循環(huán)流化床鍋爐是一種高效低污染的新型鍋爐。為了防磨和部分部位防燒損,在該型鍋爐中很多部位布置了大量的耐火防磨材料,具體部位主要在風(fēng)室、燃燒室、旋風(fēng)分離器、返料器、外置床、尾部煙道等處。一臺300MW循環(huán)流化床鍋爐的砌筑材料重達(dá)4000t以上,因此砌筑工作量非常大。同時(shí)部位的耐火材料不同,安裝工藝和要點(diǎn)有所不同,因此對于整體砌筑的工藝要求高,應(yīng)分別完成。另外砌筑工作非同于其它安裝工作,有其自身的特點(diǎn)和要點(diǎn),在施工中應(yīng)按照工藝嚴(yán)格實(shí)施。循環(huán)流化床鍋爐的砌筑施工質(zhì)量的好環(huán),將直接影響該鍋爐能否確保安全、正常、經(jīng)濟(jì)地投入運(yùn)行,同時(shí)也直接影響該鍋爐所設(shè)計(jì)的各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)。本文主要從砌筑工作的施工要點(diǎn)進(jìn)行闡述,從而為相關(guān)技術(shù)人員提供參考。

1 耐磨耐火材料的選用

循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)襯是防止鍋爐受熱面金屬以及鍋爐流通部分金屬結(jié)構(gòu)被高溫?zé)龘p及磨損的重要設(shè)施,如果由于選購材料不當(dāng)或施工過程中沒有進(jìn)行很好的質(zhì)量控制,很容易造成澆注料在運(yùn)行中大面積塌落乃至受熱面管子嚴(yán)重磨損。

1.1耐磨耐火材料廠家的選擇

由于制造耐磨耐火材料的廠家較多,質(zhì)量參差不齊,選用廠家時(shí),一定選用有信譽(yù)、有資質(zhì)的廠家,同時(shí)應(yīng)將材料、施工和售后服務(wù)承包給一家,確保循

環(huán)流化床鍋爐內(nèi)襯的質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)。

1.2耐火材料的檢驗(yàn)及保養(yǎng)

耐磨耐火材料進(jìn)入現(xiàn)場后及時(shí)做好二次復(fù)檢工作,經(jīng)專業(yè)檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)檢驗(yàn)各項(xiàng)理化性能指標(biāo)均符合要求后方可用于施工。耐火材料一定要存放于防潮、防雨的地方,以防止材料變質(zhì),降低質(zhì)量、甚至喪失其使用性能。耐火材料的內(nèi)襯耐熱鋼筋、抓釘?shù)仁褂们斑M(jìn)行光譜分析,檢驗(yàn)合格后方可使用。且耐熱鋼筋、抓釘?shù)纫匆筮M(jìn)行安裝,焊接牢固。

2各部位耐磨耐火材料的施工工藝介紹

2.1爐底水冷布風(fēng)板施工

布風(fēng)板耐火材料采用HF-135高強(qiáng)耐磨澆注料。水冷布風(fēng)板由膜式壁和風(fēng)帽構(gòu)成,耐磨澆注料澆注前,須將風(fēng)帽上的通風(fēng)孔用膠帶封堵,防止?jié)沧⒘线M(jìn)入風(fēng)管。為保證運(yùn)行中非金屬材料和進(jìn)風(fēng)管能自由膨脹,在砌筑耐磨耐火材料前將布風(fēng)板上所有進(jìn)風(fēng)管的外表面與澆注料接觸部分綁扎3mm厚的陶瓷纖維板。布風(fēng)板澆注料澆注時(shí)要保證設(shè)計(jì)尺寸。在布風(fēng)板表面的前后水冷壁有一斜坡臺階,有耐磨澆注料的臺階應(yīng)由“Y”型抓釘固定,焊于水冷壁的鰭

