300mw鍋爐施工方案

1、淺析國產(chǎn)300MW機(jī)組循環(huán)流化床鍋爐施工方案賈廣明 徐立偉 張兆君 張曉斌（山東電力建設(shè)第二工程公司，濟(jì)南工業(yè)北路297號，250100）摘要：本文主要針對神華神東郭家灣2×300MW機(jī)組循環(huán)流化床鍋爐在施工、調(diào)試過程中遇到的問題，重點(diǎn)介紹了解決的方案和效果，給同類機(jī)組提供經(jīng)驗借鑒。關(guān)鍵詞：300MW循環(huán)流化床鍋爐 施工控制 方案一、引言（循環(huán)流化床鍋爐原理圖）循環(huán)流化床鍋爐是近三十年迅速發(fā)展起來的一種高效、低污染的燃燒技術(shù)。它具有煤種適應(yīng)性廣、燃燒效率高、環(huán)境性能好、負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍大、低溫燃燒使NOx生成量少、用石灰石作脫硫劑可實(shí)現(xiàn)低成本的爐內(nèi)脫硫和灰渣綜合利用等優(yōu)點(diǎn)，是國際上公認(rèn)的

2、商業(yè)化程度最高的潔凈煤技術(shù)之一。近幾年來在電站鍋爐、舊鍋爐改造和燃燒各種固體廢棄物和各種生物質(zhì)等領(lǐng)域得到了迅速的發(fā)展。目前循環(huán)流化床鍋爐的發(fā)展正呈現(xiàn)大型化、超臨界、進(jìn)一步降低污染物排放以及能源綜合利用的三大趨勢。這種爐型是當(dāng)前環(huán)保節(jié)能型電廠的發(fā)展方向。 二、鍋爐安裝控制要點(diǎn)循環(huán)流化床鍋爐燃燒技術(shù)是一種新技術(shù)，鍋爐結(jié)構(gòu)特殊，燃燒方式與煤粉爐有本質(zhì)的區(qū)別，目前國內(nèi)循環(huán)流化床鍋爐研究、應(yīng)用正處在高峰階段。本文只對循環(huán)流化床鍋爐安裝過程中需要注意的幾個突出的問題進(jìn)行探討，與煤粉爐類似的問題不再涉及。（一）受熱面安裝1、布風(fēng)板安裝：布風(fēng)板必須校平后安裝，布風(fēng)板與前后水冷壁密封處焊接嚴(yán)密。在布風(fēng)板上焊風(fēng)箱

3、、風(fēng)帽和放渣管時，必須注意不要引起布風(fēng)板變形。布風(fēng)板變形后容易引起床料布置不均。同時固定布風(fēng)板的剛性梁在安裝完畢后，將其螺栓擰緊后必須松開半圈，保證布風(fēng)板能自由膨脹。2、風(fēng)帽安裝：該型鍋爐采用大直徑、鐘罩式風(fēng)帽，左右兩側(cè)布風(fēng)板共2976只風(fēng)帽，風(fēng)帽整體鑄造一次成型。風(fēng)帽安裝時要保證風(fēng)帽垂直，由爐膛中心向外高度依次增高，風(fēng)帽安裝齊整、傾斜角度一致。風(fēng)帽與風(fēng)帽之間間隙均勻一致。施工時一定隨時檢測糾正。風(fēng)帽在燒筑保溫混凝土前，要將風(fēng)帽用塑料紙或膠布包扎好，防止堵塞風(fēng)孔。在郭家灣電廠2臺爐的運(yùn)行中，鍋爐停爐后檢查時，發(fā)現(xiàn)有的風(fēng)帽自小孔處裂縫或風(fēng)帽脫落。分析其原因有4條：（1）鍋爐廠在風(fēng)帽加工時熱處理不

