浅谈六安电厂440t/h循环流化床锅炉安装技术

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 摘要：六安电厂是我省第一台440t/h循环流化床锅炉，锅炉受热面的安装，内衬材料的安装、烘炉等主要施工措施与其它普通锅炉存在着很大的差异，对设计和制造存在的问题进行了技术改造。本文就此进行了论述和总结，为同类型的循环流化床锅炉的安装和设计提供参考

关键词   六安   循环流化床  锅炉   安装    技术

0  前言            

循环流化床（CFB）锅炉技术是七十年代发展起来的新技术，它发展的动力在于人类社会对环境保护的日益重视，作为清洁燃烧技术，其特殊的燃烧方式大大减少作为世界大气污染源——燃煤电站的二氧化硫（SO₂）和氮氧化物（NO_X）排放。即从根本上解决了酸雨问题。同时循环流化床锅炉还具有燃料适应性广、负荷调节性好、投资和运行成本相对较低，因此作为世界上能源技术发展的三大方向之一，该技术在全世界得到迅猛发展。六安电厂1#炉自2005年12月21日完成“72+24小时”试运行，比合同工期提前130天。至今已连续安全运行4个月，运行状况良好，安装质量及施工进度均受到质量监督中心站、监理部门、建设单位及其它有关部门的高度评价。六安地处皖西大别山区，该电厂的建设对促进老区经济建设将有着重大的意义。现就六安电厂循环流化床锅炉主要安装技术，作以下总结及探讨：

1工程概况

    该锅炉是东方锅炉股份有限公司在消化引进技术的基础上，结合自身经验，为六安电厂设计制造的具有自主产权国产135MW等级的循环流化床锅炉。本锅炉为单汽包、自然循环、循环流化床燃烧方式，岛式露天布置。锅炉主要由一个膜式水冷壁炉膛，两台汽冷式旋风分离器和一个由汽冷包墙包覆的尾部竖井（HRA）三部分组成。炉膛内布置有屏式受热面：六片屏式过热器管屏、四片屏式再热器管屏和一片水冷分隔墙。炉膛与尾部竖井之间，布置有两台汽冷式旋风分离器，其下部各布置一台“J”阀回料器。尾部由包墙分隔，在锅炉深度方向形成双烟道结构，前烟道布置两组低温再热器，后烟道从上到下依次布置有高温过热器、低温过热器，向下前后烟道合成一个，在其中布置有螺旋鳍片管式省煤器和卧式空气预热器。水冷壁结构与煤粉炉不同，底部风室水冷壁、顶水和四面水冷壁形成封闭的炉膛。点火方式采用床下2只油枪点火。

2循环流化床锅炉主要施工技术措施

2.1重要设计参数：

额定蒸发量           440t/h

额定蒸汽压力         13.8MPa

额定蒸汽温度         540℃

给水温度             250.6℃

切高加给水温度       168.5℃

锅炉设计热效率       91.53%

排烟温度             131℃

冷风温度             20℃

床温                 902℃

燃煤量               68.21t/h

2.2主要施工技术措施

该锅炉设计紧凑，占地面积小，但同时也给安装带来了难度。这是我省第一台大型循环流化床锅炉，其结构及工艺原理与煤粉炉有较大的差异，这也就决定了安装方法有其独到之处。循环流化床锅炉的三部分的安装互不干涉，如合理使用机械，三个工作面可以同时进行施工，以减少整个锅炉的安装工期。在地面组合时，燃烧区域水冷壁、顶水后部、屏式管屏下部及旋风分离器需在现场补焊销钉的地方，就应该在地面进行销钉安装。前包墙、中包墙及后烟井蛇形管排防磨盖板在地面全部安装好，以减少高空作业量，节约成本，提高作业的安全性。

