浅谈大型循环流化床锅炉关键部位施工过程控制方法

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1、浅谈大型循环流化床锅炉关键部位施工过程控制方法浅谈大型循环流化床锅炉关键部位施工过程控制方法引言 在 CFB 锅炉建设中，从锅炉长期运行着手，理解设计意图，制定相应的施工方案，使锅炉达到最好的运行性能是大多数电力建设单位所迫切需要的。循环流化床锅炉迅速发展，炉型具有多样性，并且蒸发量在不断变大，各种炉型均有自身的特点，只有在有限的时间里理解和惨透锅炉的特点，并针对其特点制定相应的施工方案，才能使锅炉达到最优良的运行性能。 我公司经历安装了河北正定热电厂三台 80t/h、石家庄热电厂两台哈锅 220t/h 和四台东锅 410t/h、保定热电厂两台 450t/h 的循环流化床锅炉，并且均已经达标投

2、产。因设计和制造问题，流化床锅炉运行中存在许多的问题，安装初期，因施工经验不足和对流化床锅炉的认识不足，走过了一些弯路，经过几年的流化床锅炉安装摸索，逐渐形成了一套较为成熟的 CFBB 施工管理经验。因施工经验的不足，最早安装的正定热电厂的 3 台蒸发量80t/hCFBB 运行中出现了不少的问题，经过长时间的摸索、改造现已运行正常，安全运行已达到 510 天以上。经过施工摸索，运用新的管理模式之后，现在石电和保电的 6 台锅炉均是一次点火成功，运行良好，打破了现在国内流化床锅炉的运行纪录，得到了省局领导和业主的肯定。 1. 现状分析 1.1 大型 CFBB 的发展 流化床燃烧（FBC）技术已在

3、电力工业及工业锅炉等方面得到应用。它具有能燃用劣质燃料，能实现经济的床内脱硫等优点。是高效，低污染利用煤炭资源的新技术，是当前国际上开发研究清洁燃煤新技术的最活跃的课题之一。我国自 60 年代开始发展 FBC 技术，是以利用劣质燃料特别是利用矸石煤等，为主要目的，设备容量较小，现有 2000 多台鼓泡沸腾炉流化床锅炉在运行，是世上流化床锅炉台数最多的国家，这种锅炉飞灰扬折损失大，燃烧的效率不高，且不易实现大型化等缺点，最近 10 年内便纷纷上马循环流化床锅炉， 1.2CFBB 的设计意图及优缺点 1. 1CFBB 的设计意图 工业发达的国家，如美、德、英、日和瑞典等国，研制流化的主要目的是能经

4、济地解决燃煤的环境保护问题。它可燃用高硫煤，而排入大气的 SO2 和 NO并不增加多少。CFBB正在成为煤粉锅炉的替代产品，这是因为锅炉燃用高硫煤时，必须按日益提高环境保护要求规定，加装昂贵的烟气脱硫装置,但安装脱硫装置费用昂贵，占电厂总投资的比重较大，所以发展床内脱硫的循环流化床锅炉势在必行。我国从 70 年代开始发展流化床锅炉至今，CFBB 发展较为缓慢，中国加入 WTO 之后，人们对环保的要求日益提高，尤其是市区内的热电联产机组，循环流化床已成为摆脱化石燃料面临困境的一条途境。 1.2.2 循环流化床锅炉（CFBB）的主要优点 a、燃料适性好，几乎可以燃用各种优劣质燃料。 b、燃烧效率高

5、，对无烟煤可达 97，对其它煤种可达 98995。可与煤粉炉相竞争。 c、床内直接加石灰等脱硫剂的脱硫效率高。当 CAS1520 时，脱硫效率可达8590。 d、两段低温燃烧，NOx 排放量小。（100200PPM）。 e、负荷调节范围大，其负荷调节范围为（25100）。 f、飞灰和炉渣的含碳量低，通常低于（45），有利于飞灰和炉渣的综合利用。 g、 给煤电数量少，为流化床锅炉的大型化创造了有利的条件。 f、 无埋管磨损，消除了鼓泡床锅炉埋管受热面的磨损问题。 1.2.3CFBB 的主要缺点 a、炉膛高大，炉本体钢材耗量大，制造成本高。 b、分离循环系统比较复杂，布风板阻力及系统阻力大，自身耗

6、电量大。 c、床内速度高，粒子浓度大；由于分段燃烧，缺氧还原区的存在，致使受热面与吊挂管磨损与腐蚀严重。 d 、旋风分离器的数量与尺寸，限制了循环流化床锅炉的大型化发展。 应当说明，以上观点均系对国际上当今流行的循环流化床锅炉种类而言。从国内已投运的循环流化床锅炉情况来看情况与此不完全相同。 1.3CFBB 与普通煤粉炉的结构区别 1.3.1 共性 在发展初期，大多数的循环流化床锅炉是在煤粉炉的基础上改造而成的。经过几代的发展，循环流化床锅炉已经发展成为具有自身特点的、环保节能型炉种。循环流化床锅炉和普通煤粉炉的共性是均具有膨胀性。 1.3.2 区别 目前国内运行的大型循环流床锅炉形式多样，下

