循环流化床锅炉筑炉技术要点浅析

循环流化床锅炉筑炉技术要点浅析

董江杰,王邦定,赵强

中国船级社质量认证有限公司新疆分公司   新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市 830000

摘要：循环流化床锅炉以其清洁、高效的特点，近年在全国得到了广泛应用。但锅炉在运行时产生的高温、高流速烟气以及大量固体颗粒，容易对锅炉造成严重的冲刷、磨损。如果筑炉材料选择不合理、施工技术达不到要求，会造成严重的磨损事故。文章以130t/h 循环流化床锅炉为例，对循环流化床锅炉磨损特点及筑炉施工技术要点进行探讨。

关键字：锅炉；磨损；筑炉；技术

一、循环流化床锅炉各部位筑炉技术要点

1、布风装置及风室

锅炉运行时，布风装置部位温度较高，且布风装置处于落煤口下方，煤粉浓度较大、流速较高，在长时间的高浓度高流速的煤粉的冲刷下，对布风装置容易产生严重磨损，尤其是风帽，因此该部位的筑炉材料必须具备耐高温和耐磨性能。

因此，布风装置及风室筑炉材料可采用耐磨耐火可塑料，耐磨耐火可塑料具备良好的耐高温、耐磨及热冲击性能。耐磨耐火可塑料施工前，需要将 2 毫米厚的陶瓷纤维纸缠绕在布风装置上的风帽和进风管外表面，确保筑炉材料与进气管道之间留有足够的膨胀量。

耐磨耐火可塑料铺设捣打时，相邻的坯铺排要错缝，并要排列紧致，每层铺设最大厚度为 100 毫米。捣打施工用的锤子必须使用橡胶锤，从坯间接缝处依次捣打，捣打最小风压为 0.5MPa。锤子每次应在前进方向上移动 2/3，相邻两行的锤印重叠 1/2 以上，并多次捣打超过三遍以上。夯实固体应光滑、致密、均匀[1]。

该项目对风帽防磨损技术进行了进一步优化，在施工时，在落煤口下方筑成一个半球形结构，煤粉下落后， 落到半球形结构，四三扩开，有效减少煤粉对风帽的磨损。

2、炉膛

锅炉运行期间，炉膛内工作温度高达 1000℃，烟气流动剧烈，裹挟的固体颗粒直径大，浓度高，易造成严重的炉墙冲刷磨损。

针对炉膛温度高、磨损严重的特点，该部位筑炉材料可以选用耐磨耐火可塑料。耐磨耐火可塑料具有耐磨性能、耐高温性能和热震稳定性能。

由于受热面管子在受热时容易产生膨胀位移，因此在施工可塑料期间，必须在可塑料与受热面管子接触部位留出足够的膨胀间隙。施工时可以按照每1000×800 毫米进行分块施工，形成一个自然的工作缝。

在该锅炉筑炉设计文件中，炉膛四角的筑炉结构为直角，由于高流速的烟气和其中裹挟的大量固体颗粒在上升、下降的过程中形成内循环，造成水冷壁直接冲刷，并且直角处容易产生涡流，会进一步加剧直角处水冷壁的磨损，导致直角处水冷壁磨损减薄。针对此类问题， 对炉膛四角的直角筑炉结构进行了优化，由直角改为圆角，平滑过渡， 可有效的降低烟气和固体颗粒对炉膛四角的冲刷。在该锅炉停炉检修期间，未发现炉膛四角明显的磨损现象。

3、水冷屏

水冷屏布置在炉膛上部，其所处的环境与炉膛内部相似，高温、高浓度烟气裹挟着大量固体颗粒高速冲刷水冷屏，对水冷屏容易造成严重冲刷，特别是水冷屏下沿，筑炉材料选择不当，施工质量不到位，容易造成防磨层脱落。

耐磨耐火可塑料具备良好的耐磨、耐火性能，可以满足水冷屏的防磨要求。该部位在施工时，必须现在其上涂刷一毫米厚的沥青油，方可采用无模施工的方式捣打可塑料。由于前墙水冷壁上无固定抓钉，为了增加水冷屏上筑炉材料的稳定性与整体性，施工时应在水冷屏上增焊抓钉。为了减少物料对水冷屏的磨损，施工时，水冷屏上下两端筑炉结构要平滑过渡，过渡斜角尽可能增大，与前墙水冷壁接触部位要尽可能平滑过渡，以便减少磨损及涡流的产生概率。

4、旋风分离器

旋风分离器作为一个气固分离设备，在运行期间，高温烟气进入分离器时，气流流速高，容易对旋风分离器造成严重磨损。特别是靶区，直通气流对旋风分离器内壁直接冲刷，造成内壁磨损严重。因此旋风分离器筑炉材料必须具备高强度的耐磨性能。