4、徹底，有殘余應(yīng)力存在。（2）風(fēng)帽破裂時間一般在停爐壓火過程中，調(diào)試單位停爐壓火方法不正確。（3）調(diào)試單位啟動點(diǎn)火時使用點(diǎn)火裝置時間過長，風(fēng)室溫度過高，導(dǎo)致風(fēng)帽內(nèi)部金相組織發(fā)生了變化。（4）風(fēng)帽下部與耐火層結(jié)合部位不嚴(yán)密，風(fēng)帽與進(jìn)風(fēng)管點(diǎn)焊不牢固。因此，在安裝過程中一定要提高風(fēng)帽安裝質(zhì)量，減少因為風(fēng)帽安裝問題導(dǎo)致的布風(fēng)不均、床料結(jié)焦造成的停爐。3、受熱面密封循環(huán)流化床鍋爐燃燒室在運(yùn)行時處于微正壓狀態(tài)。在郭家灣#1爐施工時，由于對受熱面密封安裝焊接工作重視不夠，導(dǎo)致運(yùn)行時發(fā)生大面積漏煙現(xiàn)象。經(jīng)過分析查找原因，我們總結(jié)出了已發(fā)生漏風(fēng)現(xiàn)象的部位及解決方法。經(jīng)過#2爐安裝運(yùn)行的實(shí)踐證明，漏風(fēng)問題是可以得到

5、徹底解決的。（1）流化床風(fēng)室漏風(fēng)：風(fēng)室漏風(fēng)使其不能形成等壓風(fēng)室，布風(fēng)不均勻，流化床存在局部死區(qū)。死區(qū)內(nèi)燃料著火緩慢，一旦燃燒后熱量又難以及時帶走，形成局部熱點(diǎn)，導(dǎo)致結(jié)焦。床下點(diǎn)火的鍋爐，其風(fēng)室易發(fā)生漏風(fēng)部位及處理辦法：a、點(diǎn)火裝置與風(fēng)室連接處。點(diǎn)火裝置在點(diǎn)火時受熱膨脹，與風(fēng)室爐墻以及護(hù)板之間留有一定的膨脹間隙，容易發(fā)生泄露。安裝時點(diǎn)火裝置與爐墻之間應(yīng)將填料安裝合適；點(diǎn)火裝置與護(hù)板之間需加裝膨脹吸收裝置，密封焊接。b、風(fēng)室人孔門。風(fēng)室在點(diǎn)火時內(nèi)部溫度很高，密封填料容易燒壞，人孔門在高溫下會產(chǎn)生變形，這兩種情況下都會發(fā)生漏風(fēng)。因此，要安裝耐高溫的密封填料，人孔門增加剛度；點(diǎn)火時，適當(dāng)縮短點(diǎn)火時間，

6、控制點(diǎn)火溫度。（2）旋風(fēng)分離器漏風(fēng)：旋風(fēng)分離器內(nèi)氣流高速旋轉(zhuǎn)，使飛灰及物料從煙氣中分離出來。分離器漏風(fēng)破壞了分離器內(nèi)空氣動力場，使分離器效率降低，旋風(fēng)分離器出口飛灰濃度增大，尾部豎井磨損增大。消除分離器漏風(fēng)的關(guān)鍵在于：a、分離器外護(hù)板焊縫嚴(yán)密，爐墻砌筑磚縫不透風(fēng)；b、料腿觀測窗密封嚴(yán)密。（3）燃燒室膜式壁密封漏風(fēng)：燃燒室為微正壓燃燒，受熱面密封焊接必須按照廠家要求雙面焊接，焊接完后要進(jìn)行滲油試驗，發(fā)現(xiàn)問題及時補(bǔ)焊，防止運(yùn)行時出現(xiàn)漏風(fēng)現(xiàn)象。（4）燃燒室焊縫、焊口打磨：循環(huán)流化床鍋爐爐膛向火面要求很高，按照哈鍋的技術(shù)規(guī)范要求，制造焊縫和現(xiàn)場焊縫，均應(yīng)平滑，不應(yīng)有毛刺、尖銳突起，凹凸不允許超過0.5

