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5 0 工业锅炉 2 0 1 1 年第 3期 总第 1 2 7期 文章编号 1 0 0 4 8 7 7 4 2 0 1 1 0 3 5 0 - 0 4 2 4 0 t ／ h循环流化床锅炉炉墙的施工 王 伟 河南金大地化工有限责任公司， 漯河 4 6 2 4 0 0 W a l l S e t t i n g Co n s t r u c t i o n o f 2 4 0 t ／ h CFB Bo i l e r W ANG W e i H e n a n C h e m i c a l I n d u s t r y C o ．L t d ，L u o h e 4 6 2 4 0 0 ， C h i n a 作 者 简 介王 伟 1 9 7 6一 ， 丁程师。 摘要 结合多年 的筑炉施 工经验和数百台 C F B锅炉 的使用情况调查 ， 针对某厂生产 的 2 4 0 t ／ h C F B锅炉 的炉 墙砌筑， 提出锅炉各部位的筑炉施工技术措施和相应的耐磨耐火材料要求， 从而确保工程质量， 使所用材料发挥最大限度的作用， 延长锅炉浇注料整体使用寿命。 关键词 循环流化床锅炉 ； 筑炉 ； 浇注料 ； 分析 ； 存在问题 ； 预防技术措施 中图分 类号 T K 2 2 6 文献标识码 B 0前 言 2 4 0 t ／ h循环流化床 C F B 锅炉燃烧系统结构 复杂 包括点火风道 、 炉底水冷风室 、 炉膛下部密相 区、 炉膛出 口区域、 旋风分离器人 口烟道、 旋风分离 器、 回料器、 旋 风分离器 出 口烟道、 尾部竖井等 区 域 ， 筑炉所需材料品种多 ， 筑炉工程量大 ， 施 工难 度大。本文在分析 2 4 0h C F B锅炉结构和各区域 使用环境的基础上 ， 详细介绍了各区域炉墙 的施工， 包括所用材料及技术要点。 1 分析存在 问题及预防技术措施 1 ． 1 点火风道及水冷风室 循环流化床锅炉点火风道外部为钢板 ， 内径为 1 5 0 0 m m， 分为高温 区域与低温区域。由于采用床 下动态点火方 式， 启动 时高温 区域瞬 间温 度高达 1 4 0 0℃， 在风 门突然失灵关 闭或误操作等特殊情 况下甚至高达 1 6 0 0 o C。 由于点火风道 中的风速极大， 且在设备运行一 段时间后会有少量炉膛 内物料经 南风 帽 口进人风 室， 在短时间内导致风道 内壁大面积磨损 ， 产生裂 痕， 严重时产生整体磨损坍塌。 由于点火风道高温区域在点火启动时温度高达 1 4 0 0℃ ， 故风道内衬采用刚玉莫来石砖 ， 外砌 2层 轻质保温砖 总厚 1 6 5 m i i 1 ， 在护板处粘贴 1层硅酸 收稿 日期 2 0 1 1 - 0 1 2 0 铝耐火纤维毡。低温 区域， 风道 内衬同样采用刚玉 莫来石砖 ， 外砌 7 5 mm厚的轻质保温砖 。施工前应 对钢护板尺寸进行复检 ， 防止风道砌筑时无法保证 其内径或保温层厚度。 施工时应依 图拉出中心线 ， 由外向内逐层依线 砌筑。砖衬之问应相互错缝 ， 泥浆饱满度均不小于 9 5 ％。保温砖砖缝控制在 3～ 5 m i l l ， 耐火砖砖缝不 大于 2 mm。根据现场实际情况 ， 个别砖允许切割并 研磨后用， 但切割面不能作为迎火面。 点火风道 内衬亦可采用刚玉莫来石浇注料。