淺談六安電廠440t/h循環(huán)流化床鍋爐安裝技術

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 摘要：六安電廠是我省第一臺440t/h循環(huán)流化床鍋爐，鍋爐受熱面的安裝，內(nèi)襯材料的安裝、烘爐等主要施工措施與其它普通鍋爐存在著很大的差異，對設計和制造存在的問題進行了技術改造。本文就此進行了論述和總結，為同類型的循環(huán)流化床鍋爐的安裝和設計提供參考

關鍵詞   六安   循環(huán)流化床  鍋爐   安裝    技術

0  前言            

循環(huán)流化床（CFB）鍋爐技術是七十年代發(fā)展起來的新技術，它發(fā)展的動力在于人類社會對環(huán)境保護的日益重視，作為清潔燃燒技術，其特殊的燃燒方式大大減少作為世界大氣污染源——燃煤電站的二氧化硫（SO₂）和氮氧化物（NO_X）排放。即從根本上解決了酸雨問題。同時循環(huán)流化床鍋爐還具有燃料適應性廣、負荷調(diào)節(jié)性好、投資和運行成本相對較低，因此作為世界上能源技術發(fā)展的三大方向之一，該技術在全世界得到迅猛發(fā)展。六安電廠1#爐自2005年12月21日完成“72+24小時”試運行，比合同工期提前130天。至今已連續(xù)安全運行4個月，運行狀況良好，安裝質(zhì)量及施工進度均受到質(zhì)量監(jiān)督中心站、監(jiān)理部門、建設單位及其它有關部門的高度評價。六安地處皖西大別山區(qū)，該電廠的建設對促進老區(qū)經(jīng)濟建設將有著重大的意義?，F(xiàn)就六安電廠循環(huán)流化床鍋爐主要安裝技術，作以下總結及探討：

1工程概況

    該鍋爐是東方鍋爐股份有限公司在消化引進技術的基礎上，結合自身經(jīng)驗，為六安電廠設計制造的具有自主產(chǎn)權國產(chǎn)135MW等級的循環(huán)流化床鍋爐。本鍋爐為單汽包、自然循環(huán)、循環(huán)流化床燃燒方式，島式露天布置。鍋爐主要由一個膜式水冷壁爐膛，兩臺汽冷式旋風分離器和一個由汽冷包墻包覆的尾部豎井（HRA）三部分組成。爐膛內(nèi)布置有屏式受熱面：六片屏式過熱器管屏、四片屏式再熱器管屏和一片水冷分隔墻。爐膛與尾部豎井之間，布置有兩臺汽冷式旋風分離器，其下部各布置一臺“J”閥回料器。尾部由包墻分隔，在鍋爐深度方向形成雙煙道結構，前煙道布置兩組低溫再熱器，后煙道從上到下依次布置有高溫過熱器、低溫過熱器，向下前后煙道合成一個，在其中布置有螺旋鰭片管式省煤器和臥式空氣預熱器。水冷壁結構與煤粉爐不同，底部風室水冷壁、頂水和四面水冷壁形成封閉的爐膛。點火方式采用床下2只油槍點火。

2循環(huán)流化床鍋爐主要施工技術措施

2.1重要設計參數(shù)：

額定蒸發(fā)量           440t/h

額定蒸汽壓力         13.8MPa

額定蒸汽溫度         540℃

給水溫度             250.6℃

切高加給水溫度       168.5℃

鍋爐設計熱效率       91.53%

排煙溫度             131℃

冷風溫度             20℃

床溫                 902℃

燃煤量               68.21t/h

2.2主要施工技術措施

該鍋爐設計緊湊，占地面積小，但同時也給安裝帶來了難度。這是我省第一臺大型循環(huán)流化床鍋爐，其結構及工藝原理與煤粉爐有較大的差異，這也就決定了安裝方法有其獨到之處。循環(huán)流化床鍋爐的三部分的安裝互不干涉，如合理使用機械，三個工作面可以同時進行施工，以減少整個鍋爐的安裝工期。在地面組合時，燃燒區(qū)域水冷壁、頂水后部、屏式管屏下部及旋風分離器需在現(xiàn)場補焊銷釘?shù)牡胤?，就應該在地面進行銷釘安裝。前包墻、中包墻及后煙井蛇形管排防磨蓋板在地面全部安裝好，以減少高空作業(yè)量，節(jié)約成本，提高作業(yè)的安全性。

