浅谈CFB锅炉膜式壁安装注意事项

陈栓变

（太原锅炉集团有限公司，山西 太原 030021）

引言

循环流化床锅炉是新一代高效、低污染清洁燃烧设备。其特征是燃料及脱硫剂经多次循环，反复地进行低温燃烧和脱硫反应，锅炉内湍流运动强烈，不但能达到降低NOx排放、高脱硫效率和与煤粉炉相近的燃烧效率，而且具有燃料适应性广，负荷调节性能好，灰渣易于综合利用等优点。因此在国际、国内得到迅速推广应用。

通过多年来循环流化床锅炉的运行实践，发现循环流化床锅炉的安装质量与锅炉的正常运行有着非常密切的关系，在安装中有时由于一些零部件以及特殊部位的处理不当，不能充分体现设计者的设计意图和该部件所起的作用，以致影响锅炉正常运行，甚至引发严重后果，造成较大的经济损失。

为保证锅炉安装质量，本文总结以往膜式壁安装过程中所出现的问题，提出一些建议，以供参考。

1 炉膛结构及工作原理

炉膛一般呈长方形布置，其四面均为管子和扁钢焊成的全密封膜式水冷壁组成。此种结构密封性能好，可减少炉膛漏风，提高经济性，使炉墙结构和支吊简单。

在循环流化床锅炉炉膛内，典型的流体动力学结构为环—核结构，在内部核心区内，颗粒团向上流动；而在外部环状区，固体物料沿炉膛水冷壁向下回流[1]。由于存在大量物料的内循环，灰沿着水冷壁内循环时，鳍片沟流下的物料远大于水冷壁管外弧面流下的物料，如果鳍片内被浇筑料、床料、焊瘤等堵塞，物料向一侧或两侧流动，就会形成对水冷壁的磨损[2]。

大量运行实践表明，如果锅炉炉膛膜式壁管子或鳍片存在凸起、不平或密封不严，均会造成炉膛膜式壁的磨损，特别是膜式壁工地对接处和炉膛4个角部。

另外，炉墙开孔处的弯管、管壁上焊缝、管壁间的鳍片、焊缝不平整以及有关安装剩余的铁件等，即使很小的几何尺寸不规则也会造成局部的严重磨损[3]。

2 运行中常见问题

图1 补焊鳍片扭曲不平齐导致管子磨损

循环流化床锅炉由于磨损造成的事故，接近事故停炉总数的一半。水冷壁管的磨损是循环流化床锅炉中最常见的问题：补焊鳍片扭曲不平齐导致管子磨损、补焊鳍片内凸导致管子及鳍磨损、炉膛内有突出物（焊缝粗糙）引起磨损、角部密封鳍片不平齐管子磨损、鳍片存在大量漏焊引起磨损，见图1、图2、图3、图4、图5。

图2 补焊鳍片内凸导致管子及鳍磨损

图3 炉膛内有突出物（焊缝粗糙）引起磨损

图4 角部密封鳍片不平齐管子磨损

图5 鳍片存在大量漏焊引起磨损

由图1~图5可知，膜式壁的安装质量在很大程度上决定了膜式壁管的使用寿命。

3 膜式壁安装顺序

炉膛膜式壁的出厂状态一般根据运输界限确定，通常以宽度小于2.5 m；长度小于12 m为原则进行分片，现场组装。膜式壁组合安装前，应对管排的尺寸和金属附件、门孔等的定位尺寸进行复查，膜式壁复查应符合的要求：JB/T 5255鳍片管（屏）制造尺寸偏差要求（mm）；管屏宽度W的允许偏差每1 m不超过3 mm，总宽度偏差不大于6 mm；管屏的旁弯度f的允许偏差为当单向旁弯时f≤6 mm；当双向旁弯时，f1+ f2≤6 mm。膜式壁单片复查合格后进行膜式壁片与片之间的组对，其组合偏差应符合表1的要求。

表1 DL 5190.2膜式壁组合允许偏差 mm

膜式壁片与片之间组合、复检之后再进行膜式壁与集箱对口、吊挂装置及刚性梁安装、膜式壁吊装、四角合拢，膜式壁安装完毕。

4 安装注意事项

为保证膜式壁的安装质量，在进行安装时应特别注意如下几点：

1）膜式水冷壁在运输过程中，数次起吊可能发生变形。在工地安装时，首先须对其校正。膜式壁组屏、膜式壁与集箱现场安装时，应以中心线为基准，从中心向两侧装焊（以防止管间误差向一侧累加（见下页图6）），并保证膜式壁之间管口对接（要求管与管同心，严禁管口错边）。安装时根据需要可在管屏的鳍片中间气割所需的长度（见下页图7），鳍片气割处应进行双面补焊，并打磨焊缝与母材圆滑过渡，保证焊缝余高为1～2 mm。

2）膜式壁对口完毕后，补焊鳍片，定位鳍片绝对要求与原鳍片平齐，不允许有内凸外凹或外凸内凹及扭曲现象；所有炉膛内侧的密封焊缝应按图8和图9的要求全部打磨光滑。

图6 管间误差向一侧累加

图7 气割管屏的鳍片中间

图8 膜式壁管子对接详图（1：10）（mm）

图9 膜式壁间的对接焊缝（1：10）（mm）

3）将吊挂结构连接件、刚性梁与膜式壁组焊在一起，可保证焊接质量。

4）水冷壁由于宽度窄，细长比大，安装时尽量采用加固架，防止吊装时管屏弯曲。

5）炉膛4角合拢密封鳍片双面焊，不允许搭接，且处于管子中心线；焊接不仅要保证密封还要保证强度；鳍片位置遵循“宁偏炉内不偏炉外”的原则，防止鳍片与管子形成锐角凹槽，否则贴壁回流灰易冲刷管子（见图10）。

图10 鳍片按装位置

6）安装完毕后，清除炉膛内的任何安装遗留物，炉膛内不允许有任何突出物，包括加装防磨梁；炉膛测量套管不允许伸入炉内侧。

7）循环流化床锅炉运行时炉膛处于微正压状态，炉膛必须保证是全密封结构，一旦有不密封（如漏焊）就会造成磨损。

5 结语

循环流化床锅炉的磨损是不可避免的，这是多年来一直困扰循环流化床锅炉技术发展的关键因素。本文主要针对锅炉水冷膜式壁安装时注意的事项及要求做出特别说明，供安装单位和工程监理参考使用，以保证锅炉关键部位的安装质量。用一些必要的预防手段来减少甚至控制一些部位磨损的发生，从而降低锅炉被迫停炉率，提高电厂的安全经济效益。

[1] 岑可法，倪明江.循环流化床锅炉理论设计与运行[M].中国电力出版社，1998.

[2] 刘吉亮，厉彦明，杨雷. CFB 锅炉水冷壁磨损分析及防治[J].中国设备工程，2004 (10) : 34 - 35.