7、mm，否則運(yùn)行中對設(shè)備磨損極快。水冷壁打磨成為循環(huán)流化床鍋爐安裝工藝的關(guān)鍵點(diǎn)。在水冷壁管屏及密封安裝焊接結(jié)束后，必須組織爐內(nèi)焊縫及焊口表面的打磨工作，所有現(xiàn)場焊縫要打磨至與母材平齊，并經(jīng)相關(guān)質(zhì)檢人員驗收合格。否則運(yùn)行時極易造成受熱面管屏磨損。（二）旋風(fēng)分離器安裝旋風(fēng)分離器的作用是利用離心力分離煙氣中的灰粒，分離后煙氣進(jìn)入后豎井；灰粒下降至料腿，通過返料器進(jìn)入燃燒井再次燃燒。該型鍋爐采用四個內(nèi)徑約8米的分離器。 旋風(fēng)分離器在安裝過程中需注意幾點(diǎn)：(1) 由于分離器尺寸較大，分離器筒體組合吊裝時要有加固及防變形措施，保持筒體同心度，防止筒體變形造成耐火磚無法砌筑，密封不嚴(yán)。（2）要注意保證分離器內(nèi)

8、筒和外筒兩者不同心，內(nèi)筒先臨時懸掛，待外部筒體先找正就位后，再找正內(nèi)筒體，焊接內(nèi)筒掛鉤。（3）分離器內(nèi)部的托磚架、拉鉤要安裝牢固且保證尺寸。(4) 耐高溫耐磨磚和耐高溫耐磨澆注料除保證內(nèi)在質(zhì)量外，安裝尺寸也要保證。筒體、錐體和頂部任一截面都要保證同心度，表面整齊光滑，避免因為凹凸不平引起的局部嚴(yán)重磨損。與料腿的連接部位要平滑過度，避免發(fā)生喉部結(jié)焦，引起旋風(fēng)分離器堵塞。(5) 分離器膨脹縫要整齊、尺寸正確、填料合適。膨脹縫太小，機(jī)組運(yùn)行中因膨脹不暢，造成爐墻或澆注料脫落；膨脹縫太大，會從膨脹縫引起局部磨損。料腿內(nèi)部敷澆注料，其選材和施工質(zhì)量要求與其它部位相同。這里需特別指出的是，料腿內(nèi)部空間很小

9、，是保證施工質(zhì)量的難點(diǎn)。往往因為質(zhì)量問題導(dǎo)致料腿磨損，從膨脹縫破壞開始，直至露出承壓部件。因此對料腿部位澆注料的施工質(zhì)量需特別注意。（三）回料閥安裝回料閥是循環(huán)流化床主要的組成部分之一，因此回料閥是關(guān)系到鍋爐燃燒、過熱汽溫和負(fù)荷的重要部件。該型300MW級循環(huán)流化床鍋爐在4臺旋風(fēng)分離器下方布置各一臺回料閥，回料閥上有兩路返料管接入燃燒室。在回料閥的底部裝有布風(fēng)板和風(fēng)箱，來自高壓密封風(fēng)機(jī)的風(fēng)通過風(fēng)箱和布風(fēng)板上的風(fēng)帽來流化、輸送物料?；亓祥y的安裝是要注意以下事項：(1) 保證回料閥與料腿、燃燒室的相對尺寸?；亓祥y生根在構(gòu)架梁上，回料閥與爐膛燃燒室之間采用非金屬膨脹節(jié)，回料閥與旋風(fēng)分離器之間采用金屬

10、膨脹節(jié)，如果三者尺寸偏離過大，會導(dǎo)致膨脹節(jié)撕裂，造成停爐事故。 (2) 回料閥底部也布置有布風(fēng)板，其上的各個風(fēng)帽小孔的孔徑不同，相互只差0.5 mm?？讖酱蟮娘L(fēng)帽安裝在返料側(cè)，孔徑小的風(fēng)帽安裝在料腿側(cè)。鍋爐廠設(shè)備到貨時，風(fēng)帽進(jìn)風(fēng)管已經(jīng)于布風(fēng)板焊接完畢，現(xiàn)場施工時需將風(fēng)帽與進(jìn)風(fēng)管點(diǎn)焊兩點(diǎn)，點(diǎn)焊完畢后挨個檢查，防止因為漏焊導(dǎo)致風(fēng)帽脫落。風(fēng)帽小孔必須全部暢通，最下一層孔與回料閥下平面保持10 mm的距離。不分清風(fēng)帽類型安裝的返料器，回料不暢。(3) 回料閥內(nèi)部幾何尺寸要嚴(yán)格控制，上部舌板的高度和前后距離、下部回料板的高度和角度、上下兩板的重合高度等都是關(guān)鍵尺寸，上下兩板的重合高度一般為4050 mm

