炉顶密封保温的改进

杨文军

近几年,我国锅炉制造厂、电力设计和研究单位,对锅炉炉顶结构进行了逐步改进,但锅炉炉顶“三漏”现象仍然得不到根本治理,有的炉顶温度高达 80℃～90℃,有的锅炉炉顶积灰达 30 cm～50 cm。“三漏”现象浪费了能源,也污染了环境,使电站的经济效益受到严重影响。为杜绝“三漏”,本人集多年经验,就炉顶密封保温结构以同煤塔山电厂为例谈一下自己的见解。

1 现状调查

塔山电厂 1号、2号机组锅炉由哈尔滨锅炉厂生产,型号为HG-2080/17.50-YM 9型、亚临界自然循环锅炉。原设计锅炉炉顶采用大罩壳密封结构,炉膛顶部采用膜式顶棚过热器和散管相结合,分前炉顶过热器和后炉顶过热器两部分,二次密封浇筑料采用高温微膨胀可塑料,浇筑层厚度为 60mm。该炉顶密封与保温均是采用传统工艺设计的。炉顶漏风、漏烟,严重污染环境,降低锅炉热效率,漏风较大会影响锅炉的安全稳定,同时增大风机的负荷,缩短风机使用寿命,严重影响运行人员的身体健康。顶部积灰严重,加大锅炉的支撑负荷,使金属支吊架长期处于高温状态,易造成塑性变形,缩短寿命。

2 炉顶密封泄漏的原因分析

1)设计因素。一次密封一定要做好,尽可能的将散管之间的间隙用钢板焊严,充分考虑热膨胀造成的问题。

2)人为因素。炉顶散管由于现场施工人员没有严格按照施工工艺操作,造成鳍片对接不平整、间距不均匀,一次密封没有达到预期效果,导致鳍片上耐高温可塑料使用寿命降低,产生漏风、漏烟现象。

3)施工方法因素。在炉顶过热器分段鳍片散管之间填充高温微膨胀耐火可塑料时,由于施工人员施工方法不正确,没将可塑料致密,导致二次密封没有达到预期效果,同样鳍片上耐高温可塑料使用寿命降低,产生漏风、漏烟现象。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(将原设计的传统一次密封结构进行改进,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。根据其他同类型电厂的投入运行情况,发现炉顶漏风、漏烟现象严重,炉顶大罩壳温度偏高,热损失大,造成实际温度(80℃)比设计温度(50℃)明显偏高,针对这一现象,决定改进传统的密封方法。我们在1号机炉顶密封安装过程中,经过事前的测试与探讨,加强对炉顶密封的质量控制,实施了以下改进措施,以此改善炉顶环境温度,降低热损失。

3 针对炉顶泄漏的改进措施

鉴于以上原因,针对炉顶密封提出了改进措施,鳍片上浇筑可塑料之前,在鳍片上铺设钢板,钢板与鳍片间采用单边花焊,然后在钢板上浇筑可塑料,在可塑料上涂抹高温粘结剂,而后再加上一层 20mm的硅酸铝针刺毯,焊密封板完成二次密封,这样就可减少由于一次密封不好,而引发漏风、漏烟,降低炉膛的热损失。

1)主要从两个方面入手来控制一次密封的质量。a.控制炉顶散管吊装就位后的对口质量,避免折扣、咬边,这样为下一道工序调整鳍片间距均匀、对接平整做好铺垫。b.在调整鳍片间距时,采用点焊方法将局部调整好的鳍片临时点焊,待鳍片全部调整完毕后,用磨光机把鳍片打磨分离,为降低施工工作量,在保证施工工艺(鳍片调整完好)的前提下,点焊间距尽量拉大,一般间距保持在 400mm左右。2)主要从两个方面控制铺设钢板的质量。a.对于单根穿棚管,我们根据现场实际尺寸,进行现场切割钢板,对接点焊钢板。b.对于管束穿棚管,由于所需钢板加工量大,故在地面处进行批量加工,然后在炉顶对接点焊钢板。3)钢板材质的选取考虑到前炉顶过热器处于高温区(1200℃左右),所用钢板材质的性能不应低于散管鳍片的材质 15 CrMo的性能,需采用耐高温、耐磨性能好的材料,经过组织讨论,初步把 12 Crl-MoV钢和 15 CrMo钢列入备选项,随后又经多方论证,由于15 CrMo钢性价比高,使用普遍,成为最终所选。4)密封施工工序调整。鳍片对接平整一次密封交接验收→清扫杂物→铺设钢板(与鳍片单边花焊)→浇筑可塑料(密实)→取样试块检验→养护→焊接密封板→二次密封验收根据以上工序制定各阶段的质量控制点,并有专人进行验证控制。5)做保温炉顶内的管道时一定要按设计厚度和层数进行施工,绑扎牢固,所有的缝隙一定要塞严。