2.2.1前炉膛安装

前炉膛包括水冷壁、屏式过热器、屏式再热器，水冷壁包括双面、四面墙及顶棚水冷壁、风室水冷壁。水冷壁是由φ60×6.5的管子按节距80mm用扁钢焊接起来。屏式过热器、屏式再热器均为“L”型，下段穿出前水冷壁，进口集箱不与管排进行组合。屏式过热器管子规格为φ42×7，节距为76.2mm，中间用扁钢连接起来，单件组合件重量为7.5吨。屏式再热器管子规格为φ76×6，节距为89mm，单件组合件重量为6.5吨。6片屏式过热器管排及4片屏式再热器管排均布置在前炉膛正上方。水冷壁分上、中、下三段，前、后水每段沿宽度方向组合成3片；两侧水每段组合成1件；风室水冷壁分5片单独吊装；双面水冷壁中、下部管屏进行组合，上部管屏与集箱进行组合。水冷壁按从上到下的顺序用50吨吊车从炉顶预留口逐段吊装，屏过、屏再也从炉顶吊入。前炉膛安装的关键是处理好顶水、前水、屏式管屏及双面水冷壁的安装顺序。如果屏过、屏再下段不与上段组合，在高空中对口难度较大，且要搭设脚手架，浪费大量的物力和人力。如果屏过、屏再进行组合，顶水就必须在屏过、屏再安装位置沿鳍片割开，且顶水只能临抛，以利于屏过、屏再及中隔墙的穿入。由于前水吊耳焊接在顶水弯管上，顶水只能临抛就意味着前水无法穿吊杆，也只能临时抛锚，这势必会影响整个前墙及风室水冷壁的安装。我们权衡利弊，经与业主讨论，决定将顶水弯管带吊耳部分割除，在地面与前水上段组合。这虽然增加了焊口，但整个前炉膛的安装就活了，还是起到事半功倍的效果的。

2.2.2旋风分离器安装

从前炉膛出来的带颗粒的烟气高速切向进入旋风分离器，依靠离心力及惯性作用，未燃尽的大颗粒被分离进入炉膛重新燃烧，小颗粒随烟气从中心筒进入尾部受热面。旋风分离器分直段和锥段及下环形集箱，共左右2只。旋风分离器管子规格为φ42×8我们采用每片直段与其相对应的锥段进行组合，每个旋风分离器共组合成8片。管屏组合后长度达25米，吊装时极易变形，我们在地面对其进行加固，且吊装时多点受力，合理布置吊耳。为了防止运输时管排变形，锅炉厂采用的是大的槽钢框架。我们对框架稍微加工，就成了旋风分离器管排的组合架，至少节约上10吨钢材。

2.2.3尾部受热面安装

尾部竖井被中隔墙分成前后两部分，低温再热器在前部，低过、高过在后部，省煤器布置在包墙下，低过、低再及高过管排是卡在包墙上的，省煤器管排悬吊在包墙下集箱上。由于从旋风分离器出来的烟气仍有少量细微颗粒，在前包墙和中包墙的拉稀管上面对烟气方向安装有防磨盖板。在安装顶包时，留固定端两片不装且右侧包临时低位抛锚，作为尾部蛇形管吊装通道。管排在吊装前，在管排上方穿过两侧包拉一根钢丝绳，钢丝绳上安装一开口，通过拉绳子来控制管排的位置。省煤器管排在地面进行组合，在空气预热器上面用脚手板搭设平台作为施工人员更换葫芦及钢丝绳的平台，把省煤器护板放在26米层钢架炉后外伸框架上作为省煤器管排的临时存放位置，管排从空气预热器上用卷扬机进行吊装。省煤器管排吊装之前烟气调节挡板及包墙下连通管应抛进去，烟气调节挡板可以作为尾部竖井上下施工的隔离层。

2.2.4炉墙内衬介绍及施工方案

2.2.4.1锅炉内衬施工范围

施工范围包括炉膛下部内衬；屏过、屏再下部内衬；顶水后部内衬；炉膛出口烟道内衬；旋风分离器内衬；回料装置内衬；旋风分离器出口烟道内衬；风室水冷壁内衬；点火风道内衬；双面水冷壁内衬；石灰石、给煤接口。