11、。這幾個關(guān)鍵尺寸有一個存在誤差，便會導(dǎo)致回料不暢或不回料。（四）膨脹節(jié)施工本鍋爐采用支吊結(jié)合的固定方式，鍋爐廠為解決燃燒室與旋風(fēng)分離器、回料閥、冷渣器之間以及旋風(fēng)分離器與回料閥、旋風(fēng)分離器與尾部對流煙道之間的相對三向膨脹，在以上各處設(shè)計有既能耐高溫、又能抗磨損的三向膨脹節(jié)。各種金屬、非金屬膨脹節(jié)與普通煤粉爐相比，使用更加廣泛，對安裝要求提出了更高的要求。在#1爐烘爐時，發(fā)現(xiàn)水冷風(fēng)室與熱煙發(fā)生器之間的膨脹節(jié)嚴(yán)重變形，不得不全部更換，造成極大地經(jīng)濟(jì)損失。經(jīng)檢查分析原因發(fā)現(xiàn)是為鍋爐廠在設(shè)計時沒有將水冷風(fēng)室和熱煙發(fā)生器之家預(yù)留膨脹距離，水冷風(fēng)室標(biāo)高應(yīng)該比熱煙發(fā)生器高100mm，同時澆注料也存在施工不當(dāng)

12、現(xiàn)象。所以加強(qiáng)膨脹節(jié)安裝的控制，對循環(huán)流化床鍋爐的安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義。1、膨脹節(jié)安裝時，要按圖紙要求施工，保證金屬件、耐磨耐火材料相對尺寸。安裝前要檢查膨脹節(jié)連接兩側(cè)的標(biāo)高偏差，提前預(yù)留好。2、對有些位置的膨脹節(jié)在安裝時要進(jìn)行預(yù)拉伸或壓縮，且保證受力應(yīng)均勻。3、膨脹節(jié)內(nèi)套有焊縫的一端，在水平管道上應(yīng)迎介質(zhì)流向安裝，在鉛垂管道上應(yīng)置于上部。4、膨脹節(jié)應(yīng)與管道保持同軸，不得偏斜。5、安裝波紋膨脹節(jié)時，應(yīng)設(shè)臨時加固裝置，待管道安裝固定后再拆除臨時加固裝置。（五）耐磨耐火材料施工在施工中需注意以下幾點(diǎn)：（1）燃燒室密相區(qū)、水冷風(fēng)室、布風(fēng)板在耐磨耐火材料澆筑前，必須將所有銷釘補(bǔ)焊齊全。由于鍋爐廠水

13、冷壁受熱面分片到貨，管屏拼縫處的銷釘要求現(xiàn)場焊接，同時還有部分銷釘在運(yùn)輸時被碰掉，所以必須嚴(yán)格檢查銷釘?shù)拿芏?，銷釘間距不得大于50mm。(2) 耐磨耐火材料的水灰比必須控制好，一般澆注料加水7%8%，要嚴(yán)格按材料使用說明書施工。加水量增加1%，澆注料強(qiáng)度降低20%左右(未加考證)。施工用水必須潔凈，酸堿度要符合要求。(3) 攪拌要均勻，使用強(qiáng)制性攪拌機(jī)，攪拌至糊狀。攪拌好的澆注料不可存放時間過長。(4) 使用小直徑振搗棒或片式振搗棒，將澆注料振搗實(shí)。(5) 烘爐溫升曲線嚴(yán)格按材料供應(yīng)廠家提供的資料進(jìn)行。該型鍋爐烘爐分兩階段進(jìn)行， 第一階段：低溫烘爐（375）干燥階段，在這個階段中，耐火材料中的

