧墙同步施工，以使二者具有良好的连接过渡性。自下向上逐段施工，施工时可不留设膨胀缝，因为炉衬材料的膨胀随金属水冷壁的膨胀而膨胀。在烟窗出口与烟道内侧墙转折处，宜施工成圆角结构。尤其烟窗出口与烟道内顶部炉衬的转折连接，视现场实际情况，可增焊由∮6的1Cr20N114S12弯制的“V”形销钉，以稳固炉衬。在烟道内侧墙布置有一道环形柔性膨胀节，施工时必须注意此处膨胀节膨胀缝的留设方向，即顶部臌胀缝的错口方向必须背向物流方向，侧墙及底处则顺应物流方向。在烟窗与水冷壁过渡区域的交接处，耐磨材料均应做成45°倾角。
操作上应尽量避免大幅度调整，最佳控制炉膛出口压力在微正压，以减轻冲刷磨损。
2.6分离器顶部中心筒
高温烟气由炉膛出口处进入分离器后，气一固两相流在此旋转并改变方向，高温粒子直接冲刷分离器顶部尤其为对应靶区处。锅炉高负荷运行时，烟气温度能达到1000℃左右，中心筒连接件长时间处于高温环境下工作，极易出现高温蠕变、老化。加上频繁加减负荷和快速开停炉，曾多次出现中心筒变形脱落事故。
该部位为水冷壁式，宜采用刚玉可塑料捣打施工。在所有销钉、壁管等金属件表面均匀涂刷2 mm厚的沥青漆后再进行捣打施工。为确保炉衬厚度，顶部500 mm范围内做厚度定点检查。宜一次施工至设计厚度，不允许后补涂抹，以避免炉衬在运行后出现分层剥落现象。捣打施工时应确保炉衬密实平整，表面光滑。在施工至靠近中心筒处，必须依图留设膨胀缝。如果现场条件允许，亦可在地面进行浇注后再吊装。
2.7分离器锥段与直筒段
循环流化床锅炉旋风分离器为汽冷包敷炉墙，结构比较稳定。在入口处墙面（靶区），由于中心筒的离心作用，气流园旋转而改向，将没有燃尽的物料分离下去。所以，直筒段靶区磨损比较严重。锥体段的煤灰粒子折返频繁，且工作温度较高，磨损亦较重。施工时必须保证材料的密实性和平整度，特别是靶区部位，如果平整度超标，切线及过渡区处理不好，将会形成涡流，加剧局部的磨损。因此，施工时应特别注意，严格做到内表面光滑平整，减少摩擦，降低磨损。
分离器直筒段属蜗壳式偏心分离。筒体及锥段向火面均宜施工刚玉可塑料。分离器施工时首先由中心筒处向下拉出中心线，保证简体、锥体、立料腿同心。施工时，自下向上逐层逐段捣打（施工前所有金属件如果有锈迹或杂物，必须先清理干净，再涂刷2 mm厚的沥青），严格依据中心线，以保证炉衬厚度及内径尺寸准确。在销钉过稀或安装损失残缺处，应据现场实际情况修正或加密。鉴于分离器恶劣的运行工况，为减缓对靶区及分离器顶部的磨损，延长其运行周期，建议在分离器人口处加设一道防磨梁。
在人口靶区范围内，炉衬受冲刷程度最为突出，敌，此处炉衬在施工时，将加入“DCW”系列抗磨加强剂，以更有效地增强炉衬抗磨损性能。
2.8返料器
返料器是将分离器分离下来的物料重新送回炉膛的装置，内部结构较为复杂，由下行流道、水平流道、上行流道、回料斜管、人炉斜管及小布风板构成。该部位体积较小，施工工艺较为复杂，如处理不当极易导致回料不畅。
2.8.1返料器布风板
为减少回料器布风板的导热与磨损，该工位采用三层炉墙结构形式：靠底部钢板为硅酸铝耐火纤维板60 mm，其上为轻质保温浇注料90 mm．最上为高强耐磨浇注料100mm。为便于施工和日后小床风帽的更换，该工位宜在四侧墙施工完毕后再浇注施工成为“活底”形式。待风帽安装完毕后，方可开始由下向上逐层施工。
2.8.2回料阀、斜料腿和立料腿
在保温浇注料施工结束后，浇注耐火层前，需在保温浇注料表面作防水处理：可敷设一层塑料薄膜或涂刷防水剂。
采取足够强度的模板，模板表面涂刷一层隔离剂或粘贴一层釉面纸。由下向上逐层浇注，每模高度宜不大于600 mm。
回料阀的炉墙结构由内向外为：100mm刚玉耐磨浇注料，90mm轻质保温浇注料，60mm硅酸铝耐火纤维板。施工时，先在外护板处依图焊接耐热抓钉，在靠外护板处粘贴硅酸铝耐火纤维板，再施工浇注轻质保温浇注料。在轻质保温浇注料施工完毕后，若“Y”形销钉密度过稀，可在“Y”形销钉端部加焊∮6（lCr20N114S12）的120 mm x120 mm的耐热钢筋网格，方可支模浇注。浇注时，应特别注意的是在流道转折处，模具的制作与支设必须精确，以确保炉衬内径尺寸和转弯的圆滑过渡。回料器侧墙的膨胀缝宜进行密封并做背衬密封处理。侧墙两侧检查孔周边浇注料宜添加耐热钢纤维，并敷设耐热钢筋网格，并振捣密实，以增加检查门的抗压能力。
