当前位置: 焊接设备 >> 焊接设备发展 >> 锅炉密封用耐火材料及其保温的现状与改进
锅炉在正常的热力工况下运行,应该具有足够的严密性和良好的绝热性,提高锅炉密封与保温的质量已成为其运行的基本条伟目前,国内一些大容量的锅炉,比如t/h和67t/h的锅炉,散热损失较大经热工测试,某t/h的锅炉散热损失高达0.85%,而其设计允许范围是0.4%~0.5%;相对于设计参数,t/h的锅炉散热损失更甚,高达0.76%,远远超过了其设计范围Q2%~0.3%的要求同时,炉墙外表面平均温度超过规定的10~20°C,有些锅炉的炉顶温度高达80~°C,局部甚至在C左右。可见改善锅炉密封与保温状况是亟需解决的问题锅炉密封不严、保温性差,造成大量侵风漏烟,浪费能源,严重影响锅炉的热效率。炉墙炉顶泄漏,造成大量积灰,污染环境,不利安全生产。
几年来,针对发电、热电锅炉上述“老大难”问题,结合现场实际,在锅炉检修工作中,我们引进新型纤维喷涂密封材料尝试攻关。实践证明,纤维喷涂产品较好地满足了锅炉密封保温工艺的严格要求。
锅炉的泄漏部位与原因分析21锅炉密封结构材料与泄漏部位从现代大容量锅炉制造业的发展来看,锅炉的承压受热面均改为全悬吊结构。外围受热面结构可归纳为三种类型,即:护板框架炉墙、光管与片管或装设有内护板的敷管炉墙以及膜式壁敷管炉墙。按各受热面相互交接和穿墙管部位的密封设计,采用的密封材料又可分为三种,用炉墙材料即耐火散状材料密封,用金属材料即刚性密封及刚性金属板与纤维制品等柔性材料相结合的密封方式。
炉顶结构由吊挂砖与钢筋网框架组成,整体浇灌耐热混凝土与粘贴纤维毡及抹料等形成复合密封保温层不同炉型、不同受热面结构,炉顶复合层厚度不一。耐热混凝土厚度一般为~mm,密封保温料厚度一般为~mm为了充分利用炉膛中高温烟气的辐射热,中、高压锅炉都装设了分级过热器或中间再热系统6~25MW的锅炉过热器布置分成两级;50MW的锅炉过热器由顶棚辐射过热器、低温对流过热器屏式过热器和高温对流过热器等几部分组成;而MWMW的高压锅炉除了顶棚过热器及炉膛出口的屏式过热器外,还在炉膛上部前侧装设了前屏过热器,在水平烟道后面和垂直烟道的上部布置了再热器。
炉顶过热器愈多,顶棚管、穿墙管愈多,与水冷壁间的金属密封愈难保证。炉顶结构的复杂化,造成了连结部位的泄漏隐患。泄漏严重的部位主要位于炉顶四周和穿过顶棚与直墙的管排处,还有对流前、热再后与侧墙交接处以及冷灰斗、尾部烟道等部位大多数锅炉在这些交接处是采用散状耐火胶泥或纤维制品或石棉绳等进行密封,热力工况下因膨胀密封层发生位移,实践证明,对锅炉的严密性不易保证。
护板框架炉墙与外围受热面是互相平行分开布置的,外表面焊以金属护板,大面积是严密的。其内壁为耐火砖或耐火混凝土层和保温层的复合结构因炉墙的向火面温度较高,当耐火层被烧损或裂开后,就会漏热光管或片管敷管炉墙,虽然炉墙本身温度较低,但其外表面是抹面层密封,在长期热力工况下发生位移,保温密封层脱落,出现烟灰的渗漏。
如果在炉墙层内设置有内护板,则可大大地改善这种情况膜式壁结构,即燃烧室的水冷壁顶棚管、尾部烟道的包墙管等均采用膜式壁,炉墙亦由耐火与保温复合层演变为单纯的保温层,与外围受热面构成一个整体节,在炉顶四周与水冷壁、包墙管的交接处和穿过顶棚管段的部位,无法形成膜式壁,则特殊地采用了密封填块密封板或梳形板或梳形套与内护板相互焊接的金属一次全密封结构,即刚性密封这种结构虽简化了炉墙,减轻了锅炉重量,相对提高了锅炉的严密性、绝热性,但炉顶泄漏没有从根本上解决。
综上所述,锅炉炉顶密封与保温是锅炉综合治理的重点22从工艺技术及材料属性方面分析泄漏原因不同的炉型有着不同的“膨胀中心”有些锅炉在结构设计上考虑不周,使整体和定向膨胀,实际上形成了各处的膨胀运动,造成密封层位移而泄漏锅炉本身燃烧不稳定,负压运行的锅炉经常误操作为正压,或因测压位置不当而导致操作参数不准,使密封薄弱环节易泄漏,而且逐渐扩大,恶性循环。