14、游離水分基本烘干；第二階段：高溫烘爐（達(dá)到運(yùn)行溫度，一般為850）結(jié)晶階段，在這個階段中，耐火材料發(fā)生晶相反應(yīng)，完成莫來石化，達(dá)到最終性能的要求；低溫烘爐階段采用比較先進(jìn)的熱煙氣烘爐的方法，高溫烘爐階段在鍋爐吹管點(diǎn)火時完成。 （低溫烘爐曲線）另外，在尾部對流煙道的蛇形管管排與護(hù)板之間的耐磨耐火材料施工時，管排與爐墻之間的間隙要嚴(yán)格控制。間隙過小影響受熱面的正常膨脹，間隙過大會形成“煙氣走廊”。“煙氣走廊”內(nèi)煙氣流速比平均流速大34倍，消除“煙氣走廊”的關(guān)鍵就是控制爐墻與管排間隙均勻，使各處煙氣流通面積一致。三、鍋爐運(yùn)行爆管處理在郭家灣機(jī)組運(yùn)行過程中，共出現(xiàn)兩次爆管事故，全部發(fā)生過熱器中溫（一）

15、上。第一次爆管停爐檢查后發(fā)現(xiàn)中過I左數(shù)第4、5屏在標(biāo)高33225處爆管，經(jīng)分析是第5屏先爆管，然后吹爆了第4屏，同時8片屏有不同程度的脹粗。從鍋爐爆口情況看，爆口呈喇叭口，爆口邊緣有明顯的減薄現(xiàn)象，具備典型的短時過熱爆管特征短時過熱爆管的形成過程具有超溫幅度大，運(yùn)行（持續(xù)）時間相對較短的特點(diǎn)。爆管主要為過熱原因，超溫幅度相對較大。爆管后，參建各方對過熱器入口集箱進(jìn)行了內(nèi)窺檢查，并未發(fā)現(xiàn)存在異物。經(jīng)過研究，最后按照鍋爐廠方案對過熱器中溫I進(jìn)行如下處理：割掉割去中溫I總共8片管屏最外圈3根管(第35、36、37根)以提高質(zhì)量流速，并將第32、33、34根敷設(shè)17米耐磨材料，減少最外圈管子的吸熱。

16、根據(jù)現(xiàn)場實(shí)踐經(jīng)驗，該方案對過熱器的改造并不成功。第二次爆管停爐檢查后發(fā)現(xiàn)中過I的第一片管屏在標(biāo)高41225處再次發(fā)生爆管，并將相鄰的水冷屏吹破。從鍋爐爆口情況看，爆口呈不規(guī)則長方形，爆口邊緣大部分較頓，減薄程度較小，管子有明顯脹粗情況。經(jīng)參見各方多方分析，原因為：（1）中過I汽水流程形式設(shè)計為C型，C型流程可以保證機(jī)組在中、高負(fù)荷時流量偏差較小，但低負(fù)荷時導(dǎo)致流量偏差急劇擴(kuò)大，最終導(dǎo)致偏差爆管。（2）鍋爐長期在低負(fù)荷下運(yùn)行，導(dǎo)致管內(nèi)的質(zhì)量流量過低，加劇了管子之間的工質(zhì)流量偏差，導(dǎo)致偏差管內(nèi)的質(zhì)量流量進(jìn)一步降低，管內(nèi)傳熱系數(shù)進(jìn)一步惡化。 根據(jù)哈鍋廠意見，對中過I汽水流程進(jìn)行了更改。從原先設(shè)計的C型布置，改為Z型布置，割去3432管子。更改后，經(jīng)過#1、#2兩臺機(jī)組高負(fù)荷試運(yùn)檢驗，中過I運(yùn)行情況良好，未出現(xiàn)賬粗、爆管等情況。 (中過I改造前) （中過I改造后）四、總結(jié)神華神東電力郭家灣發(fā)電廠2x300MW機(jī)組工程是神華集團(tuán)的重點(diǎn)工程，鍋爐采用哈爾濱鍋爐廠自主設(shè)計生產(chǎn)的300MW循環(huán)流化床鍋爐。在#1爐施工、調(diào)試過程中我們發(fā)現(xiàn)的一些問題,均在#2爐施工調(diào)試過程中得以避免，為以后此類