2.2.4.2锅炉内衬主要工作量

序号

名称

单位

数量

总重（kg）

使用部位

1

保温浇注料

M³

126

51600

点火风道接口、点火风道、回料器

2

绝热浇注料

M³

47

47000

旋风分离器出口烟道、点火风道

3

耐磨可塑料

M³

80

208000

旋风分离器、炉膛、双面水冷壁、风室、屏过、屏再、旋风分离器进口烟道

4

耐火浇注料

M³

34

74800

旋风分离器出口烟道、与烟气直接接触的集箱外表面、点火风道

5

耐磨浇注料

M³

55

148500

回料器、旋风分离器出口烟道

6

重质耐火浇注料

M³

3

7800

点火风道

7

耐火砖、绝热砖

块

6040

24951

点火风道

2.2.4.3内衬施工方案

根据锅炉锅炉结构特点及内衬材料的施工工艺，不需要在地面进行浇注，全部在设备安装好后进行内衬的安装。受热面内衬在锅炉整体水压试验后进行施工；回料装置、出口烟道等非汽水受热面在设备安装好，并经过质检部门验收后即可施工。

（1）旋风分离器内衬全部为耐磨可塑料，需现场补焊的销钉安装好后，可利用水压试验时搭设的脚手架进行可塑料的安装，用专用的木制工具进行捣打。

（2）旋风分离器出口烟道采用绝热浇注料和耐磨浇注料双层结构。首先按照图纸焊接好钩钉，并涂刷1.5mm沥青，进行绝热浇注料安装，然后支模板进行耐磨浇注料的浇注。

（3）回料装置采用180mm厚保温浇注料和100mm厚耐磨浇注料双层结构。由于施工空间狭小，内部结构复杂。待保温浇注料施工好后，再立模板进行耐磨浇注料的浇注，模板制作和安装必须认真细致，尺寸准确。

（4）点火风道在刚开始启炉时要承受1300℃的高温，点火风道的内衬显得尤为重要。在点火风道安装好并经过验收后，才能进行内衬的施工。在距燃烧器4400mm范围内里层用莫来石耐火砖，第二、三层用保温砖；燃烧器四周用重质耐火浇注料和绝热浇注料；其余部分用保温浇注料及耐火浇注料。保温浇注料施工好后，在点火风道上侧开洞进行耐火浇注料的浇注。

（5）炉底布风板上敷设75mm厚的耐磨浇注料，防止施工时将浇注料浇入布风管，事先应用塑料布将所有布风管风嘴包扎好；在布风板浇注料施工完后，应加盖保护层，防止施工物坠落杂坏风嘴和避免侧墙浇注时堵塞布风嘴。

2.2.4.4内衬材料的施工工艺

内衬材料施工前要认真核对产品合格证及材料性能试验报告，并对运至现场的材料及现场试块的理化性能指标到权威机构进行复检，不合格产品严禁使用。对于出口烟道、回料装置、点火风道等部位的合金钢元件要进行光谱分析，并按照图纸要求的节距进行焊接。管排对接处要按照图纸要求的间距在现场进行补焊销钉，并对厂家焊好的销钉要彻底检查是否有脱落，如发现缺陷要及时消缺，确保紧固件完好无损。

（1）耐磨、耐火浇注料的施工。耐火浇注料主要用于点火风道承受高温的地方，如质量不合格，如浇注料表面有裂纹和蜂窝、孔洞等缺陷，可能烧坏点火风道及焊于点火风道上的抓钉，导致耐火浇注料的脱落，甚至坍塌。耐磨浇注料主要用于旋风分离器出口烟道及回料装置，在此区域含有大量颗粒的高浓度的烟气以高速不停冲刷，磨损较大，因此对浇注料的安装质量有较高的要求。耐磨、耐火浇注料的施工从以下几个方面进行控制：