在人返料器的立料腿处，其炉墙结构由内向外为：100mm耐磨浇注料，90 mm轻质保温浇注料，60mm硅酸铝耐火纤维板。施工方法同上。在立料腿与锥体相接的集箱处，宜设一道环形膨胀缝，其宽度应据分离器的高度计算出的膨胀鼍确定。此处在施工时，应在集箱表面做包箍，并采用同上材质和规格的耐热钢筋网格，将炉衬施工成“Z”形迷宫形膨胀缝，并做二次背衬密封。立料腿处炉衬结构为圆形，在受热膨胀时，炉衬与直接焊在外护板上的销钉之间势必产生应力，导致炉衬开裂。为彻底杜绝此现象的发生，宜采用“自由伸缩式销钉”。
斜料腿处炉墙为圆形，炉墙结构为：100mm刚玉耐磨浇注料、90mm轻质保温浇注料、60mm硅酸铝耐火纤维板。此处炉衬同样采用“自由伸缩式销钉”。膨胀缝宜按600 mm×600 mm的间距留设，方式同上，为“Z”形迷宫，并做二次背衬密封处理，呈相互交错布置。
为保证该工位炉衬的整体牢同性，宜采取由下向上逐段整体浇注。
在斜料腿与炉膛相接处容易跑火漏灰，故此处施工时采取以下措施：
1)在浇注料中加入1%一2%质量分数的耐热不锈钢纤维；
2)因为金属水冷壁与耐火材料之间热膨胀性存在差异，在浇往前，须在水冷壁背面鳍片上加焊销钉以增加浇注料与水冷壁的结合力；
3)自水冷壁背部鳍片上引出足量的钢筋拉钉，与斜料腿钢筋网格连成一体，形成钢筋笼骨架，增加炉衬的整体强度。
2.8.3折焰墙
返料器折焰墙采用高强耐磨浇注料整体浇注。由于其厚度较大，浇注时应与返料器侧墙同步。采用较长、多刺的“Y”形销钉焊在两侧外护板上并伸入炉衬内。若恐单排销钉难以满足需要，可在销钉两侧加焊∮6的lCr20Ni14Si2耐热钢筋网格，网格间距小大干150 mm x150 mm。
2.9分离器出口转向室
从旋风分离器出来的携带少量粒子的气流速度较高，对水平烟道及分离器出口仍会造成较重的冲刷磨损。
中心筒出口至转向室部位的炉墙结构由内向外依次是：100 mm高强耐磨浇注料，190 mm轻质保温浇注料，60 mm硅酸铝耐火纤维板。转向室侧墙的施工工艺方法同返料器处。转向室底施工时，先依图在底部焊接“Y”形销钉，再错缝粘贴硅酸铝耐火纤维板。在施工轻质保温浇注料时，在对应耐火层膨胀缝处垫衬一层耐火砖。保温层厚度定点范围不大于1000 mm x1000mm。耐火层膨胀缝的留设应严格依图，转向室处炉墙宜在不大于1.5 m范围内留设一道5 mm膨胀缝。转向室立墙的圆一直过渡区，因炉墙的膨胀方向不同，建议在圆一直相切处加没一道止推板，留设一道5 mm膨胀缝，以避免错位破坏。
转向室顶部与其他部位的炉衬承重要求不同，“Y”形销钉可改用“Ω”形吊钩，并在吊钩端部加编∮6的lCr20N114S12钢筋网格（120 mm x120mm），以增加炉衬对紧固件的握裹力。顶部施工时，先焊接抓钉再支设悬吊式模具。浇注耐火层时，在对应膨胀缝处做二次背衬密封处理。
2. 10尾部竖井烟道
竖直烟道处于分离器之后，灰浓度低，粒径小，磨损较轻；由于受热面集中布置，篷灰、积灰严重。
尾部竖井烟道的炉墙结构由内向外依次为：100mm的高温段为耐磨耐火浇汪料，161mm的轻质保温浇注料，60 mm的硅酸铝耐火纤维板。施工方法同出口转向室。低温段炉墙结构由内向外依次为：114 mm的黏土质耐火砖，123mm的硅藻土保温砖，120 mm的硅酸铝耐火纤维板。
烟道内衬的四角设有膨胀缝，中问留设2道膨胀缝。沿高度方向设有拉钩和托架（环形水平膨胀缝）。膨胀缝采用特制膨胀缝砖。此段墙体若施工不当，最容易变形、倒塌，故沿高度方向每隔一层与外护板所对应的位置采用“标挂砖”进行加固，标挂砖所用的锚固件采用∮6或（∮8耐热钢筋，锚固于护板框架上，上、下两道紧固件的中间采用牵拉砌筑的方法，再进行加固，直至到顶。
烟道中加装吹灰器，定期吹净受热面秘灰。
3、结束语
在筑炉施工过程中解决问题，实施多种技术措施，从而延长炉墙的使用寿命；从操作习惯上总结和提高运行操作水平，减轻和避免运行操作对炉墙的损坏，给企业带来更多的经济效益。
以上所述可供锅炉使用方工程监督技术人员、项目监理、筑炉施工技术人员借鉴和参考。
