410T循环流化床锅炉水冷壁防磨层施工工艺与施工优化研究

410T循环流化床锅炉水冷壁防磨层施工工艺与施工优化研究

徐建春

浙江火电建设有限公司，浙江 杭州 310000

摘要：随着能源需求的不断增长，流化床锅炉作为一种高效、清洁的燃煤锅炉，在能源领域得到了广泛应用。而水冷壁作为流化床锅炉的重要组成部分，承担着将燃烧室的高温烟气冷却至合适温度的重要任务。为了提高水冷壁的耐磨性能，通常会在其表面施加一层耐磨涂层。本文将就410T流化床锅炉水冷壁耐磨层的施工工艺进行探究，并提出施工优化的建议。

关键词：410T流化床锅炉；水冷壁；耐磨层；施工工艺；、施工优化；

一、概况

   广西白平华源热电厂锅炉是由哈儿滨锅炉厂生产的每小时蒸发量410T的高温、高压循环流化床锅炉，其主要组成部件分为：燃烧室、热旋风分离器、非机械密封环（回料阀、回料腿）、对流井组成。为了防止循环回路中产生严重的磨损，确保锅炉长期安全的运行，下列部位表面施有耐磨内衬：

1、水冷布风板

2、炉内收口部位以下水冷壁表面

3、炉膛内的水冷壁屏、二级过热器、下端表面及其穿墙处的四周墙水冷壁部位的表面

4、炉膛出口烟道内表面及与烟道相邻的左右墙一周水冷壁表面

5、高温旋风分离器的内表面

6、出口烟道内表面

7、尾部烟道内表面（集箱处）

二、耐磨材料施工设计和要求

与任何常规锅炉不同的是循环流化床锅炉炉膛内，必须敷设大面积的耐磨耐火材料，作为保护水冷壁、循环回路的内衬，因在流化床锅炉中，大小不同的颗粒的燃料、灰渣等混合物，在炉内循环回路中不停的进行高温撞击、流动、冲刷和磨损，破坏力极大。这就要求炉内的保护内衬要具有一定的耐火度、高温下的机械强度和良好的耐磨性能；同时根据锅炉需长期连续运行的特点，就又要求内衬结构寿命长、可用率高的材料作循环回路的耐磨内衬。根据这些要求哈锅在炉膛膜式壁、尾部烟道出口的相应部位设计采用低水泥耐磨浇注料为内衬防磨材料，厚度为90mm用螺纹销钉固定在水冷壁上，在有规律外型的分离器及易施工部位，采用耐磨砖砌筑，厚度为305mm，分砖砌和浇注两种型式。             

三、耐磨材料的性能检测

低水泥材料的特点：具有高密度、低气孔、高温强度大、耐磨损、耐热震，使用于高温，又可在高速气流冲刷、磨蚀的工况条件下使用，其结合主要依靠增加结合剂的精细度来减少水泥用量，以增加材料的高温强度。同时因配料中精细粉增加，各颗粒的空隙被超细粉填充，使结构致密，气孔率降低等。材料的质量比较容易产生波动，主要原材料的中的微细粉、粉料对材料的质量影响很大，如微细粉的保质期的长短及保管条件的好坏。所以材料在施工前应严格检测其性能指标，测试制样应严格按程序进行，抽样时应具有代表性，并要求科学合理。

四、耐磨区域施工工艺及优化

分离器由φ864mm料腿、小锥体、φ2400mm筒体、φ4800mm筒体、蜗壳体组成，高度为25m，布置在炉膛和包覆之中。其内部为轻型炉墙结构，厚度为305mm。基本为砌筑形式，复杂部位为浇注料浇注，中间设有7道止撑板----止推板为不锈钢的圆弧板材，每块长度为0.6m宽为0.2m，每间隔2—3米之间，以支撑耐磨砖、保温砖材料的重量，分卸负荷。每曾支撑板设有20mm的膨胀缝。

待锅炉耐磨材料施工时，各层的支撑板机务已施工结束，经检查同一层的支撑板上下高低变形达13mm，不符合耐磨材料的砌筑条件，所以我们建议今后这类支撑板施工应和耐磨材料砌筑施工同步进行，每砌筑一层焊一道支撑板，同时根据电键验标标准，象这类支撑板的施工水平、上下误差只要不大于8mm应视为合格，但根据耐磨材料施工技术要求，水平度、上下高低误差不应大于3mm，标准之间有5mm差距，前后矛盾。如果按3mm的水平度要求支撑板施工，施工难度很大（广西白平华源热电厂4号机的支撑板反修过二次无法做到3mm以内，主要原因是焊接时造成不锈钢材质变形引起）。根据这种情况我们决定首先对支撑板尽量进行调整找正，其次对不能调整的错位、变形的支撑板上敷设一层耐磨耐火浇注料，料中要求筛除5mm以上的大颗粒，后加水搅拌均匀后簿簿一层敷设在支撑板上，但应注意不能敷设太厚，最厚不能大于15mm。