密封结构的敷设与密封绝热材料的施工,属精工细作的过程,施工质量的好坏直接影响着锅炉的严密程度,任何敷衍了事的施工态度必将留有泄漏隐患炉顶、侧水冷壁(或框架炉墙)与包墙管的接缝、折烟角、冷灰斗等受热面间相互交接处结构复杂,难以形成封闭膜式壁,异形结构密封困难并且传统的炉墙密封材料整体性差、膨胀率高,难以保证密封性能,尤其在锅炉热力工况下或间歇式生产过程中,受热面热胀冷缩会产生裂缝、位移与烧损等现象,必然导致泄漏3锅炉的密封方式与改进3.1密封结构的改进在各种工业企业的动力设备中,锅炉是不可缺少的组成部分,尤其电力工业,锅炉运行的可靠性要求更高。
锅炉一旦事故停炉,将使电厂临时中断对外供电,影响甚广,其直接、间接损失远远超过锅炉本身的价值。其特殊属性决定了构成锅炉生产条件的诸因素之间相互作用的可靠性,因此,先进的密封结构设计,耐火、低蠕变,整体性好,稳定性强,抗折强度大,透气性小的密封保温材料的选用是实现锅炉密封性能的保隐先进的密封结敷管炉墙,顶棚管过热器水冷壁墙与包墙管间以密封护板组焊成整体膜式壁体系,悬吊于炉顶横梁上衔接部位的密封采用密封板焊接的金属刚性一次密封与柔性喷涂材料二次密封相结合的密封方式结构紧凑,密封保温性能得以保障3.2新型密封保温材料的应用多年来在电厂锅炉施工过程中,逐步尝试纤维喷涂材料的应用领域先后应用于炉内前炉膛、上汽包被复层、下汽包被复层折烟角、过热段等密封保温层实践证明,mm厚的纤维喷涂绝热涂层既经济又实用。炉墙水冷壁管外mm厚的纤维喷涂层足以使外表面壁温降至5以下。
尤其纤维喷涂材料应用于炉顶密封,为杜绝泄漏提供了保障纤维喷涂产品采用优质纤维原棉、高性能纤维系列结合剂为原料,通过专用喷涂设备机械化施工,现场制作整体大制品,成功地消除了纤维制品保温密封应用中的接缝收缩、位移等致命弱点,彻底改善了锅炉的密封保温性能一次性喷涂形成三维网络制品,无接缝。
有效地避免了纤维制品在高温下的定向收缩,强化了密封保温和耐火性能纤维喷涂技术可大大降低复杂异形面,如球面、拐角穿墙管等结合处整体铆固的施工难度,提高了异形结合处的密封性能喷涂施工方便灵活、速度快、质量好。
喷涂纤维较常规纤维制品,粘贴铆固结合力强具有比平铺毡、毯较低的导热系数,比立铺折叠块较高的热强度。纤维结合剂半小时内固化,形成粘结链网络结构均匀而无收缩,表层可直接施工抹面层纤维喷涂有利于实现复合材料传热机理的温度梯度分布,易实现复合材料及混合材料的整体成型,为锅炉高性能密封需求提供经济性首选材料,柔性密封质料不需烘炉,对抢修工程更具优势,节省烘炉时间,节能率达25%纤维喷涂全部机械化施工,大大降低了手工劳动强度,消除了施工过程中人为影响质量的因素。相对人工,提高施工速度5倍以上,改善了施工环境。尤其,电厂锅炉炉体庞大,炉顶较高,机械喷涂避免了施工材料的高空运输,节省大量人力物力,缩短生产周期纤维喷涂材料的应用,使炉体结构轻型化整体化,相对体积减小,降低金属耗量,因而降低了综合造价,有助于锅炉在制造厂内整装试运。
材质使用温度,C加热线变化,普通硅酸铝高铝纤维实践证明,纤维喷涂材料应用于锅炉炉顶密封,可确保施工质量,具有保温、密封双重功效柔性、刚性密封相结合,完全可以满足锅炉密封性能的要求特定环境金属盒二次密封的应用,可更好地笼络和密实纤维喷涂材料,进一步强化密封功效4结论锅炉的严密程度是反映锅炉技术发展水平和衡量锅炉设计与施工质量的重要标志之一。耐火纤维喷涂作为柔性密封材料,可有效改进锅炉密封保温状况统计资料表明,应用纤维喷涂产品替代传统锅炉密封与保温材料,每台MW锅炉年节约标准煤tht同时可改善作业环境,提高热效率,节能降耗,达到安全文明生产的目的。