4 具体施工中应采取的质量控制措施

4.1 完善质量保证体系,强化工程质量检测手段

要搞好质量管理,就必须从组织、人员、制度三个方面抓起,建立健全质量保证体系。设专人负责整个炉顶密封的技术管理和质量工作,并兼任督导;各个施工人员严格执行本岗位职责,严格执行各项质量管理制度,形成“横向到边,纵向到底”的质量体系,对整体质量实行全方位的控制。

在建立完善的质量保证体系基础上,进一步强化质量检测手段,主要做法是:1)开工前,依据施工指导书制定各项工序的操作细则,明确各施工工序、各项技术指标的允许误差、检测频率和方法。2)制定了工序间的交接验收办法和奖惩措施。不符合要求的进行处理,合格后方可进行下一道工序施工。3)加强对施工工艺操作过程的控制与检测。

4.2 把施工管理重点放到第一线,特别是抓好工序管理

1)在施工中,要求各级领导和工程技术人员坚持现场办公。提出工程技术人员不盯施工现场就等于脱岗。领导死盯现场,与职工同甘共苦,及时解决施工中出现的各种问题。

2)把工序管理作为施工管理的重要一环来抓。主要做法是:a.坚持开工前进行技术交底。在工程开工前,由工程负责人和技术员向工长及施工人员、机械人员进行技术交底,详细讲述施工工艺、施工方案、技术标准及质量保证措施,使所有参加施工的人员做到底码清楚。b.加强现场工序管理,明确分工,责任到人。

4.3 加强质量控制和检查

1)在施工过程中随时检查,加强对动态施工质量控制,把分散的自检、验评测量数据图表化,从而使班长及时作出准确判断,正确指挥操作人员进行调整。2)核查分段验评情况,查出问题和原因,快速处理和解决。3)对施工质量严格评价、严格把关。

5 改进后的炉顶密封效果

塔山电厂1号机组锅炉于 2008年 9月经改进投产运行以来,至今已连续运行 4000 h,改进后比改进前炉顶漏灰明显下降,达到国家允许标准 10 kg/m2以下。炉顶没有局部积灰现象。炉顶密封改进后和改进前,在相同部位进行空气温度和保温层表面温度测定,结果表明,炉顶处室温及保温层表面温度均有明显下降,炉顶表面温度为 50℃,炉顶保温效果良好。与此同时,我们发现若在炉顶大罩壳上先铺设 60mm厚的硅酸铝板和铁丝网后再浇筑,炉顶的环境温度会更加理想。

6 结语

锅炉炉顶泄漏的原因与设计、施工、运行有关,提高炉顶密封性能的措施是:1)设计合理,可行;2)要保证炉顶耐火、保温密封和金属护板密封的质量;3)保持炉顶负压运行。

我们建议业主在生产运行中对锅炉的启、停操作步骤和保养方法等方面应制定严格的规定,以先进的工艺技术和严格的操作规程来保证设备的安全和使用寿命。锅炉炉顶密封与保温是个很重要的问题,它关系到锅炉机组的经济运行和安全文明生产。因此,对锅炉炉顶密封进行技术改进是十分必要的,不容忽视。

[1]顾伯衍.XPS板外墙保温系统的施工[J].山西建筑,2009,35(14):209-210.