高强度耐磨浇注料具备高强度、高抗磨、抗冲刷及抗冲击的特点，满足旋风分离器的防磨要求。

施工期间，为提高高强度耐磨浇筑料的整体性及减少裂纹，在浇筑前，安装与抓钉同材质的双向耐热钢筋网，并用耐热钢筋钩进行吊挂，钢筋网与高强度耐磨浇筑料外表面之间的保护层宜为 4～5 厘米，然后再进行浇筑施工，可以起到良好的整体性能及减少裂纹性能。施工时，应在筒体内部安装用来支撑高强度耐磨浇筑料的多层支撑托板，固定在筒壁上。因分离器直径较大，内部浇筑料较多， 施工时必须按照设计要求留好浇注料块之间的收缩缝，以防止浇注料受热膨胀挤压脱落。抓钉上应涂满沥青，浇筑时应分成小块浇筑。高强度耐磨浇注料搅拌好后，需在 30 分钟内浇筑完成。浇筑时，宜采用插入式振动器进行振捣，确保振捣密实。

5、尾部烟道

因尾部烟道中包含过热器、省煤器等设备，高温高流速的烟气在流经省煤器、过热器时，会造成烟温降低，流速下降，因此尾部烟道整体烟温低、流速低，对筑炉材料的冲刷较轻。该部位对筑炉材料的耐磨性能及耐高温性能要求较低，因此可以采用高铝质砖进行砌筑。

在高铝质砖砌筑时，砌筑的整体性能尤为重要，因此拉钩砖的设置位置必须符合设计及规范要求，拉钩必须按照设计位置安装，不得随意更改位置或者减少数量，拉钩砖必须相互对齐，且与所在的砖墙在同一水平面，间隙用石棉绳或者耐火纤维填充。每隔 2～2.5m 设置一个排气孔，待试运行后补焊。

施工期间留意砌体表面的清洁程度，及时清理砖墙上的泥浆。墙面与省煤器、过热器蛇形排管之间，墙面与锅炉钢结构立柱、横梁之间不得存在杂物，以免影

响金属部件受热时的自有膨胀。

7、特殊工序施工要点

7.1 抓钉的焊接材料

抓钉与锅炉本体焊接质量十分重要，该焊缝的焊接质量，将影响抓钉的使用寿命，进而影响筑炉材料的使用年限。一般来说，焊接材料极易被忽略。很多施工单位在施工时使用 A102 不锈钢焊条或者普通碳素钢焊条，此类焊条适用的温度都小于 300℃，而锅炉运行时温度最高高达 1100℃，A102 不锈钢焊条或者普通碳素钢焊条适用温度远低于系统运行温度。锅炉在高温运行时，容易造成抓钉焊缝的熔化、开裂，最终导致炉墙防磨层坍塌，造成停炉、爆管事故[3]。

在该锅炉的建设中，针对抓钉的焊接材料，监理单位、施工单位及设计单位经多次讨论并进行验证，最终选用了 A402 不锈钢焊条。A402 不锈钢焊条的适用温度为 800～1100℃，因此 A402 不锈钢焊条完全满足系统运行温度。

7.2 膨胀收缩缝

在锅炉运行期间，防磨层与其相连接的金属构件在受热时，会膨胀而热位移，

因此膨胀收缩缝的设置非常重要，若设计、施工不合理，容易造成防磨层挤压脱

落，金属构件挤压变形等问题。

膨胀收缩缝的尺寸及位置必须严格按照设计及规范要求设置，误差范围不得超过-1～2 毫米。膨胀收缩缝应均匀平直，内部必须洁净，并用略大于缝宽的石棉绳或者耐火纤维填实。靠近墙面一侧的石棉绳或者耐火纤维必须用耐火泥浆浸湿，并且与墙面平齐，不得有凹陷或者突出。当锅炉钢结构立柱、横梁与防磨层接触时，必须铺设耐火纤维或者石棉板隔开。为了保证立柱、横梁与防磨层受热后自由膨胀，两者之间的膨胀间隙必须严格按照设计及规范要求施工，尺寸误差不得超过规定值。当浇注料防磨层需要留置直通的膨胀收缩缝时，应在支设的模板中安装样板，并将其固定，以便确定膨胀收缩缝的尺寸及位置。

二、结语

循环流化床锅炉的磨损与设计、施工、运行等多种因素有关，本文仅通过分析一台 130t/h 循环流化床锅炉的磨损特点，结合筑炉材料的选择及施工要点，采取合理的筑炉结构型式，严格把控筑炉施工质量，可有效的降低锅炉的磨损。

[参考文献]:

【1】工业炉砌筑工程施工及验收规范[S].中国计划出版社，2004（08）：19.

【2】炉墙砌筑规范[P].太原锅炉集团有限公司，2014（03）：9.

【3】75 t/h 循环流化床锅炉筑炉要点浅析[S].科技简讯小氮肥，2007，35（6）： 22.