片上,可視需要加長或切短,并在澆注前將此抓釘涂以瀝青。此處耐磨材料應(yīng)在爐膛上部耐火材料安裝完后再進(jìn)行安裝,并在澆注前用壓縮空氣清理布風(fēng)板。施工時(shí),以某側(cè)墻為起點(diǎn),向帶有人孔的另一側(cè)墻順序澆注。每次澆注一個(gè)寬約300～500mm的狹條,并用振動棒搗實(shí)。施工過程中,施工人員不可直接踩在空氣噴嘴上,在沒有施工的部位鋪上一條木板,供操作人員站踩和行走。

2.2鍋爐風(fēng)室耐火混凝土的設(shè)計(jì)與施工

風(fēng)室內(nèi)耐火材料采用F-135高強(qiáng)耐磨澆注料,澆注厚度為60mm。布風(fēng)板向下,采用在地面澆注、過72h養(yǎng)護(hù)期,即可交付安裝就位。在澆注前對布風(fēng)管孔進(jìn)行保護(hù)處理確保布風(fēng)孔不為料物澆注堵塞。首先在膜壁式水冷壁預(yù)先焊好的抓釘上涂2mm瀝清漆,然后按圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求,預(yù)制好

模板,澆注HF-135高強(qiáng)耐磨澆注料。用機(jī)械攪拌,手工搗密壓實(shí)。布風(fēng)室內(nèi)隔墻按圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求采用磷酸鋁高鋁質(zhì)耐磨異形磚,用NJ-3泥漿砌筑后,用D6的1Gr18Ni9Ti耐熱鋼筋捆扎組合固定工藝施工,防止倒塌。

2.3燃燒室耐火混凝土的設(shè)計(jì)及施工

燃燒室耐火材料采用HF-135高強(qiáng)耐磨澆注料,澆注厚度為60mm,每噸澆注料中應(yīng)加入1%～2%的耐熱鋼纖維,以提高HF-135高強(qiáng)耐磨澆注料的整體強(qiáng)度。鍋爐運(yùn)行時(shí),循環(huán)流化床鍋爐爐膛內(nèi)部氣固兩相流動,工況極為復(fù)雜。在爐膛下部區(qū)域,物料濃度很高,大量的回混物料嚴(yán)重地沖涮著四周壁面,為防止該區(qū)域受熱面的磨損,在四周水冷壁范圍內(nèi)都預(yù)焊了銷釘,以固定耐磨澆注料。在下爐膛四周水冷壁區(qū)域,有許多孔,包括:出渣口及回灰口、回料口、啟動燃燒器開口、二次風(fēng)口、測溫測壓口及人孔,對于所有穿管結(jié)構(gòu),除測溫管及啟動燃燒器處澆注孔與該管外徑相同外,其余穿管處澆注孔徑應(yīng)與該管處的內(nèi)徑相同,且上述所有穿管與澆注孔同軸。施工前,對爐膛底部所有部位進(jìn)行一次全面的清洗,可用壓縮空氣進(jìn)行一次吹掃,尤其是墻箱底部堆積的雜物。

此外,在回料閥口、啟動燃燒器四周圍處的膜式壁扁鋼上或密封盒上還應(yīng)焊一些Y型抓釘,以固定這些開口周圍區(qū)域的耐磨澆注料,這些抓釘也應(yīng)在施工前涂瀝青。

2.4尾部護(hù)板耐火混凝土澆注料的設(shè)計(jì)與施工

尾部護(hù)板設(shè)計(jì)澆注料厚度為200mm,第1層為礬土水泥耐火混凝土,厚度為100mm;第2層輕質(zhì)澆注料,厚度為100mm。為了確保施工質(zhì)量,尾部護(hù)板在地面澆注。護(hù)板吊置于鍋爐組合現(xiàn)場放平后、焊接抓釘,并涂2mm瀝清漆,按尺寸支撐木模,模板支好要求牢固,機(jī)械振搗時(shí)防止跑漿。留好人孔門位置。先澆注100mm厚的輕質(zhì)澆注料,要求機(jī)械攪拌均勻,人工搗實(shí),待強(qiáng)度達(dá)到后方可以拆模進(jìn)行下一道工序。支好模板,模板四角必須固定牢固,開始澆