2.2.1前爐膛安裝

前爐膛包括水冷壁、屏式過熱器、屏式再熱器，水冷壁包括雙面、四面墻及頂棚水冷壁、風室水冷壁。水冷壁是由φ60×6.5的管子按節(jié)距80mm用扁鋼焊接起來。屏式過熱器、屏式再熱器均為“L”型，下段穿出前水冷壁，進口集箱不與管排進行組合。屏式過熱器管子規(guī)格為φ42×7，節(jié)距為76.2mm，中間用扁鋼連接起來，單件組合件重量為7.5噸。屏式再熱器管子規(guī)格為φ76×6，節(jié)距為89mm，單件組合件重量為6.5噸。6片屏式過熱器管排及4片屏式再熱器管排均布置在前爐膛正上方。水冷壁分上、中、下三段，前、后水每段沿寬度方向組合成3片；兩側(cè)水每段組合成1件；風室水冷壁分5片單獨吊裝；雙面水冷壁中、下部管屏進行組合，上部管屏與集箱進行組合。水冷壁按從上到下的順序用50噸吊車從爐頂預留口逐段吊裝，屏過、屏再也從爐頂?shù)跞?。前爐膛安裝的關鍵是處理好頂水、前水、屏式管屏及雙面水冷壁的安裝順序。如果屏過、屏再下段不與上段組合，在高空中對口難度較大，且要搭設腳手架，浪費大量的物力和人力。如果屏過、屏再進行組合，頂水就必須在屏過、屏再安裝位置沿鰭片割開，且頂水只能臨拋，以利于屏過、屏再及中隔墻的穿入。由于前水吊耳焊接在頂水彎管上，頂水只能臨拋就意味著前水無法穿吊桿，也只能臨時拋錨，這勢必會影響整個前墻及風室水冷壁的安裝。我們權衡利弊，經(jīng)與業(yè)主討論，決定將頂水彎管帶吊耳部分割除，在地面與前水上段組合。這雖然增加了焊口，但整個前爐膛的安裝就活了，還是起到事半功倍的效果的。

2.2.2旋風分離器安裝

從前爐膛出來的帶顆粒的煙氣高速切向進入旋風分離器，依靠離心力及慣性作用，未燃盡的大顆粒被分離進入爐膛重新燃燒，小顆粒隨煙氣從中心筒進入尾部受熱面。旋風分離器分直段和錐段及下環(huán)形集箱，共左右2只。旋風分離器管子規(guī)格為φ42×8我們采用每片直段與其相對應的錐段進行組合，每個旋風分離器共組合成8片。管屏組合后長度達25米，吊裝時極易變形，我們在地面對其進行加固，且吊裝時多點受力，合理布置吊耳。為了防止運輸時管排變形，鍋爐廠采用的是大的槽鋼框架。我們對框架稍微加工，就成了旋風分離器管排的組合架，至少節(jié)約上10噸鋼材。

2.2.3尾部受熱面安裝

尾部豎井被中隔墻分成前后兩部分，低溫再熱器在前部，低過、高過在后部，省煤器布置在包墻下，低過、低再及高過管排是卡在包墻上的，省煤器管排懸吊在包墻下集箱上。由于從旋風分離器出來的煙氣仍有少量細微顆粒，在前包墻和中包墻的拉稀管上面對煙氣方向安裝有防磨蓋板。在安裝頂包時，留固定端兩片不裝且右側(cè)包臨時低位拋錨，作為尾部蛇形管吊裝通道。管排在吊裝前，在管排上方穿過兩側(cè)包拉一根鋼絲繩，鋼絲繩上安裝一開口，通過拉繩子來控制管排的位置。省煤器管排在地面進行組合，在空氣預熱器上面用腳手板搭設平臺作為施工人員更換葫蘆及鋼絲繩的平臺，把省煤器護板放在26米層鋼架爐后外伸框架上作為省煤器管排的臨時存放位置，管排從空氣預熱器上用卷揚機進行吊裝。省煤器管排吊裝之前煙氣調(diào)節(jié)擋板及包墻下連通管應拋進去，煙氣調(diào)節(jié)擋板可以作為尾部豎井上下施工的隔離層。

2.2.4爐墻內(nèi)襯介紹及施工方案

2.2.4.1鍋爐內(nèi)襯施工范圍

施工范圍包括爐膛下部內(nèi)襯；屏過、屏再下部內(nèi)襯；頂水后部內(nèi)襯；爐膛出口煙道內(nèi)襯；旋風分離器內(nèi)襯；回料裝置內(nèi)襯；旋風分離器出口煙道內(nèi)襯；風室水冷壁內(nèi)襯；點火風道內(nèi)襯；雙面水冷壁內(nèi)襯；石灰石、給煤接口。

