淺談CFB鍋爐膜式壁安裝注意事項

陳栓變

（太原鍋爐集團有限公司，山西 太原 030021）

引言

循環(huán)流化床鍋爐是新一代高效、低污染清潔燃燒設備。其特征是燃料及脫硫劑經(jīng)多次循環(huán)，反復地進行低溫燃燒和脫硫反應，鍋爐內(nèi)湍流運動強烈，不但能達到降低NOx排放、高脫硫效率和與煤粉爐相近的燃燒效率，而且具有燃料適應性廣，負荷調節(jié)性能好，灰渣易于綜合利用等優(yōu)點。因此在國際、國內(nèi)得到迅速推廣應用。

通過多年來循環(huán)流化床鍋爐的運行實踐，發(fā)現(xiàn)循環(huán)流化床鍋爐的安裝質量與鍋爐的正常運行有著非常密切的關系，在安裝中有時由于一些零部件以及特殊部位的處理不當，不能充分體現(xiàn)設計者的設計意圖和該部件所起的作用，以致影響鍋爐正常運行，甚至引發(fā)嚴重后果，造成較大的經(jīng)濟損失。

為保證鍋爐安裝質量，本文總結以往膜式壁安裝過程中所出現(xiàn)的問題，提出一些建議，以供參考。

1 爐膛結構及工作原理

爐膛一般呈長方形布置，其四面均為管子和扁鋼焊成的全密封膜式水冷壁組成。此種結構密封性能好，可減少爐膛漏風，提高經(jīng)濟性，使爐墻結構和支吊簡單。

在循環(huán)流化床鍋爐爐膛內(nèi)，典型的流體動力學結構為環(huán)—核結構，在內(nèi)部核心區(qū)內(nèi)，顆粒團向上流動；而在外部環(huán)狀區(qū)，固體物料沿爐膛水冷壁向下回流[1]。由于存在大量物料的內(nèi)循環(huán)，灰沿著水冷壁內(nèi)循環(huán)時，鰭片溝流下的物料遠大于水冷壁管外弧面流下的物料，如果鰭片內(nèi)被澆筑料、床料、焊瘤等堵塞，物料向一側或兩側流動，就會形成對水冷壁的磨損[2]。

大量運行實踐表明，如果鍋爐爐膛膜式壁管子或鰭片存在凸起、不平或密封不嚴，均會造成爐膛膜式壁的磨損，特別是膜式壁工地對接處和爐膛4個角部。

另外，爐墻開孔處的彎管、管壁上焊縫、管壁間的鰭片、焊縫不平整以及有關安裝剩余的鐵件等，即使很小的幾何尺寸不規(guī)則也會造成局部的嚴重磨損[3]。

2 運行中常見問題

圖1 補焊鰭片扭曲不平齊導致管子磨損

循環(huán)流化床鍋爐由于磨損造成的事故，接近事故停爐總數(shù)的一半。水冷壁管的磨損是循環(huán)流化床鍋爐中最常見的問題：補焊鰭片扭曲不平齊導致管子磨損、補焊鰭片內(nèi)凸導致管子及鰭磨損、爐膛內(nèi)有突出物（焊縫粗糙）引起磨損、角部密封鰭片不平齊管子磨損、鰭片存在大量漏焊引起磨損，見圖1、圖2、圖3、圖4、圖5。

圖2 補焊鰭片內(nèi)凸導致管子及鰭磨損

圖3 爐膛內(nèi)有突出物（焊縫粗糙）引起磨損

圖4 角部密封鰭片不平齊管子磨損

圖5 鰭片存在大量漏焊引起磨損

由圖1~圖5可知，膜式壁的安裝質量在很大程度上決定了膜式壁管的使用壽命。

3 膜式壁安裝順序

爐膛膜式壁的出廠狀態(tài)一般根據(jù)運輸界限確定，通常以寬度小于2.5 m；長度小于12 m為原則進行分片，現(xiàn)場組裝。膜式壁組合安裝前，應對管排的尺寸和金屬附件、門孔等的定位尺寸進行復查，膜式壁復查應符合的要求：JB/T 5255鰭片管（屏）制造尺寸偏差要求（mm）；管屏寬度W的允許偏差每1 m不超過3 mm，總寬度偏差不大于6 mm；管屏的旁彎度f的允許偏差為當單向旁彎時f≤6 mm；當雙向旁彎時，f1+ f2≤6 mm。膜式壁單片復查合格后進行膜式壁片與片之間的組對，其組合偏差應符合表1的要求。