注礬土水泥耐火混凝土,采用機(jī)械攪拌,要求攪拌均勻,振搗密實(shí),嚴(yán)禁有蜂窩出現(xiàn)?？v、橫向間隔分別為1100mm、1400mm,各留3條膨脹縫。澆注后過72h養(yǎng)護(hù)期后拆模交于吊裝。

2.5爐膛后水冷壁上部出煙口

高溫?zé)煔鈹y帶著床料粒子從爐膛進(jìn)入旋風(fēng)分離器時(shí),在流經(jīng)出煙口處,氣固兩相流動速度急劇增大,出煙口及其相鄰的后水冷壁部分區(qū)域受到粒子的沖刷磨損,因此在出煙口和周邊爐膛區(qū)域分別預(yù)焊了短的圓銷釘,并澆注耐磨耐火澆注料。此處可進(jìn)行立面手工搗打施工。

2.6旋風(fēng)分離器入口段頂棚及筒體頂棚施工

旋風(fēng)分離器人口段頂棚及筒體頂棚施工方法:按照圖紙規(guī)定的耐磨材料的厚度,支好模板,頂部要裝吊掛磚的要裝好吊掛磚,并檢查、調(diào)整吊掛磚的長度,與模板保持2～5mm的間隙。旋風(fēng)分離器筒體頂棚的施工分成兩種類型的若干部位分別進(jìn)行:中心筒體周圍350～450mm的區(qū)域,和圓環(huán)部分平均分成的6個(gè)扇形區(qū)域。兩區(qū)域之間應(yīng)用陶纖紙留3mm膨脹縫。施工時(shí),首先澆注中心筒周圍的耐磨耐火材料,澆注時(shí)采取從側(cè)向向里澆注的方式。其他圓環(huán)部分施工時(shí),應(yīng)分開進(jìn)行,每相鄰部位應(yīng)用陶纖紙留3mm膨脹縫。頂部施工順序是先施工耐磨澆注料再施工保溫澆注料。

分片支模進(jìn)行施工,支模高度為耐磨層厚度。每模先施工耐磨澆注料,施工時(shí)要振動密實(shí)。待耐磨澆注料凝固后(至少需要12h),再施工保溫澆注料,保溫澆注料采用搗打法施工,注意搗打密實(shí)。

2.7旋風(fēng)筒返料器耐火混凝土的設(shè)計(jì)與施工

返料器設(shè)計(jì)厚度為360mm(膨脹節(jié)與燃燒室接口處),第1層為HF-135高強(qiáng)耐磨澆注料,厚度為115mm;第2層為輕質(zhì)保溫澆注料,厚度為254mm。先在護(hù)板內(nèi)支模D680mm的柱體后,涂刷脫模油,澆注輕質(zhì)保溫混凝土,過6～8h后拆模,再支模D450mm的柱體后,涂刷脫模油,澆注HF-135高強(qiáng)耐磨澆注料。澆注料體到上口時(shí)放入膨脹節(jié)順灰管。返料器、膨脹節(jié)以上至回料腿,爐墻砌筑保溫層,采用3層磚砌筑,第1層為磷酸鋁高鋁質(zhì)耐磨異形磚,厚度為115mm;第2層為微珠保溫磚,厚度為130mm;第3層為珍珠巖保溫磚,厚度為115mm。

砌筑時(shí)嚴(yán)格控制灰縫,保證D450mm圓度,自下面向上施工。各型號磷酸鋁高鋁質(zhì)耐磨磚砌筑時(shí)應(yīng)注意先后次序,陰角、轉(zhuǎn)向處按圖紙留好膨脹縫。

