談循環流化床鍋爐的施工問題及優化

麻重陽

(中國能源建設集團山西省電力建設四公司，山西太原 030012)

1 CFB鍋爐的施工介紹

1.1 工程簡介

為了闡述有針對性，現以在建的山西中鋼自備電廠135 MW機組為例來進行討論。該機組采用哈爾濱鍋爐廠有限公司生產的單鍋筒、自然循環、一次中間再熱、平衡通風、返料閥給煤的型號為HG480/13.7-L.MG44的循環流化床鍋爐。蒸汽流量為480 h。該機組采用循環流化床燃燒技術，循環物料的分離采用兩個高溫絕熱風冷旋風分離器。

鍋爐主要由前部輻射受熱面、中間物料分離及循環和后部對流受熱面組成。前爐膛蒸發受熱面采用膜式水冷壁。水循環采用單鍋筒、自然循環、單段蒸發系統。采用水冷布風板，大直徑鐘罩式風帽。前爐膛內布置水冷屏懸吊屏來增加蒸發受熱面，并布置高溫屏式過熱器和屏式再熱器以提高機組的輻射傳熱性，如此一來鍋爐在運行時，過熱蒸汽和再熱蒸汽溫度就具有更大的調節區間。

旋風分離器的作用是將未完全燃燒的燃料分離出來并返送回爐膛繼續燃燒，它與爐膛構成一個相對封閉的燃料循環回路。

以上三部分使得物料在熱態環境下形成了自循環狀態。燃料與石灰石在爐膛內完成燃燒及脫硫反應。為了防止前爐膛、后煙井在內外壓差作用下產生變形，在這兩部設備上，每隔3 m標高安裝水平繞帶式剛性梁。

1.2 鍋爐受熱面施工技術措施

該鍋爐設計緊湊，占地面積小，但同時也給安裝帶來了難度。循環流化床鍋爐其結構及工藝原理與煤粉爐有較大的差異，這也就決定了安裝方法有其獨到之處。循環流化床鍋爐的三部分的安裝互不干涉，如合理使用機械，三個工作面可以同時進行施工，以減少整個鍋爐的安裝工期。本次大件吊裝可以分三條主線進行，即前爐膛、旋風分離器和后爐膛吊裝。

前爐膛先進行側墻上中部水冷壁的吊裝，再進行前墻上中部水冷壁的吊裝，然后進行下部水冷壁、風室水冷壁吊裝，最后進行屏再、屏過、水冷蒸發屏和頂棚水冷壁的吊裝;每只旋風分離器由上下兩部分組成，在鋼結構安裝時，先進行地面組合，待鋼結構準備就位時即可吊裝分離器;后爐膛先進行四側墻的吊裝，然后進行低過、低再、省煤器的安裝，最后再合龍包墻過熱器。

2 施工問題分析及優化

1)鍋爐密封施工問題分析。由于前爐膛燃燒區域為正壓，并且前爐膛的各種接口較多，如:熱風接口有30個、給煤口4個、床上點火油槍接口4個、返料閥接口4個等，因此密封焊接質量的要求必須嚴格控制。本次安裝施工中，在接口處加裝拉脛板，增強焊縫檢查，在風壓試驗前不需保溫，待冷態合格后方可進行下步工序。通過防漏措施的采用，可以減少甚至杜絕在熱態運行下物料外漏，降低機組的熱效率，以免造成嚴重運行事故。在試運過程中，容易出現伸縮節、補償器燒壞、脹裂等現象，出現嚴重漏灰現象。解決該問題主要是在安裝時，廠家自帶的拉緊螺栓待所有設備安裝完，冷態保證自膨脹后，留夠膨脹量后方可拆除，從而保證補償器滿足機組安全經濟運行。

2)風冷旋風分離器施工問題分析。旋風分離器的作用是將未完全燃燒的燃料分離出來并返送回爐膛繼續燃燒，它與爐膛構成一個相對封閉的燃料循環回路。分離器布置在鍋爐鋼結構BF列～BG列，B5.5軸～B29.5軸之間。旋風分離器主要由分離器本體、中心筒、出口煙道、固定裝置和回料閥5大部分組成，重量共計239 486.371 kg。旋風分離器本體正反各一件，左右對稱布置，分離器本體固定支撐在鋼結構標高為EL31 500 mm的鋼梁上。兩件中心筒通過懸吊方式分別安裝在分離器本體內。出口煙道正反各一件，左右對稱布置，并通過生根于鋼結構標高為EL53 800 mm的吊掛裝置懸吊固定。回料閥正反各一件，左右對稱布置，回料閥支撐固定在鋼結構鋼梁上。

旋風分離器采用鋼板制作的風冷式分離器，采用地面組合，先制作安裝下椎體，然后制作安裝上筒體，再安裝中心筒。進出口煙道分片組合吊裝。膨脹節是為了補償分離器膨脹以及振動而設置的重要部件，非金屬補償器在安裝后應與耐火澆筑料的施工密切配合好，保證膨脹量，杜絕熱態運行時造成嚴重問題。

3)布風板及風帽施工問題。本臺鍋爐布風板以4°的下傾角布置在底部水冷風室管屏上部，分為左右兩部分。布風板上布置有13排，每排有67個風帽，共計安裝有851個風帽。在爐膛中心線前部的6排風帽為A型，其余7排風帽為B型，布風板管屏前端與前側水冷壁下部焊接連接，布風板管屏后端與水冷風室底部管屏后端焊接連接。布風板管屏全部采用單件安裝的施工方法。