浇 注料宜分块施工， 每块的尺寸为 6 0 0 m m 6 0 0 m m。 块与块之间采用迷宫型接缝 ， 并采用密封弹性耐热 钢网处理 用弹性耐热钢网包敷 3 m m厚硅酸铝纤 维纸 ， 做成宽度与浇注体厚度相同的“ z ” 形 ， 在浇注 时同步埋入浇注层膨胀缝内。 水冷风室内衬采用 1 0 0 m i l l 厚的中质保温浇注 料。浇注施工前 ， 先在膜式壁扁钢上焊接“ V” 形抓 钉 ， 抓钉高度为 7 O～7 5 m m， 抓钉呈 1 5 0 m l T l 2 0 0 mm错列 布置 ， 每平米抓钉数量不小于 3 5只； 再在 所有抓钉及膜式壁管上均匀涂刷 2 m m厚沥青漆。 鉴于风室部位在点火与正常运行时的温度相差 较大， 运行时冲刷磨损严重 ， 其 内衬应具备优 良的抗 热震性和耐磨损性 ， 冈此将设计采用的体积密度为 1 ． 6 g ／ c m 的中质保温浇注料改为抗热震耐磨耐火 浇注料。经多台锅炉应用， 效果颇佳。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 经验交流 2 4 0 t ／ h循环流化床锅炉炉墙的施工 浇注采用强度较高的木模板 ， 外敷 1层三合板 ， 模板 内面均匀涂刷隔离剂。模板采用内撑外拉 的方 式进行加固， 加固点间距不大于5 0 0 m m。 在条件允许的情况下 ， 风室顶及点火风道的内 衬宜在地面施工， 既可降低施工难度， 又可提高衬体 的致密性和表面平整度。风室水冷壁内衬通过膜式 壁上焊接的抓钉与膜式壁成为一体 ， 无需留设膨胀 缝 。 1 ． 2炉底 水冷布风 板 水冷布风板由前墙下部向后倾斜延伸的膜式壁 与焊在鳍片上的风帽构成。启炉时走高温热烟气 ， 正常运行时不断有新的炉料送入 ， 负荷调整或风帽 脱落时有细颗粒底料落入风室 ， 停炉时有大量炉料 回落。高温渣侵蚀及 回落料引起的磨损是布风板损 毁 的主要原 因 为 了提高水冷布风板的耐磨性， 布风板上浇注 8 0 i l l m厚的中质保温浇注料和 7 0 i I l m厚的 习 0 玉质 自流浇注料 鉴于耐火材料与金属进风管的膨胀系 数不同， 在所有进风管外表面缠有 2 ra i n厚 的硅酸 铝纤维纸或涂刷相应厚度的沥青漆后再浇注耐火材 料 。注意 防止风 ／ J ffL 被 浇注料 堵塞 。 浇注刚玉 自流浇注料时， 通过 同步埋入 2 0 m m 厚 的硅 酸铝纤 维板 在布风 板 四周 留 2 0 m i l l 膨胀 缝 。 为了排渣顺畅且不影响大床流化， 排渣管处 拘炉衬 表面较之前略低 ， 一般倾斜 5 。 。 1 ． 3 炉膛 下部 四周水冷 壁卫燃 带 循环流化床锅炉在运行时， 炉膛 内部气一 固两 相流的T况极为复杂。在炉膛下部区域 ， 炯气流速 大 4～ 6 m ／ s ， 温度高 8 0 0～1 0 0 0 o C ， 物料浓度 高。受热面的磨损和燃烧产物对水冷壁的侵 蚀是其 损 毁的主要 原 。 该区域采用具有 良好耐磨性和抗侵蚀性的刚玉 质 自流浇注料 。浇注料厚度为 8 0 11 1 1 1 1 ， 高度为 7 6 0 0 m lT l 。浇注 自下向上进行 ， 每模高度不大于 6 0 0 n l m。 施工前 ， 在模板 内壁粘贴一层釉面板。另外 ， 每模安 装后均要拉线校正。