分离器、回料腿等处的施工时，都应从内到外的施工顺序进行、先砌筑保温材料，最后砌筑耐磨砖或耐磨浇注料，砌筑的圆心度可以任其自然，只要求每块每层之间的砖缝紧贴和严密，每层每道之间的灰浆要求饱满，同时注意各种灰浆严禁混合使用，每层支撑板下留有20mm膨胀缝，缝内应用耐火纤维嵌满，要求平整到位。

大锥体从φ2400mm过度到φ4800mm锥体中，高度有5m，共用耐磨砖6500块，但仅设计6种型号的耐磨砖，砌筑时容易造成偏差，使在一周中最后一块砖无法按技术规范要求施工上去，需对耐磨砖进行切割，否则就有可能造成小于1/2的砖施工上去，违反技术规范，所以必须从周围砖中相借，以达到均匀过度，一般在施工最后十几块耐磨砖就应测量尺寸进行判断。

支撑板上的水平缝砖一般呈异形态，结构外形比较复杂，耐磨砖在交工生产时容易出现质量偏差，主要是材料表面疏松，耐压、耐磨性能差，几何尺寸偏差大，同时异形砖的施工部位是负载最大的部位（往往在最底一层），所以对异型砖的质量要求高，在2号炉因预检查力度不够，在施工时才发现异形砖的质量问题（耐压为＜30mpa耐磨性16cc的现象）造成工期延误了一个星期，所以今后施工时应对所有的异形砖进行100%的额预检查和测量几何尺寸，以避免不必要的工期损失。

炉膛底部和布风板上面的耐磨耐火材料浇筑面积有230m2，厚度为90mm，全部用焊接在水冷壁管上的销钉来固定耐磨浇注料，设计中没有按一般惯例留设膨胀缝，并要求整体浇筑连续施工。这和分离器设计原则有很大的区别（分离器一般每隔一定距离留有膨胀缝，缝宽为10mm）。大家知道在锅炉运行中水冷壁受热后将产生膨胀，而耐磨耐火材料随着温度升高呈线收缩，一胀一缩，二力相反，对耐磨耐火材料将产生一个很大的破坏力，造成耐磨内衬出现龟裂，（这点在机组运行后经检查的到证实），裂纹多呈无规律状，大致每道裂纹的间距为1.5~2m左右，缝宽为3mm，根据哈锅公司提供的标准和要求，只要材料裂纹宽度在10mm以内（长度、深度不限）应视为可行的，但要求在每次锅炉停机后需进行清理裂纹中的灰渣杂物，后用耐高温的纤维材料填塞结实，根据我们清理的情况看，其缺点是耐磨内衬自然出现裂纹，大小方向是很任意，无规律，中间大，头尾裂纹细小，偏小的裂纹中的床料杂物很难清理出，既是清理出来也应缝隙小在填塞纤维时很难保证填塞质量，造成裂纹逐渐扩大，降低了材料的使用寿命，根据上述情况，今后在炉膛大面积浇筑施工同时又没有要求留设膨胀缝时，应每隔2~3m2设一道施工缝，施工缝要求缝面平整、笔直、又规律，使在运行中内衬材料尽量按留设的施工缝处开裂，使开裂的表面平整并呈规律布置，以利于停机后的清理和检修效果，延长内衬的使用寿命。

流化床锅炉中的耐磨材料施工技术要求，在各个部位要求是不同的，对于同样的材料，因施工部位不同要求也不同。如耐磨料的外表面和成型几何尺寸。在分离器中对圆度、平整度要求不是很严格，大小偏差对运行的影响不大，因随着运行时间的推移，其表面耐磨层不平整的地点和周围相比越容易受到磨损，直至几何尺寸磨损到周围内衬相平为止。但在炉膛内部，因为是局部施有耐磨层，特别是从无耐磨内衬的界面过度到有耐磨内衬的界面，这一区域耐磨层设计施工几何尺寸和偏差都有十分严格的要求。任何角度和尺寸的变化对运行中的床料和渣石的着陆点有很大的改变，影响物料反弹的方向，造成周围无保护层的水冷壁罐磨损率增大，使水冷壁受到不必要的冲刷磨损，所以此处耐磨层施工角度原则是在45~60度，原因是要求下落的床料所反弹的方向应远离水冷壁面，而不是打向水冷壁。

五、结束语

  410T循环流化床锅炉的耐磨材料砌筑质量要求高，耐磨材料的颗粒配比严格，砌筑间隙以毫米计，施工技术难度大，采用新工艺、新技术。通过这次施工，不仅提高了我们技术水平、施工水平，也改变了对炉墙施工的认识，树立了新的概念。

参考文献

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