a）耐磨、耐火浇注料应保存在干燥通风良好、避免强光直接照射或温度过高的地方。耐磨、耐火材料搅拌必须采用洁净的生活饮用水，以保证浇注料正常的凝固和硬化（PH值6.5~7）。施工现场温度在＋5~+30℃为最佳，如温度过高，可选择在夜间温度稍低的时间施工。

b）耐磨、耐火浇注料的材料配比一定要准确，耐磨浇注料是60kg骨料配27kg粉料，加水4.7~5.3%；耐火浇注料是60kg骨料配27kg粉料，加水5~5.5%。特别注意加水量极其重要，加水太多，凝固时间延长，耐磨材料的机械强度降低；加水太少，无法振动，施工部位不能完全充填浇注料，材料不易密实。加水量应控制在±0.3~0.5%允许偏差范围内。

c）要在金属锚固件表面涂上1~2mm的石油沥青，以避免界面因热膨胀差异而造成不良应力。

d）大面积浇注料的倒打必须连续分段进行，尽量减少施工缝。在交换振捣点时，必须缓慢插入和退出，以免产生振捣孔，每层加料后应在20分钟内全部振捣完毕。

（2）耐磨可塑料的施工。耐磨可塑料主要用于旋风分离器、燃烧区域水冷壁。施工时主要控制：

（a）可塑料的配比为：100kg可塑料加12~14.5kg粘结剂，搅拌不粘手即可。

（b）保证金属销钉的间距适中，以30~45mm为宜。间距太大的应补焊V型爪钉，所有圆弧过渡段应补焊长的V型爪钉。

（c）要保证金属面的清洁，对浮灰及杂物进行彻底的处理。

（d）耐磨可塑料表面原则上不留膨胀缝，机械性胀缝可以按设计要求切割，也可预留。圆滑突面的拐点则需预留或切割伸缩缝，宽度为3mm，深度小于1/2衬层厚度。

（3）耐火转、保温砖的施工。点火风道靠近燃烧器区域设计为耐火转及保温转。施工时主要控制：

（a）检查砖的外形尺寸偏差、外表面质量是否符合要求。

（b）砌砖时，应使用木锤或橡胶锤找正，不应使用铁锤。

（c）砌体内外层的膨胀缝不应互相贯通，上下层宜错开。

（d）砖缝中，高温胶泥应饱满。耐火砖的灰缝必须控制在1．5—2mm，不得随意改动

砌筑灰浆饱满达90%以上，且清洁平整

（e）留设的膨胀缝应均匀平直。缝内应保持清洁，并按规定填充材料。

2.2.5烘炉

烘炉是确保耐磨层能长期可靠地运行的关键环节之一，在不同的烘炉温度下使各种耐磨材料的化学反应完善，防止以后锅炉长期运行过程中炉衬产生裂纹和变形脱落。低温养护时,主要是脱去施工水过程,并提高材料强度和其它物理性能;进入到中温养护阶段时, 主要是脱去材料中的结晶水过程,使材料达到设计使用强度;而到高温阶段时,耐火材料的高温固化强度得到进一步提高,最终达到材料的最优物理性能。

2.2.5.1烘炉必须具备的条件

（1）所有耐磨、耐火浇注料浇注完毕经验收合格，并自然通风在5天以上；

（2）烘炉所用的热工仪表和DCS操作系统已安装和校验，能随时投入使用；

（3）烘炉所用的电源及燃料系统已完善且符合使用要求；

（4）需封堵的部位已按要求进行隔离，金属表面排汽孔已按要求开好。

（5）锅炉加水至正常水位且布风板上要加上足够的床料。

2.2.5.2烘炉措施及方法

（1）烘炉采用电加热片与启动油枪相结合的方法。

（2）烘炉具体步骤

回料装置、旋风分离器出口烟道及回料装置形成三个独立的区域，各自区域封堵后可以首先进行低温烘炉。旋风分离器、进口烟道、前炉膛区域的整体低温养护可以启动燃烧器（换用小流量雾化片）来完成；整个锅炉的中温养护可以在锅炉点火冲管期间来完成；850℃±50℃的高温阶段烘炉不单独进行，在投入燃料温度达到850℃±50℃并恒温8小时即可。（3）要严格按照材料厂家提供的烘炉曲线，不能急于求成。