若采用防磨喷涂 ， 过渡区浇注 料最少宜覆盖 3 0 i 1 1 m厚的防磨层 ， 并做成 5 5 斜角。 浇注时要防止各种开孔被堵塞。二次风喷嘴和给煤 喷嘴应先涂一层 2 i l l m厚 的沥青后再浇注。 各穿 管 孑 L 处炉衬 中须加入 1 ％ ～ 2 ％的耐热不锈钢纤 维， 以增强其结构强度和韧性 ， 并且孑 L 边缘均处理成 圆角或倒角结构。另建议在回料阀周围的膜．式壁扁 钢或四周框架上增焊一些“ Y ” 形抓钉 ， 同时用 6耐 热钢筋编制成 1 0 0 i n m1 0 0 ra m的钢筋 网格 同定在 抓钉上 ， 以增强炉衬强度 所有抓钉等 紧固件在炉 衬施 工前均应均匀涂刷沥青漆 。 卫燃带过渡区域是 C F B锅炉磨损较为严重 的 部位。为减轻该区域的磨损 ， 做防磨喷涂时， 应把炉 衬上沿做出尽可能大的倾角， 并确保斜面与垂直面 过渡 自然顺畅。自卫燃带向上 1 ． 2 m范围内， 用 的 1 C r 2 0 N i 1 4 S i 2耐热钢筋弯制成“ V” 形销钉 ， 焊 于 鳍片上 销钉间距不大于 4 0 n l H I ， 然后进行 5～2 0 mm厚的纳米瓷泥施工 ， 以与水冷壁相 吻合， 与下部 相邻炉衬 自然过渡。 1 ． 4 屏 式受热 面 屏式受热面包括屏式过热器和水冷屏 ， 处于炉 膛的中上部。在循环流化床锅炉运行过程 中， 高温 烟气携带床料直接冲刷屏式受热面及相应的前水冷 壁 ， 尤其是迎火面的下集箱正处在密相区向稀相区 的过渡阶段 ， 磨损 冲刷严重 ， 加上受热膨胀 ， 很容易 出现浇注料脱落或磨损冲蚀。 屏式受热面部位采用 刚玉 可塑料 浇注。施工 前 ， 先在其上涂刷 1 mm厚的沥青漆 ， 然后捣打 1 0 0 ～ 1 2 0 i T l m厚的刚玉可塑料 无模施工 。过热器及 其穿墙区域的内外应同时施T， 以达到最佳密封效 果。炉外部分宜采用耐火浇注料 ， 炉内部分采用刚 玉可塑料 。由于前墙水冷壁上无 紧同支撑件 ， 施工 时应增焊 6 “ V” 形同材质的耐热钢筋销钉。 为了减轻回落物料对屏式受热面水冷壁管的磨 损 ， 在屏式受热面施丁时， 应特别注意炉衬上 、 下施 丁端面和前墙水冷壁的 自然过渡 ， 且过渡斜角尽可 能大 。 1 ． 5 炉 膛 出 口烟 窗区域 高温烟 气携带 床料粒 子在 流经 出 口烟 窗时， 气一同两相流速度急剧增加 ， 达 1 5～2 5 n r ／ s ， 温度 在 9 0 0℃左右 ， 煤灰浓度较高， 出口炯窗内侧墙及其 相邻 的后水冷壁区域会受到床料粒子的冲刷磨损。 自标高 3 1 2 4 0 m m 向上至顶 ， 后墙 宽度 2 9 8 5 m il l ， 侧墙宽度 2 1 0 5 m i l l 范 围内施 工刚玉可塑料。 所有销钉顶部距耐磨材料表面的距离 2 0～2 5 m m， 否则应切割或补焊。此处应与烟道 内侧墙 同步施 T ， 以使二者具有 良好的连接过渡性。 自下 向上逐 段施工， 施工时可不留设膨胀缝 ， 因为炉衬材料的膨 胀 随金属水冷壁的膨胀而膨胀。在烟窗出口与烟道 内侧墙转折处， 宜施T成圆角结构 。尤其烟窗出口 与烟道 内顶部炉衬的转折连接 ， 视现场实际情况 ， 可 增焊 由 6的 1 C r 2 0 N i l 4 S i 2弯制的“ V” 形 销钉 ， 以 稳 固炉衬。