2.2.4.2鍋爐內(nèi)襯主要工作量

序號

名稱

單位

數(shù)量

總重（kg）

使用部位

1

保溫澆注料

M³

126

51600

點火風道接口、點火風道、回料器

2

絕熱澆注料

M³

47

47000

旋風分離器出口煙道、點火風道

3

耐磨可塑料

M³

80

208000

旋風分離器、爐膛、雙面水冷壁、風室、屏過、屏再、旋風分離器進口煙道

4

耐火澆注料

M³

34

74800

旋風分離器出口煙道、與煙氣直接接觸的集箱外表面、點火風道

5

耐磨澆注料

M³

55

148500

回料器、旋風分離器出口煙道

6

重質(zhì)耐火澆注料

M³

3

7800

點火風道

7

耐火磚、絕熱磚

塊

6040

24951

點火風道

2.2.4.3內(nèi)襯施工方案

根據(jù)鍋爐鍋爐結構特點及內(nèi)襯材料的施工工藝，不需要在地面進行澆注，全部在設備安裝好后進行內(nèi)襯的安裝。受熱面內(nèi)襯在鍋爐整體水壓試驗后進行施工；回料裝置、出口煙道等非汽水受熱面在設備安裝好，并經(jīng)過質(zhì)檢部門驗收后即可施工。

（1）旋風分離器內(nèi)襯全部為耐磨可塑料，需現(xiàn)場補焊的銷釘安裝好后，可利用水壓試驗時搭設的腳手架進行可塑料的安裝，用專用的木制工具進行搗打。

（2）旋風分離器出口煙道采用絕熱澆注料和耐磨澆注料雙層結構。首先按照圖紙焊接好鉤釘，并涂刷1.5mm瀝青，進行絕熱澆注料安裝，然后支模板進行耐磨澆注料的澆注。

（3）回料裝置采用180mm厚保溫澆注料和100mm厚耐磨澆注料雙層結構。由于施工空間狹小，內(nèi)部結構復雜。待保溫澆注料施工好后，再立模板進行耐磨澆注料的澆注，模板制作和安裝必須認真細致，尺寸準確。

（4）點火風道在剛開始啟爐時要承受1300℃的高溫，點火風道的內(nèi)襯顯得尤為重要。在點火風道安裝好并經(jīng)過驗收后，才能進行內(nèi)襯的施工。在距燃燒器4400mm范圍內(nèi)里層用莫來石耐火磚，第二、三層用保溫磚；燃燒器四周用重質(zhì)耐火澆注料和絕熱澆注料；其余部分用保溫澆注料及耐火澆注料。保溫澆注料施工好后，在點火風道上側(cè)開洞進行耐火澆注料的澆注。

（5）爐底布風板上敷設75mm厚的耐磨澆注料，防止施工時將澆注料澆入布風管，事先應用塑料布將所有布風管風嘴包扎好；在布風板澆注料施工完后，應加蓋保護層，防止施工物墜落雜壞風嘴和避免側(cè)墻澆注時堵塞布風嘴。

2.2.4.4內(nèi)襯材料的施工工藝

內(nèi)襯材料施工前要認真核對產(chǎn)品合格證及材料性能試驗報告，并對運至現(xiàn)場的材料及現(xiàn)場試塊的理化性能指標到權威機構進行復檢，不合格產(chǎn)品嚴禁使用。對于出口煙道、回料裝置、點火風道等部位的合金鋼元件要進行光譜分析，并按照圖紙要求的節(jié)距進行焊接。管排對接處要按照圖紙要求的間距在現(xiàn)場進行補焊銷釘，并對廠家焊好的銷釘要徹底檢查是否有脫落，如發(fā)現(xiàn)缺陷要及時消缺，確保緊固件完好無損。