2.8旋風(fēng)筒回料腿爐墻的設(shè)計(jì)與施工

回料腿材料采用保溫磚和HF-135高強(qiáng)耐磨澆注料組成,厚度為360mm。第1層為HF-135高強(qiáng)耐磨澆注,厚度為115mm;第2層為微珠保溫異形磚,厚度為130mm;第3層為珍珠巖保溫異形磚,厚度為115mm。在砌筑保溫層前,在料腿水冷套均涂厚度為2mm瀝清漆,施工時(shí)必須同安裝交叉作業(yè)?；亓贤缺貙痈叨葹?870mm,可分為4段進(jìn)行。第1段安裝焊接后,砌筑珍珠巖保溫形磚,再砌筑微珠保溫異形磚,中間支好模板、D450mm柱體,涂好脫模油。澆注HF-135高強(qiáng)耐磨澆注料,再協(xié)同安裝焊好第2段,方法同上。在第2段澆注時(shí)放置15mm膨脹縫1條。同時(shí)澆注好防爆孔。砌筑到標(biāo)高15800mm進(jìn)行錐體保溫。

在標(biāo)高15800mm外留放15mm膨脹縫1條,在標(biāo)高20500mm處留放15mm膨脹縫1條,錐體總高4700mm,保溫層厚度為360mm。第1層為HF-135高強(qiáng)耐磨澆注料,厚度為115mm;第2層為微珠直形磚,厚度為130mm;第3層為珍珠巖保溫直形磚,厚度為115mm。澆注HF-135高強(qiáng)耐磨澆注料時(shí),分4段時(shí)行。先在護(hù)板上砌筑珍珠巖保溫磚到高1.3m時(shí),再砌筑微珠保溫磚?？臻g部分用硅藻土碎料填實(shí)。支好錐體木模,模板拼接必須嚴(yán)密,支撐牢固,涂刷脫模油,開始澆注HF-135高強(qiáng)耐磨澆注料。過6～8h拆模。進(jìn)行第2段砌筑,方法與第1段相同。澆注到標(biāo)高20800mm處,開始砌筑直段磷酸鋁高鋁質(zhì)耐磨異形磚。

2.9旋風(fēng)筒直段部分砌筑的設(shè)計(jì)與施工

直段砌磚部分設(shè)計(jì)為3層磚,厚度為360mm。第1層為磷酸鋁高鋁質(zhì)耐磨磚異形磚,厚度為115mm;第2層為微珠異形磚,厚度為130mm;第3層為珍珠巖異形磚,厚度為115mm。砌磚時(shí)嚴(yán)格控制灰縫,上下、里外不能通縫,泥漿飽滿均勻。砌筑到標(biāo)高22000mm處放置磷酸鋁高鋁質(zhì)耐磨異形磚一層,留放12mm膨脹縫1條。到砌筑到標(biāo)高22600mm處留好旋風(fēng)筒進(jìn)口煙道,在砌筑進(jìn)口煙道同時(shí),異形磚沿高度方向交錯(cuò)使用,當(dāng)砌筑到標(biāo)高23310mm、24112mm處,放置磷酸鋁高鋁質(zhì)耐磨拉鉤磚一層,拉鉤金屬件焊接于護(hù)板上。最后砌筑到標(biāo)高25000mm處,留放15mm膨脹縫1條。

2.10省煤器頂部護(hù)板混凝土澆注設(shè)計(jì)與施工

頂部護(hù)板設(shè)計(jì)厚度為360mm需在地面澆注。第1層為礬土水泥耐火混凝土,厚度為115mm;第2層為輕質(zhì)澆注料,厚度為130mm;第3層為珍珠巖保溫磚,厚度為115mm。礬土水泥耐火混凝土中采用1Gr18Ni9Ti耐熱鋼筋布筋。頂部護(hù)板吊置組合現(xiàn)場后,留好安裝吊裝間隙,開始砌筑珍珠巖保溫磚,厚度為115。耐熱鋼筋扎成120mm×120mm格式網(wǎng)片。按要求焊接于護(hù)板上,網(wǎng)片的綁扎要求牢固。耐熱鋼筋涂好2mm瀝清漆,按要求支好模板,模板固定需牢固。涂好機(jī)油,可以澆注保溫混凝土,澆注厚度130mm,采用機(jī)械攪拌,人工搗實(shí)均密,過3～4h方可拆模,進(jìn)行礬土水泥耐火混凝土施工。施工時(shí),按規(guī)定留好膨脹縫?？v向間隔1200mm留膨脹縫,橫向間隔1400mm留膨脹縫。澆注完畢過72h養(yǎng)護(hù)期后交于安裝吊裝就位。由于施工進(jìn)度原因,1號爐頂部護(hù)板,安裝單位在澆料前已經(jīng)吊裝于爐子上?？紤]到吊裝后施工難度大,質(zhì)量難于保證。與鍋爐廠代表、監(jiān)理單位共同討論,改用一層礬土水泥耐