在烟道内侧墙布置有一道环形柔性膨胀 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 5 2 工业锅炉 2 0 1 1 年第 3期 总第 1 2 7期 节， 施工时必须注意此处膨胀节膨胀缝的留设方向 ， 即顶部膨胀缝的错 口方向必须背向物流方向， 侧墙 及底处则顺应物流方向。在烟窗与水冷壁过渡区域 的交接处， 耐磨材料均应做成 4 5 。 倾角。 锅炉运行操作时应尽量避免大幅度调整 ， 控制 炉膛出口压力在微正压 ， 以减轻冲刷磨损。 1 ． 6 分离器顶部中心简 高温烟气由炉膛 出口处进入分离器后 ， 气一固 两相流在此旋转并改变方 向， 高温粒子直接 冲刷分 离器顶部 ， 尤其是对应冲刷靶 区处 。锅炉高负荷运 行时， 烟气温度能达到 l 0 0 0 c 左右， 中心筒连接件 长时间处于高温环境下工作 ， 极易出现高温蠕变 、 老 化。加上频繁加减负荷和快速开停炉 ， 曾多次出现 中心筒变形脱落事故。 该部位为水冷壁式 ， 宜采用刚玉可塑料捣打施 工。在所有销钉、 壁管等金属件表面均匀涂刷 2 m m 厚的沥青漆后再进行捣打施工。为确保炉衬厚度 ， 顶部 5 0 0 m t n范围内做厚度定点检查。宜一次施工 至设计厚度 ， 不允许后补涂抹 ， 以避免炉衬在运行后 出现分层剥落现象。捣打施工时应确保炉衬密实平 整、 表面光滑。在施工至靠 中心筒处， 必须依图留设 膨胀缝。如果现场条件允许 ， 亦可在地面进行浇注 后再吊装。 1 ． 7 分离器锥段与直筒段 循环流化床锅炉旋风分离器为汽冷包敷炉墙 ， 结构比较稳定。在入 口处墙面 靶区 ， 由于中心筒 的离心作用 ， 气流因旋转而改 向， 将没有燃尽的物料 分离下去。所以， 直 简段靶区磨损 比较严重。锥体 段的煤灰粒子折返频繁 ， 且工作温度较高 ， 磨损亦较 重。施工时必须保证材料 的密实性和平整度 ， 特别 是靶区部位 ， 如果平整度超标 ， 切线及过渡区处理不 好 ， 将会形成涡流， 加剧局部 的磨损。因此 ， 施工时 应特别予以注意， 严格做到内表面光滑平整。 分离器直筒段属蜗壳式偏心分离。简体及锥段 向火面均宜施工刚玉可塑料。分离器炉衬施工时首 先由中心筒处 向下拉 出中心线 ， 保证筒体、 锥体、 立 料腿同心。施工时 ， 自下 向上逐层逐段捣 打 施工 前所有金属件如果有锈迹或杂物 ， 必须先清理干净， 再涂刷 2 m m厚 沥青漆 ， 严格依据 中心线 ， 以保证 炉衬厚度及 内径尺寸准确。在销钉过稀或安装损失 残缺处 ， 应据现场实际情 况修正或加密。鉴于分离 器恶劣的运行工况， 为减缓对靶 区及分离器顶部 的 磨损， 延长其运行周期 ， 建议在分离器人 口处加设一 道防磨梁 。 在人 口靶区范围内， 炉衬受冲刷程度最为突出， 故 ， 此处炉衬在施工时， 将加入“ D C W” 系列抗磨加 强剂， 以更为有效地增强炉衬抗磨损性能。 1 ． 8返料 器 返料器是将分离器分离下来的物料重新送回炉 膛的装置 ， 内部结构较为复杂 ， 由下行流道、 水平流 道 、 上行流道、 回料斜管 、 入炉斜管及小布风板构成。 该部位体积较小， 施工工艺较为复杂， 如处理不当极 易导致回料不畅。 1 ． 8 ． 1 返料器布风板 为减少返料器布风板 的导热与磨损 ， 该工位采 用三层炉衬结构形式 靠底部钢板为硅酸铝耐火纤 维板 6 0 m m， 其上为轻质保温浇注料 9 0 mm， 最上为 高强耐磨浇注料 1 0 0 n l l n 。