循环流化床锅炉耐磨耐火材料施工技术探析

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　　摘要：循环流化床锅炉炉膛内的物料处于循环流动状态，若耐火耐磨材料选择不合适、施工质量不高、烘炉质量达不到规程要求，均会严重地影响循环流化床锅炉的正常运行。本文结合越南锦普(Cam Pha)一、二期1×300MW机组工程，对循环流化床锅炉耐磨耐火材料以及现场施工进行分析阐述。
　　关键词：循环流化床；耐火耐磨材料；施工
　　
　　 循环流化床锅炉在运行中，含有燃料、燃料灰、石灰石及其反应产物的物料，在循环过程中一部分为外循环，即在炉膛-旋风分离器-回料阀-炉膛这一封闭的循环回路里处于不停的高速循环流化状态；一部分为内循环，即颗粒较大的物料在重力的作用下在炉膛内回落。由于在炉膛-分离器-返料器构成的循环回路中存有大量的物料反复循环流动，若耐火耐磨材料施工质量不高，均会严重地影响循环流化床锅炉的正常运行。
　　1工程概况
　　 越南锦普(Cam Pha)一、二期1X300MW机组，两期安装四台由哈尔滨锅炉厂有限责任公司生产的HG―545/17.6―L.MN32循环流化床锅炉；炉墙砌筑及浇注料施工部位包括：炉底水冷布风板，炉内下部四周水冷壁表面，炉膛内的过热器低温、过热器中温下端表面及其穿墙处的四周前部分表面，炉膛出烟口内表面及与出烟口相邻的后墙表面及左右侧墙表面，水冷壁顶棚，水冷壁炉膛范围内的角部，旋风分离器内表面，回料阀和料腿内表面、旋风分离器出口烟道内表面、尾部烟道入口立管及集箱表面等。
　　 每台炉砌筑和浇注的工作量相当大，耐磨耐火砖、耐火保温砖，保温砖共110000块，浇注耐磨耐火材料335m3，浇注耐火保温浇注料约350m3；抓钉、拉板（重20吨）的焊接工作量相当大；分布位置广，抓钉型号、布置尺寸多样化。但不能出现有错焊漏焊，因此监控工作量大。一台循环流化床锅炉的炉墙砌筑及浇注需要工期为75天，此类炉的炉墙砌筑及浇注施工必须要保证有足够的工期时间才能确保质量。
　　2耐火耐磨材料施工关键工序过程控制
　　2.1耐磨耐火材料的施工原则
　　2.1.1根据具体情况能够预制的部件在安装前整体预制施工；
　　2.1.2对于不能预制的部件在安装检验合格后现场施工；
　　2.1.3对于施工连续的部位，从下到上施工；
　　2.1.4对于有外护板的复合结构，从外到内施工；
　　2.1.5对于普通耐磨耐火砖墙，各层同时施工立体方向上不允许交叉作业
　　2.1.6水平方向上或不连续的部位，可以交叉作业
　　2.2耐磨耐火浇注料施工
　　 浇注料施工重点抓好销钉焊接、沥青涂刷、配水搅拌、制模固定、振捣、脱模保护、尺寸保证、测点准确等几个环节，严格按照材料厂家和锅炉厂要求进行施。
　　2.2.1销钉、抓钉安装
　　 水压前应将在运输和安装过程中碰掉的及受热面组合焊口处等相关区域的销钉补齐,在给煤口、回料口、风管口以为炉膛上部拐点处应适当加长及补焊抓钉,保证按设计的密度布置销钉。浇注前, 在所有预埋金属件、抓钉等金属表面涂刷1层厚度> lmm 的沥青漆或包扎上可燃物。
　　2.2.2配料、配水、搅拌控制
　　 配料严格按材料厂家的材料说明书的要求进行过磅配料及配水，且计量准确设专人负责。搅拌浇注料用水必须是清洁水(如饮用水) , pH 在6~ 8。加料加水注意先后顺序及搅拌和搅拌时间，不允许随意加水，不允许任意提前或延长搅拌时间，水量不得加到一处，浇注料要充分混合。需要在浇注料另加钢纤维的在加水混湿过程中加入，不得成团掺入。待符合要求的搅拌好的浇注料倒出后立即运走，浇注料倒出料筒后无论运走与否，不允许再回到料筒中重复搅拌使用；在每次施工结束后，应及时把料筒清洗干净，以备下次使用；记录好配料加水量、搅拌时间等各项记录。
　　2.2.3制模板前检查
　　 锅炉的安装尺寸要符合耐磨耐火材料的设计及施工要求。制模前需认真检查销钉、钩钉、支承件是否满足图纸要求，是否补焊全并焊接牢固，临时金属件是否割除。检查所有该涂刷沥青的金属件是否达到要求，浇注部位是否清理干净。