火混凝土一層輕質(zhì)保溫混凝土,先在護(hù)板下面焊接好抓釘、布好120×120mm不銹鋼網(wǎng)格。布網(wǎng)格時(shí)留好膨脹縫位置,涂2mm瀝清漆,支好模板,模板

支撐需牢固,拼接嚴(yán)密,涂刷廢機(jī)油。在護(hù)板上相應(yīng)部位割幾個(gè)孔洞,料體從孔洞中倒入。先澆注礬土水泥耐火混凝土,厚度為115mm,在澆礬土水泥耐火混凝土?xí)r縱向間隔1400mm留膨脹縫,橫向間隔1200留膨脹縫。后澆注輕質(zhì)保溫混凝土245mm,澆注完畢后,封好護(hù)板,過保養(yǎng)期后拆除模板。

2.11省煤器,過熱器爐墻砌筑的設(shè)計(jì)與施工

省煤器、過熱器爐墻砌筑設(shè)計(jì)厚度為325mm。第1層為粘土耐火磚,厚度為115mm;第2層為珍珠巖保溫磚,厚度為230mm。首先以鍋爐安裝擬定的縱橫中心線為基準(zhǔn)線。掛垂直線投影至省煤器爐墻砌筑部位的橫梁上,作好標(biāo)記、在標(biāo)高14462mm處,作好標(biāo)高點(diǎn),鋪好46mm厚的耐火混凝土墊層,開始砌筑耐火磚。砌筑時(shí)按先里后外的程序,即先砌筑耐火磚,后砌筑保溫磚,爐墻四周應(yīng)同時(shí)并砌,按要求留好膨脹縫。到標(biāo)高16245mm處砌一層拉鉤磚。同時(shí)焊接好金屬緊固件。當(dāng)砌筑到緊固件時(shí),填充硅藻土碎料,共砌筑拉鉤磚8層,當(dāng)砌筑到標(biāo)高17877mm、21376mm時(shí)砌筑支撐磚各一層。留置20mm膨脹縫一條

3烘爐對砌筑的影響

3.1烘爐作用

循環(huán)流化床鍋爐的烘爐非常重要,直接關(guān)系到耐磨耐火材料的使用效果。同時(shí)對砌筑安裝質(zhì)量要進(jìn)行嚴(yán)格的檢驗(yàn)。烘爐工作的順利完成可以真實(shí)反映砌筑的安裝水平,因此烘爐對于砌筑至關(guān)重要。砌筑工作必須為烘爐打下良好的質(zhì)量基礎(chǔ),否則烘爐將會出現(xiàn)質(zhì)量問題(比如砌筑材料出現(xiàn)裂紋、脫落,甚至坍塌事故)。砌筑和烘爐工作可以說是息息相關(guān)的。

3.2烘爐情況簡介

烘爐采用無焰式烘爐機(jī)的熱煙烘爐技術(shù),烘爐過程分為低溫烘爐階段和高溫烘爐階段。熱煙氣烘爐更易于烘爐過程和溫升曲線的控制,能確保達(dá)到耐火材料在此階段的性能要求。按順序依次啟動點(diǎn)火風(fēng)道、爐膛、回料器和分離器進(jìn)口等處的烘爐機(jī),開始先以小燃?xì)饬康蜔煖赝哆\(yùn),穩(wěn)燃后逐步加大氣量,按升溫曲線保溫、升溫。烘爐過程根據(jù)烘爐曲線及控制的時(shí)間進(jìn)行,從而將水分烘出,達(dá)到內(nèi)襯材料固化效果。通過近10d的連續(xù)烘烤,鍋爐烘爐工作全部結(jié)束,通過檢測烘爐后耐磨可塑料襯里的水分均達(dá)到驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。烘爐后檢查耐磨可塑料由淺灰色轉(zhuǎn)變?yōu)橥良t色,色澤分布均勻,表面沒有發(fā)生脫落、超標(biāo)裂紋和貫穿性裂紋等異常情況。