（1）耐磨、耐火澆注料的施工。耐火澆注料主要用于點火風道承受高溫的地方，如質(zhì)量不合格，如澆注料表面有裂紋和蜂窩、孔洞等缺陷，可能燒壞點火風道及焊于點火風道上的抓釘，導致耐火澆注料的脫落，甚至坍塌。耐磨澆注料主要用于旋風分離器出口煙道及回料裝置，在此區(qū)域含有大量顆粒的高濃度的煙氣以高速不停沖刷，磨損較大，因此對澆注料的安裝質(zhì)量有較高的要求。耐磨、耐火澆注料的施工從以下幾個方面進行控制：

a）耐磨、耐火澆注料應保存在干燥通風良好、避免強光直接照射或溫度過高的地方。耐磨、耐火材料攪拌必須采用潔凈的生活飲用水，以保證澆注料正常的凝固和硬化（PH值6.5~7）。施工現(xiàn)場溫度在＋5~+30℃為最佳，如溫度過高，可選擇在夜間溫度稍低的時間施工。

b）耐磨、耐火澆注料的材料配比一定要準確，耐磨澆注料是60kg骨料配27kg粉料，加水4.7~5.3%；耐火澆注料是60kg骨料配27kg粉料，加水5~5.5%。特別注意加水量極其重要，加水太多，凝固時間延長，耐磨材料的機械強度降低；加水太少，無法振動，施工部位不能完全充填澆注料，材料不易密實。加水量應控制在±0.3~0.5%允許偏差范圍內(nèi)。

c）要在金屬錨固件表面涂上1~2mm的石油瀝青，以避免界面因熱膨脹差異而造成不良應力。

d）大面積澆注料的倒打必須連續(xù)分段進行，盡量減少施工縫。在交換振搗點時，必須緩慢插入和退出，以免產(chǎn)生振搗孔，每層加料后應在20分鐘內(nèi)全部振搗完畢。

（2）耐磨可塑料的施工。耐磨可塑料主要用于旋風分離器、燃燒區(qū)域水冷壁。施工時主要控制：

（a）可塑料的配比為：100kg可塑料加12~14.5kg粘結劑，攪拌不粘手即可。

（b）保證金屬銷釘?shù)拈g距適中，以30~45mm為宜。間距太大的應補焊V型爪釘，所有圓弧過渡段應補焊長的V型爪釘。

（c）要保證金屬面的清潔，對浮灰及雜物進行徹底的處理。

（d）耐磨可塑料表面原則上不留膨脹縫，機械性脹縫可以按設計要求切割，也可預留。圓滑突面的拐點則需預留或切割伸縮縫，寬度為3mm，深度小于1/2襯層厚度。

（3）耐火轉(zhuǎn)、保溫磚的施工。點火風道靠近燃燒器區(qū)域設計為耐火轉(zhuǎn)及保溫轉(zhuǎn)。施工時主要控制：

（a）檢查磚的外形尺寸偏差、外表面質(zhì)量是否符合要求。

（b）砌磚時，應使用木錘或橡膠錘找正，不應使用鐵錘。

（c）砌體內(nèi)外層的膨脹縫不應互相貫通，上下層宜錯開。

（d）磚縫中，高溫膠泥應飽滿。耐火磚的灰縫必須控制在1．5—2mm，不得隨意改動

砌筑灰漿飽滿達90%以上，且清潔平整

（e）留設的膨脹縫應均勻平直?？p內(nèi)應保持清潔，并按規(guī)定填充材料。

2.2.5烘爐

烘爐是確保耐磨層能長期可靠地運行的關鍵環(huán)節(jié)之一，在不同的烘爐溫度下使各種耐磨材料的化學反應完善，防止以后鍋爐長期運行過程中爐襯產(chǎn)生裂紋和變形脫落。低溫養(yǎng)護時,主要是脫去施工水過程,并提高材料強度和其它物理性能;進入到中溫養(yǎng)護階段時, 主要是脫去材料中的結晶水過程,使材料達到設計使用強度;而到高溫階段時,耐火材料的高溫固化強度得到進一步提高,最終達到材料的最優(yōu)物理性能。

2.2.5.1烘爐必須具備的條件

（1）所有耐磨、耐火澆注料澆注完畢經(jīng)驗收合格，并自然通風在5天以上；

（2）烘爐所用的熱工儀表和DCS操作系統(tǒng)已安裝和校驗，能隨時投入使用；

（3）烘爐所用的電源及燃料系統(tǒng)已完善且符合使用要求；

（4）需封堵的部位已按要求進行隔離，金屬表面排汽孔已按要求開好。

（5）鍋爐加水至正常水位且布風板上要加上足夠的床料。

2.2.5.2烘爐措施及方法

（1）烘爐采用電加熱片與啟動油槍相結合的方法。

（2）烘爐具體步驟

回料裝置、旋風分離器出口煙道及回料裝置形成三個獨立的區(qū)域，各自區(qū)域封堵后可以首先進行低溫烘爐。旋風分離器、進口煙道、前爐膛區(qū)域的整體低溫養(yǎng)護可以啟動燃燒器（換用小流量霧化片）來完成；整個鍋爐的中溫養(yǎng)護可以在鍋爐點火沖管期間來完成；850℃±50℃的高溫階段烘爐不單獨進行，在投入燃料溫度達到850℃±50℃并恒溫8小時即可。（3）要嚴格按照材料廠家提供的烘爐曲線，不能急于求成。