　　2.2.4制模板控制
　　 浇注料制模是一道非常关键的工序，模板制的好与坏直接影响浇注料的质量。模板控制重点验收其牢固性和尺寸的准确性。模板必须牢固，拼装严密，保证浇捣时无移位和无松动现象。木模要按照施工图几何尺寸及浇注厚度进行木模放样，预制拼装，接口严密，制模用15厘模板及木方拼制，宽度≤500mm；异形模用木方拼制，在外表面覆盖一层三厘板，表面刷两道脱模剂，保证浇注料施工厚度及施工后表面光洁无麻面。模板必须经过验收后方可施工。
　　2.2.5浇捣控制
　　 在浇捣浇注料时，每次加料高度控制在200~300mm范围，大于50mm厚度的部位浇注采用插入式振动棒振捣，在振捣时采用“快入慢出”手法连续振动，以防留下孔洞及漏振，每点振动时间不宜过长，以防细粉料上浮。振动过程中，振动棒不得过多碰撞模板、钩钉。在浇注大于50mm厚的浇注料时，面积大于10m2部位，分两个点同时施工；保证拌运到的料在规定时间内浇注完，小于50mm厚的部位的浇注，优先使用能自流平、自动脱气的自流浇注料施工。使用流动性普通的振动浇注料，在振动时Ø35mm振动棒，在棒头端部焊接Ø1 6mm圆钢300mm长，将其伸入模板内进行振动，或采用木榔头沿水平方向向侧面轻轻的振动模板，以保证浇注料的密实，不出现蜂窝麻面，但不宜过频过重的敲击，更不允许垂直模面用力敲击，以防模面泛浆严重。浇注料施工后严禁二次施工进行修补抹面找平。
　　2.2.6膨胀缝的预留
　　 由于浇注料的膨胀系数与钢材膨胀系数不一致，为钢材的一半左右。一般情况有四种方式解决浇注料的膨胀：一是在销钉、金属表面涂刷沥青漆的方式，厚度不低于1mm。二是大面积浇注部位，每800~1000X400分块浇注，从侧面粘贴膨胀缝材料来留设膨胀缝。三是在风帽、仪表管件、金属穿墙件表面缠绕2mm厚的陶瓷纤维纸作为膨胀缝。四是可塑料施工时可用小刀切出厚度一半缝隙，和在可塑料上扎孔来解决膨胀的问题。 浇注料膨胀缝预留非常重要，直接影响浇注料的热养生和寿命，施工中要科学地设置膨胀缝，防止浇注料在烘炉中发生网状裂纹和贯穿性的裂纹。因此在浇注料施工中严格执行该要求，防止通过烘炉和试运检查，发生超标的裂纹。
　　2.2.7 测点孔的预留
　　 浇注料施工中重点防止测点的标高和角度偏差，若温度和压力测点标高不一致将导致锅炉内部参数的差异，使得部分测点为废点。特别是炉膛下层压力测点，由于下床压是反映物料数量和厚度的最为重要的依据，若数值不准将直接影响锅炉的排渣和燃烧。施工中还要防止浇注料振捣时使测点套管松动，角度发生偏差导致一次元件安装困难。
　　2.2.7 几个施工关键部位
　　 返料口、人孔、落煤口、一二次风口等开口处，以及密相区过度段是施工必须要重视的特殊部位，在施工中应认真、仔细施工，并按技术讨论通过的有关详图进行技术处理。
　　 涉及错位安装的几个部位，一定留好膨胀缝，如回料阀非金属膨胀节处的浇注料要按照图纸留好膨胀间隙，防止运行中管道膨胀受阻。
　　 旋风筒顶部与中心筒交接、直圆筒墙与顶部浇注交接以及靶区的施工非常重要，必须在施工前编制详细施工操作方法和编制分部施工作业指导书，做到施工方法，施工质量才能得到有效保证。
　　2.3炉墙砖砌体施工
　　 炉墙砖砌体主要设计在由钢板制成的旋风分离器、出口烟道内表面的底部及侧墙作防磨的轻型炉墙结构。

　　 为保证砌筑后砌体断面尺寸误差在许可范围内，有效地消除壳体的变形，应先砌筑耐火砖，然后再砌筑保温砖，并按规定留出垂直和水平方向的膨胀缝，炉墙内外必须保持平整，砌体不准有凹凸不平或有个别砖突出现象。砖体的砌筑必须错缝和压缝，不得使内外墙的直缝相对。炉墙内各层次的保温砖垂直砖缝不但同样需要错开，而且保温砖及左右方面都必须错缝砌筑，不允许使用四分之一砖来砌筑，以保证炉墙的严密性和砖体的良好牵拉。
　　 砌筑时采用上刀灰砌法，砌砖时将灰浆打饱满，沿水平线放下，然后用锤轻轻敲定砖面，直至砖的上棱角和线绳水平为止。砌砖时遵循“上跟线、下跟棱、左右相邻要看平”的原则。
　　2.3.1耐磨耐火砖砌筑