4耐磨耐火材料使用情況及存在的問題

烘爐后檢查,絕大部分爐墻均符合要求,未出現(xiàn)質(zhì)量問題,但在以下部位出現(xiàn)問題。

4.1布風(fēng)室底部爐墻漲裂

在烘爐結(jié)束后,沿落渣管四周爐墻有分散形裂紋。原因分析:膨脹縫設(shè)置不合理,膨脹縫設(shè)置較少,落渣管四周與耐磨耐火澆注料預(yù)留膨脹間隙較小。同時(shí)耐熱鋼筋布置不合理。采取的措施:根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況,重新布置耐熱鋼筋網(wǎng),增加膨脹縫數(shù)量。用5mm厚陶纖紙將落渣管纏繞一周,增大落渣管與澆注料的膨脹間隙。

4.2水冷室布風(fēng)板上的異型管裸漏

水冷室布風(fēng)板在落渣管入口處有幾根異形管,此處部位料層流動快,管子極易磨損,管子上無銷釘,采用澆注料涂抹施工。在烘爐結(jié)束后,此處有輕微剝落現(xiàn)象。原因分析:澆注料與管子結(jié)合不牢。采取措施:用耐熱鋼筋纏繞異形管,耐熱鋼筋固定在鰭片上,澆注料涂抹并搗實(shí)。建議水壓前,在異形管上直接焊好銷釘。經(jīng)過更改后,未出現(xiàn)任何質(zhì)量問題。

5幾點(diǎn)改進(jìn)建議

(1)爐膛密相區(qū)水冷壁的HF-135耐磨澆注料建議改為異型剛玉磚,用1Gr18Ni9Ti耐熱螺栓固定在水冷壁上。

(2)鍋爐旋風(fēng)分離器不規(guī)則部位設(shè)計(jì)的HF-135耐磨澆注料建議改為異型剛玉磚。保溫層改為硅酸鋁纖維磚,用1Gr18Ni9Ti耐熱螺栓將保溫層硅酸鋁纖維磚和異型剛玉磚固定在旋風(fēng)筒壁上。

(3)建議將鍋爐頂部的HF-135耐磨澆注料改為耐磨可塑料,提高鍋爐頂部密封效果。

6結(jié)論

由于耐火、耐磨材料故障(塌料和磨損嚴(yán)重),即耐火、耐磨材料突然大塊脫落,使?fàn)t膛流化狀態(tài)破壞導(dǎo)致結(jié)焦及排渣堵塞不暢。所以在基建工作中,應(yīng)選擇有良好業(yè)績供貨生產(chǎn)廠家的耐火耐磨材料。為保證鍋爐長期運(yùn)行,一定要嚴(yán)把材料關(guān)、施工關(guān)和烘爐關(guān)。在嚴(yán)重磨損區(qū),如高溫分離器入口、分離器旋風(fēng)筒的入口正對面、燃燒室密相區(qū)等,選擇優(yōu)質(zhì)高強(qiáng)度耐火耐磨材料,增加耐磨性和使用壽命。在施工中多選擇地面施工,盡可能使用機(jī)械攪拌、機(jī)械振搗有利于保證耐火耐磨材料的施工質(zhì)量,同時(shí)注意內(nèi)襯施工同安裝工作的配合,內(nèi)襯層開孔均應(yīng)在內(nèi)襯施工前完成,防止內(nèi)襯施工完成后開孔破壞內(nèi)襯結(jié)構(gòu)。因此大型循環(huán)流化床鍋爐的砌筑工作是該型鍋爐穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵,工程中應(yīng)給予足夠的重視,對其相關(guān)的工藝應(yīng)嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)。

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