通過控制物料的循環和床壓來調節鍋爐出力，這是循環流化床鍋爐的典型設計。布置在風室水冷壁、回料閥等處的風帽可以起到這個作用。風帽安裝出現的問題有很多:安裝角度不對導致物料流化不好、安裝高度不符合標準導致床壓不能很好的調節、回料閥出口澆筑設計差導致風帽在熱態下磨漏等。解決這些問題就要求施工時認真審查廠家圖紙，風帽一般采用十字對吹排除盲區的安裝角度，并且應與風管進行加固焊接防止運行中脫離，在回料閥出口處應設計物料緩沖臺階防止熱態物料直接沖刷風帽，在不同的流化床鍋爐中，其風帽的類別及安裝都是不一樣的，該鍋爐采用大鐘罩式風帽，采用對稱布置原則，施工時一定要保證各項數據合格，才能確保機組運行。

4)前爐膛內懸吊屏的施工問題分析。本鍋爐前爐膛內懸吊屏包括3片膜式水冷屏、8片二級過熱器管屏、6片熱段再熱器。水冷屏以鍋爐對稱中心線對稱布置在爐膛前部，且有1片膜式水冷屏中心與鍋爐對稱中心線重合，相鄰兩膜式水冷屏中心間距為3 690 mm。膜式水冷屏主要由φ60×6.5、材質為20 g的鋼管和厚度為6 mm、材質為20的鋼板焊制組成，節距為80 mm。

二級過熱器管屏主要由 φ51×5.5(φ51×7)、材質為12Cr1MoVG的鋼管和厚度為5 mm、材質為12Cr1MoV的鋼板焊制而成的膜式管屏，節距為70 mm。呈立式懸吊在鍋爐爐膛內，且以鍋爐對稱中心線對稱布置。鍋爐對稱中心線處的相鄰兩膜式管屏中心間距為1 980 mm，其余相鄰的膜式管屏中心間距為1 800 mm。其下端穿出前側水冷壁管屏，上端穿出頂部水冷壁管屏。

熱段再熱器呈立式懸吊在鍋爐爐膛內，且以鍋爐對稱中心線對稱布置。鍋爐對稱中心線處的相鄰兩膜式管屏中心間距為3 780 mm，鍋爐左、右側中心線處的相鄰兩膜式管屏中心間距為1 800 mm，其余相鄰的膜式管屏中心間距為3 600 mm。其下端穿出前側水冷壁管屏，上端穿出頂部水冷壁管屏。

在懸吊屏施工中難點就是垂直度的控制。由于懸吊屏較長，一般分三段，為了減少高空的對口、焊接等施工難度，經常采用地面組合，這樣施工問題就出現了，兩車抬吊時容易發生彎曲，從而保證不了垂直度，造成后期運行時管屏變形嚴重，甚至爆管，導致停機。為了解決該難題，在本臺爐施工中，吊裝懸吊屏時，制作吊裝所用“扁擔”，并且采用滑子，減輕管屏變形;就位后，密封盒安裝前再次進行管屏垂直度的矯正，這樣保證管屏垂直度不大于15 mm，控制在規范要求內，保證鍋爐安全可靠運行。

5)試運問題分析。分離器及回料閥在試運行時發生振動，一直以來就是循環流化床鍋爐運行的一個難點。該系統中一般采用的是剛性吊掛，不能抵消振動，所以分離器及回料閥的振動問題嚴重困擾著機組的運行。此問題的解決辦法主要在于設計和調試，首先應該從技術方面入手，改為可以調節的吊桿;另外出現振動的現象可以調節一二風和返料風的風量以便很好的解決振動問題，在京能右玉300 MW電廠工程通過此方法可以減輕振動現象。

在機組運行中，后煙井中受熱面容易發生積灰，影響換熱效果，嚴重的會使受熱面管子在長期的沖刷下出現爆管。另外在吹灰效果不好的情況下，會使四管泄露系統(一種利用聲波頻率變化來提醒是否有管子泄露的技術)出現長時間錯誤報警，影響運行質量。所以可以對比各種吹灰系統的優缺點，結合設計原理，綜合評價，在135 MW的流化床鍋爐中可以選擇聲波式吹灰器，而在300 MW鍋爐中還是采用蒸汽吹灰效果較好。除此之外尾部受熱面密封安裝也是施工控制重點，一次密封焊接合格后，待澆筑施工完后再進行二次密封，密封安裝時應認真對照膨脹圖核查各項安裝數據，保證足夠膨脹量。該項施工如果控制不好，會造成尾部受熱面發生振動。

3 結語

隨著科學技術的發展，各個領域都在與時俱進，作為電站鍋爐區域存在著廣大的發展空間。循環流化床鍋爐從環保節能，優越的效率產出得到了廣泛使用，安裝施工的優化改進可以提高機組的高效產出。在電站鍋爐的安裝施工中提高安裝質量，改善施工方法，加強施工管理，這都是對高新技術的支持。

［1］ 岑可法.循環流化床鍋爐理論設計與運行［M］.北京:中國電力出版社，1998.

［2］ 哈爾濱鍋爐廠.HG-480/13.7-L.MG44鍋爐說明書［Z］.

［3］ 呂俊復，張建勝，岳光溪.循環流化床鍋爐運行與檢修［M］.北京:中國水利水電出版社，2004.