为便于施工和 日后小床 风帽的更换 ， 该工位宜在四侧墙施工完毕后再浇注 施工成为“ 活底” 形式。待风帽安装完毕后 ， 方可开 始 由下 向上逐层施 工 。 1 ． 8 ． 2回料阀、 斜料腿和立料腿 在保温浇注料施工结束后， 浇注耐火层前 ， 需在 保温浇注料表面作防水处理 可敷设一层塑料薄膜 或涂刷防水剂。 采取足够强度的模板， 模板表面涂刷一层隔离 剂或粘贴一层釉面纸。 由下 向上逐层浇注， 每模高 度宜不大于 6 0 0 m m。 回料阀的炉衬结构 由内向外为 1 0 0 m l n刚玉耐 磨浇注料 ， 9 0 m m轻质保温浇注料， 6 0 IT l m硅酸铝耐 火纤维板。施工时 ， 先在外护板处依 图焊接耐热抓 钉 ， 在靠外护板处粘贴硅酸铝耐火纤维板 ， 再施工浇 注轻质保温浇注料 。在轻质 保温浇注料施 工完毕 后 ， 若“ Y” 形销钉密度过稀 ， 可在“ Y” 形销钉端部加 焊 6 1 C r 2 0 N i l 4 S i 2 的 1 2 01 2 0 m m的耐热钢筋 网格 ， 方可支模浇注。浇注时， 应特别注意的是在流 道转折处 ， 模具的制作与支设必须精确， 以确保炉衬 内径尺寸和转弯的圆滑过渡。回料阀侧墙的膨胀缝 宜进行密封并做背衬密封处理。侧墙两侧检查孔周 边浇注料宜添加耐热钢纤维 ， 并敷设耐热钢筋网格 ， 并振捣密实 ， 以增加检查门的抗压能力。 在人返料器的立料腿处 ， 其炉衬结构 由内向外 为 1 0 0 m m耐磨浇注料 ， 9 0 m m轻质保温浇注料， 6 0 m i l l 硅酸铝耐火纤维板。施工方法同上。在立料腿 与锥体相接的集箱处， 宜设一道环形膨胀缝， 其宽度 应据分离器的高度计算出的膨胀量确定。此处在施 工时 ， 应在集箱表面做包箍 ， 并采用同上材质和规格 的耐热钢筋网格 ， 炉衬施工成“ z ” 形迷宫式膨胀缝 ， 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 经验交流 2 4 0 t ／ h循环流化床锅炉炉墙 的施工 并做二次背衬密封。立料腿处炉衬结构为圆形 ， 在 受热膨胀时 ， 炉衬与直接焊在外护板上 的销钉之 间 势必产生应力 ， 导致炉衬开裂。为彻底杜绝此现象 的发生， 宜采用“自由伸缩式销钉” 。 斜料腿处炉衬为圆形 ， 炉衬结构为 1 0 0 m m刚 玉耐磨 浇注料 、 9 0 I l l I n轻质保 温浇注 料 、 6 0 mm硅 酸 铝耐火纤维板。此处炉衬同样采用 “自由伸缩式销 钉” 。膨胀缝宜按 6 0 0 H i m 6 0 0 m i l l 的间距留设 ， 方 式 同上为“ z ” 形迷宫式 ， 并做二次背衬密封处理， 呈 相互交错布置。 为保证该T位炉衬的整体牢同性， 宜采取由下 向上逐段整体浇注的方式 在斜料腿与炉膛相接处容易跑火漏灰 ， 故此处 施工 时采 取 以下措施 1 在未浇注料中加入 1 ％ ～ 2 ％的耐热不锈钢 纤维 ； 2 因为水冷壁与耐火材料之间热膨胀性存在 差异， 在浇注前 ， 须在水冷壁背面鳍片上加焊销钉以 增加浇注料与水冷壁的结合力 ； 3 白水 冷壁背部鳍片上 引 出足量 的钢筋拉 钉 ， 与斜料腿钢筋 网格连成一体， 形成钢筋笼骨架 ， 增加炉衬的整体强度 。 1 ． 8 ． 