3锅炉安装中存在问题

3.1旋风分离器中心筒中心与旋风分离器中心有偏差，致使旋风分离器颈部与中心筒间隙过小，可塑料无法安装，中心筒又重新找正。

3.2双面水冷壁与前水之间的定位板，在水冷壁组合前未焊接，致使前水一道缝又重新割开，浪费了人力和物力。

3.3由于屏式过热器管子口径较小为φ42×8， 1#炉屏过管排在地面组合时严重变形，2#炉我们采取对称焊接，管排在地面进行临时固定，吊装过程前焊接临时吊耳，使管排6点受力负荷分配合理。

3.4在1#炉锅炉内衬施工中，由于前段时间施工队伍人力不足，致使各个点无法同时施工，另外出口烟道及旋风分离器回料装置的安装工期滞后，交于内衬日期较迟，影响了内衬进度。2#炉我们组织足够人力提前进行回料装置及出口烟道的施工，水压试验结束时，上述部位已基本都交于内衬队伍进行施工，为烘炉提供了足够的时间。

3.5  1#炉只有一台DBQ1000塔吊，不能满足锅炉吊装需要，限制了施工进度。2#炉在炉后增加了一台10吨建筑塔吊用于尾部蛇形管排的吊装，以缓解DBQ1000塔吊的压力。

4对设计的改进措施

4.1炉膛排渣口与冷渣器之间的连接管的改造

炉膛排渣口与冷渣器之间的连接管不能满足炉膛膨胀的要求，高温炉渣经常泄漏，即污染了环境，又影响了运行。经与厂家联系，对其进行了改造：a）安装一只补偿器，来平衡锅炉向炉外及炉前的膨胀b）锅炉向下的膨胀量靠连接管直接插入冷渣器接口而上下移动来解决，在冷渣器接口上方安装密封环，防止渣泄漏。

4.2落煤管的改造

运行期间煤斗到计量式皮带给煤机之间落煤管经常堵煤，必须组织大量人力进行倒煤，严重影响了锅炉的安全经济运行。我们对其进行了改造：a）拆除了落煤管上的插板门b）把方圆节拆除，改用直管段，使煤的阻力减少，此方法彻底解决了堵煤问题。

4.3点火风道内衬结构的改造。

   距点火燃烧器4400mm范围内风道设计为：第一层保温浇注料，第二层绝热砖，第三层耐火砖；根据以往的施工经验及运行情况，对此处上半圈的内衬结构进行了改造，上半圈：第一层保温浇注料，第二层高温氧化铝空心球浇注料，第三层刚玉莫来石耐火浇注料。从1#炉的运行情况来看，此处的改造是非常成功的。

4.4回料装置、出口烟道抓钉的布置。

回料装置、出口烟道顶面的抓钉按照图纸设计的间距安装外，又按照400mm的间距加装材质为Cr25Ni20的扁钢抓钩，以加强顶部浇注料的强度。

4.5引风机冷油器的改造

   引风机液力偶合器冷油器冷却水出水温度偏高，为不影响风机运行，每台引风机又增加一台冷油器。两台冷油器可通过阀门切换成并联和串联方式：两台冷油器串联运行可在较大范围内调节液力偶合器工作油的温度；并联运行可进行任意一台冷油器的检修，而不影响风机运行。

5结论

循环流化床锅炉高效、环保，是以后锅炉炉型的发展方向，但作为新的炉型，在安装、设计和制造方面还需积累经验。我们在锅炉安装过程中，不断的尝试新的安装方法，并及时总结经验和教训，为我公司能承建此类工程打下良好的基础。