表1 DL 5190.2膜式壁組合允許偏差 mm

膜式壁片與片之間組合、復檢之后再進行膜式壁與集箱對口、吊掛裝置及剛性梁安裝、膜式壁吊裝、四角合攏，膜式壁安裝完畢。

4 安裝注意事項

為保證膜式壁的安裝質量，在進行安裝時應特別注意如下幾點：

1）膜式水冷壁在運輸過程中，數(shù)次起吊可能發(fā)生變形。在工地安裝時，首先須對其校正。膜式壁組屏、膜式壁與集箱現(xiàn)場安裝時，應以中心線為基準，從中心向兩側裝焊（以防止管間誤差向一側累加（見下頁圖6）），并保證膜式壁之間管口對接（要求管與管同心，嚴禁管口錯邊）。安裝時根據(jù)需要可在管屏的鰭片中間氣割所需的長度（見下頁圖7），鰭片氣割處應進行雙面補焊，并打磨焊縫與母材圓滑過渡，保證焊縫余高為1～2 mm。

2）膜式壁對口完畢后，補焊鰭片，定位鰭片絕對要求與原鰭片平齊，不允許有內(nèi)凸外凹或外凸內(nèi)凹及扭曲現(xiàn)象；所有爐膛內(nèi)側的密封焊縫應按圖8和圖9的要求全部打磨光滑。

圖6 管間誤差向一側累加

圖7 氣割管屏的鰭片中間

圖8 膜式壁管子對接詳圖（1：10）（mm）

圖9 膜式壁間的對接焊縫（1：10）（mm）

3）將吊掛結構連接件、剛性梁與膜式壁組焊在一起，可保證焊接質量。

4）水冷壁由于寬度窄，細長比大，安裝時盡量采用加固架，防止吊裝時管屏彎曲。

5）爐膛4角合攏密封鰭片雙面焊，不允許搭接，且處于管子中心線；焊接不僅要保證密封還要保證強度；鰭片位置遵循“寧偏爐內(nèi)不偏爐外”的原則，防止鰭片與管子形成銳角凹槽，否則貼壁回流灰易沖刷管子（見圖10）。

圖10 鰭片按裝位置

6）安裝完畢后，清除爐膛內(nèi)的任何安裝遺留物，爐膛內(nèi)不允許有任何突出物，包括加裝防磨梁；爐膛測量套管不允許伸入爐內(nèi)側。

7）循環(huán)流化床鍋爐運行時爐膛處于微正壓狀態(tài)，爐膛必須保證是全密封結構，一旦有不密封（如漏焊）就會造成磨損。

5 結語

循環(huán)流化床鍋爐的磨損是不可避免的，這是多年來一直困擾循環(huán)流化床鍋爐技術發(fā)展的關鍵因素。本文主要針對鍋爐水冷膜式壁安裝時注意的事項及要求做出特別說明，供安裝單位和工程監(jiān)理參考使用，以保證鍋爐關鍵部位的安裝質量。用一些必要的預防手段來減少甚至控制一些部位磨損的發(fā)生，從而降低鍋爐被迫停爐率，提高電廠的安全經(jīng)濟效益。

[1] 岑可法，倪明江.循環(huán)流化床鍋爐理論設計與運行[M].中國電力出版社，1998.

[2] 劉吉亮，厲彥明，楊雷. CFB 鍋爐水冷壁磨損分析及防治[J].中國設備工程，2004 (10) : 34 - 35.