3 折焰墙 返料器折焰墙采用高强耐磨浇注料整体浇注。 由于其厚度较大， 浇注时应与返料器侧墙 同步。采 用较长 、 多刺的“ Y” 形销钉焊在两侧 外护板上并伸 入炉衬内。若恐单排销钉难以满足需要 ， 可在销钉 两侧加焊 6的 1 C r 2 0 N i l 4 S i 2耐热钢筋 网格 ， 网格 间距 不 大于 1 5 0 m i l l 1 5 0 m I Y l 。 1 ． 9 分离器 出口转 向室 从旋风分离器出来的携带少量粒子的气流速度 较高， 对水平烟道及分离器出 口仍会造成较重的冲 刷磨损 。 中心筒出口至转向室部位的炉衬结构由内向外 依次是 1 0 0 i l l m高强耐磨浇注料、 1 9 0 l l l m轻质保温 浇注料、 6 0 mm硅酸铝耐火纤维板。转向室侧墙 的 施工工艺方法同返料器处 。转 向室底施工时 ， 先依 图在底部焊接 “ Y ” 形销钉 ， 再错缝粘贴硅酸铝耐火 纤维板。在施_ [ 轻质保温浇注料时 ， 在对应耐火层 膨胀缝处垫衬一层耐火砖。保温层区域定点范围不 大于 1 0 0 0 m i l l 1 0 0 0 i i l m。耐火层膨胀缝的留设 应严格按图要求 ， 转 向室处炉墙宜在不大于 1 ． 5 n l 范同内留设一道 5 m m膨胀缝。转 向室立墙 的圆一 直过渡区， 因炉墙的膨胀方向不同， 建议在圆一直相 切处 加设一道 止推板 ， 留设 一 道 5 i l l m膨 胀缝 ， 以避 免错位破坏。 转 向室顶部与其他部位的炉衬承重要求不同， “ Y ” 形销钉可改为“ ” 形吊钩 ， 并在 吊钩端部加编 西 6的 1 C r 2 0 N i l 4 S i 2钢筋网格 1 2 0 F I I l I I 1 2 0 I 1 1 I I 1 ， 以增加炉衬对紧固件的握裹力。顶部施工时， 先焊 接抓 钉再 支设悬 吊式模 具 。浇 注 耐 火层 时 ， 在 对应 膨胀缝处做二次背衬密封处理。 1 ． 1 0 尾部 竖井烟 道 竖井烟道处于分离器之后 ， 灰浓度低 ， 粒径小 ， 磨损较轻 ； 由于受热面集中布置 ， 篷灰积灰严重。 尾部竖井烟道的炉墙结构由内向外依次为 高 温段为 1 0 0 m m耐磨耐火浇注料、 1 6 1 m m轻质保温 浇注料 、 6 0 mm硅酸铝耐火纤维板 ， 施工方法同出口 转向室。低温段炉墙结构 由内向外依次为 l 1 4 m m 粘土质耐火砖、 1 2 3 mi l l 硅藻土保温砖 、 1 2 0 m m硅酸 铝 耐火纤 维板 。 四角设有膨胀缝 ， 中间留设 2道膨胀缝 。沿高 度方 向设有拉钩和托架 环形水平膨胀缝 。膨胀 缝采用特制膨胀缝砖 1 砖和 2 砖。此段墙体若施 工不当， 最容易变形、 倒塌， 故沿高度方 向每隔一层 与外护板所对应的位置采用“ 标挂砖” 进行加固， 标 挂砖所用的锚 固件采用 6或 8耐热钢筋， 锚同于 护板框架上 ， 上、 下两道紧固件的中间采用牵拉砌筑 的方法 ， 再进行加固， 直至到顶。 加装吹灰器 ， 定期吹净受热面积灰。 2 结束语 1 筑炉施工过程 中应采用多种技术措施 ， 从 而延长炉墙 的使用寿命 ； 2 提高运行操作水平 ， 减轻和避免运行操作 对炉墙 的损坏， 从而给企业带来更多的经济效益。 瞄 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m