　　 砌筑耐磨耐火砖采用高强耐磨泥浆，泥浆( 在1 000 ℃下) 的强度＞ 3 MPa、黏结时间＞ 90 s，且具有较好的和易性和涂抹性，桶装泥浆开封后应尽快使用完，如发现结块、涂抹性不好要停用。采用干粉调制泥浆时，应使用洁净清水，并称量准确、搅拌均匀，不得在调制好的泥浆内任意加水或结合剂。不同品种牌号的泥浆不应混用，当天搅拌的泥浆须当天用完。砌筑砖缝要≤2 mm ，且保持砖缝均匀，不允许有≥3 mm的砌缝。异形砖的砌筑要严格按照图纸施工。如个别异形砖的砌缝大于3 mm，使用的泥浆要另行调制。
　　2.3.2耐火保温砖砌筑
　　 耐火保温砖砌筑采用保温耐火泥。炉墙应按设备图纸设计位置及要求留出膨胀缝，其宽度误差为± 3 mm，边界错牙≤2 mm ; 膨胀缝内不得夹杂任何杂物，如灰浆、砖块等，缝内填塞直径稍大于间隙距离的无尘石棉绳或硅酸铝纤维板，并与耐火砖墙的平面取齐，不得出现外伸或内凹现象。耐火砖内墙与保温砖外墙，除设备技术文件有规定外，一般不允许牵连砌筑。相对的两块拉钩砖应对齐，其向火面应与所在墙在同一平面上，拉钩砖靠向火面的一端应略低，一般以10 mm 为宜，拉钩砖与固定管之间的间隙应用保温材料填实。
　　 为保证砌筑后砌体断面尺寸误差在许可范围内，有效地消除壳体的变形，应先砌筑耐火砖，然后再砌筑保温砖。保温砖与硅钙板间的间隙用13号保温料填充严实。对圆形结构，必须使用锁砖，以保证砌体的稳固。锁砖为楔形结构，大头朝里，小头为工作面。严禁出现方型或里小外大的楔形锁砖。砖切割时，只能从一个方向进行切割，不能从两个方向进行。
　　2.3.3砌筑施工几个注意要点
　　2.3.3.1锥段砌筑主要控制直径的偏差，由于其直径随高度不断变化，锥段的直径控制比较困难。采用“环形绳测量法”是一个非常有效的控制方法。在锥段的上、下通过八至十根绳对锥段的直径进行控制。砌筑完一环后应及时测量直径，对直径偏差较大的地方应该用木榔头轻轻的敲打耐火砖，校正直径，不要让这一环的直径误差累计到下一环。
　　2.3.3.2圆形结构，必须使用锁砖，以保证砌体的稳固。锁砖为楔形结构，大头朝里，小头为工作面。严禁出现方型或里小外大的楔形锁砖；以保证一个圆环砌体的稳定。砖切割时，只能从一个方向进行切割，不能从两个方向进行。对圆形砌筑容易出现砌筑不圆，相邻砌体的圆弧砌偏的现象。须采用“样板砌筑法”，制作圆弧样板进行砌筑
　　2.3.3.3直墙砌筑，砌筑前检查炉壳尺寸偏差，在垂直方向上拉线，以保证墙体的垂直度。将水平线画在金属壳上，保证砌体的平整。挂钩砖应砌筑在设计位置，并放线保证每层挂钩在一垂线上。挂钩砖不能有松动现象，挂钩不能过长或过短。
　　2.4养护与烘炉
　　 耐火耐磨内衬的养护条件包括温度、时间和湿度。耐磨浇注料的养护对湿度的要求不严格，自然干燥即可，但对温度、时间有一定要求,最好环境温度大于5℃，时间大于5天，而后可转入烘炉阶段。
　　 锅炉中砌筑大量的定型耐火砖和大量的浇注料，含水量较大，靠常温是难以达到要求的，所以必须经过烘炉才能清除水分，这一过程要根据环境条件和炉体状态、耐磨耐火材料特性，按《循环流化床锅炉烘炉方案》进行，制定烘炉曲线图，按图进行烘炉过程，以达到缓慢加温、使衬里材料的水分缓慢挥发，使衬里材料的物理特性、化学反应更趋合理和完善，使耐磨耐火材料的性能达到稳定和最理想，以适应其在长期高温下稳定。
　　3结束语
　　 随着循环流化床锅炉的广泛应用，关于循环流化床锅炉的施工工艺的探讨越发深入，特别是耐磨耐火材料的施工好坏直接影响到锅炉的经济安全运行。对于循环流化床锅炉来说，耐磨耐火材料的自身质量、现场施工措施的合理性以及施工的整体过程控制是关系循环流化床锅炉能否安全运行的关键。
　　参考文献：
　　[1] 李震.耐磨耐火材料技术条件与检验方法[A].DL/T902-2004电力标准说明，技术交流论文集[C].桂林， 2005.
　　[2] 周宁生，倪晓辉.对我国CFB锅炉用耐火材料现存问题的探讨[A].技术交流论文集[C].桂林， 2005.

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