3鍋爐安裝中存在問題

3.1旋風分離器中心筒中心與旋風分離器中心有偏差，致使旋風分離器頸部與中心筒間隙過小，可塑料無法安裝，中心筒又重新找正。

3.2雙面水冷壁與前水之間的定位板，在水冷壁組合前未焊接，致使前水一道縫又重新割開，浪費了人力和物力。

3.3由于屏式過熱器管子口徑較小為φ42×8， 1#爐屏過管排在地面組合時嚴重變形，2#爐我們采取對稱焊接，管排在地面進行臨時固定，吊裝過程前焊接臨時吊耳，使管排6點受力負荷分配合理。

3.4在1#爐鍋爐內(nèi)襯施工中，由于前段時間施工隊伍人力不足，致使各個點無法同時施工，另外出口煙道及旋風分離器回料裝置的安裝工期滯后，交于內(nèi)襯日期較遲，影響了內(nèi)襯進度。2#爐我們組織足夠人力提前進行回料裝置及出口煙道的施工，水壓試驗結束時，上述部位已基本都交于內(nèi)襯隊伍進行施工，為烘爐提供了足夠的時間。

3.5  1#爐只有一臺DBQ1000塔吊，不能滿足鍋爐吊裝需要，限制了施工進度。2#爐在爐后增加了一臺10噸建筑塔吊用于尾部蛇形管排的吊裝，以緩解DBQ1000塔吊的壓力。

4對設計的改進措施

4.1爐膛排渣口與冷渣器之間的連接管的改造

爐膛排渣口與冷渣器之間的連接管不能滿足爐膛膨脹的要求，高溫爐渣經(jīng)常泄漏，即污染了環(huán)境，又影響了運行。經(jīng)與廠家聯(lián)系，對其進行了改造：a）安裝一只補償器，來平衡鍋爐向爐外及爐前的膨脹b）鍋爐向下的膨脹量靠連接管直接插入冷渣器接口而上下移動來解決，在冷渣器接口上方安裝密封環(huán)，防止渣泄漏。

4.2落煤管的改造

運行期間煤斗到計量式皮帶給煤機之間落煤管經(jīng)常堵煤，必須組織大量人力進行倒煤，嚴重影響了鍋爐的安全經(jīng)濟運行。我們對其進行了改造：a）拆除了落煤管上的插板門b）把方圓節(jié)拆除，改用直管段，使煤的阻力減少，此方法徹底解決了堵煤問題。

4.3點火風道內(nèi)襯結構的改造。

   距點火燃燒器4400mm范圍內(nèi)風道設計為：第一層保溫澆注料，第二層絕熱磚，第三層耐火磚；根據(jù)以往的施工經(jīng)驗及運行情況，對此處上半圈的內(nèi)襯結構進行了改造，上半圈：第一層保溫澆注料，第二層高溫氧化鋁空心球澆注料，第三層剛玉莫來石耐火澆注料。從1#爐的運行情況來看，此處的改造是非常成功的。

4.4回料裝置、出口煙道抓釘?shù)牟贾谩?span lang="EN-US">

回料裝置、出口煙道頂面的抓釘按照圖紙設計的間距安裝外，又按照400mm的間距加裝材質(zhì)為Cr25Ni20的扁鋼抓鉤，以加強頂部澆注料的強度。

4.5引風機冷油器的改造

   引風機液力偶合器冷油器冷卻水出水溫度偏高，為不影響風機運行，每臺引風機又增加一臺冷油器。兩臺冷油器可通過閥門切換成并聯(lián)和串聯(lián)方式：兩臺冷油器串聯(lián)運行可在較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)液力偶合器工作油的溫度；并聯(lián)運行可進行任意一臺冷油器的檢修，而不影響風機運行。

5結論

循環(huán)流化床鍋爐高效、環(huán)保，是以后鍋爐爐型的發(fā)展方向，但作為新的爐型，在安裝、設計和制造方面還需積累經(jīng)驗。我們在鍋爐安裝過程中，不斷的嘗試新的安裝方法，并及時總結經(jīng)驗和教訓，為我公司能承建此類工程打下良好的基礎。