7、面以 FW 型循环流化床锅炉为例介绍其不同点： 1、汽包 2、屏式过热器 3、回料阀 4、布风板 1、汽包 2、屏式过热器 5、点火风道 6、旋风分离器 7、过热器 3、炉膛过热器 4、 过热器 1.3.2.1 布风装置应用 布风装置是流化床锅炉运行的心脏，布风装置的安装是否合理直接决定了流化床内物料的流化质量。FW 型流化床锅炉采用的布风装置为风帽型， 流化床布风装置主要由布风板、风室、风帽和冷渣管组成。布风装置的主要作用有： （1）支撑床料； （2）使空气均匀分布在整个炉膛截面上，并提供足够的动压头，使床料和物料均匀地流化，避免勾流、腾涌、气泡尺寸大、流化死区等不良现象出现，并防止物料泄漏

8、； （3）使基本烧透、流化性较差并沉积的大颗粒及时排除，避免流化分层，维护机组运行的安全性； 布风板施工的关键是控制风帽的尺寸和角度使其配风合理。 1.3.2.2 粒子分离器的应用 粒子分离器是循环流化床锅炉的关键部件之一。它的性能直接影响了锅炉的安全和经济运行 CFBB 的燃烧室内气动力性、传热性、循环倍率、燃烧效率、锅炉出力、蒸汽参数、石灰石脱硫的效率等均与分离器有关，分离器安装的优良是流化床锅炉施工质量的关键。FW 型锅炉采用旋风分离器，其利用旋转气流对粒子产生离心力使其从气流中分离，故施工的关键因素是控制好旋风分离器的圆度尺寸。 1.3.2.3 回料装置应用 回料装置也是 CFB 锅炉

9、所特有的部件，其作用是： （1）使再循环物料顺利地返回炉膛； （2）提供旋风分离器的负压和炉膛下燃烧室正压之间的密封； 回料装置设计安装不当，会造成大量的积灰或是密封压力不够，炉膛向回料阀返灰。 1.3.3.4 耐磨耐火材料的大量应用 耐磨耐火材料的大量应用也是流化床锅炉的突出特点，施工部位大致分为承压部件和非承压部件： （1）承压部件设计为燃烧室和分离器等敷管炉墙部位，其耐磨耐火材料同时还具有低绝热性，目的是锅炉的热传导不会受到影响。防磨区域设计为密集销钉耐磨耐火可塑料。 （2）非承压部件未被循环水冷却，直接接触高温烟气，设计耐火材料为两层：保温层耐磨层。 根据结构特点，制定 CFB 关键部

10、位施工方案 有以上条件可知循环流化床锅炉设计的根本目的是实现床内脱硫，燃烧经济，其实现的根本途径是：旋风分离器、“J”阀、布风板和点火风道等设备。这些设备均是煤粉炉所不具备的，所以如何组织好施工，使这些大型设备在组装和吊装时不发生变形是我们技术控制的关键。 2.1 水冷布风板的施工过程控制 2.1.1 施工前准备 结合流化床锅炉的特点,由专业工地专责工程师牵头进行施工前图纸会审,分析施工特点、步骤、施工方案并制定相应的措施。到货的设备进行检查，对锅炉受热面管道进行组装前的通球试验，清理联箱，杜绝管道与设备之间的强应力连接，正确存放设备，防止设备变型。水冷布风装置的施工分为：水冷风室施工和布风板

11、施工 2.1.2 水冷风室的施工方案 前墙水冷壁管的一部分弯曲延伸构成了布风板的水冷壁管，在水冷壁之间焊上鳍片密封，形成通常意义上的花板。在鳍片上开孔，安装风帽。风帽与鳍片相交接处的上、下两侧均焊上加强板，使风帽严格固定并使风箱保持良好的气密性。 水冷风室在水冷壁吊装之前提前吊装就为。吊装时采用组合式吊装方案。利用 300T 和100T 履带吊配合完成吊装工作，并用手拉葫芦接钩就位，对口安装，在前水冷壁组合安装完毕之后与前水冷壁对接。 为了保证水冷风室的气密性，在工作条件下不变形，水冷风室应做好各部位的密封施工，密封焊接的施工人员必须经过培训，并应取得国家劳动部门颁发的特种工作业证书方可施工。

12、 2.1.3 布风板施工 布风板施工包括：布风板安装就位和风帽的安装两部分组成，风帽应在风室和水冷壁组装完毕之后进行。风帽的安装质量的好坏将直接影响锅炉今后运行的性能，风帽的安装必需派专人进行监督、指导，风帽的角度必须严格按图纸施工。不得任意修改风帽的角度。保定热电厂 9炉在点火之后，在前墙处发生了积灰现象，分析之后发现布风板风帽设计不均匀，离前、后墙 500mm 的距离没有设计风帽，经过设计变更之后加装水平向风帽，问题的到解决。 1、风帽边缘缺陷 2、加装风帽后 图 3 风帽缺陷安装完后的实物图 2.1.4 水冷布风板风帽的安装误差 标高 主要 mm3按验标锅炉篇附录第 2 条规定 中心位置

13、误差 主要 mm5拉线检查 不垂直度 主要 mm符合设计要求 喷口角度 主要 符合设计要求 用样板检测 透气性检查 符合设计要求 风帽安装 焊接 主要 符合验标焊接篇 2.2 分离器和回料阀施工方案及过程控制 考虑到 CFBB 的特殊结构，回料阀必须进行提前就位，旋风分离器施工的优良直接影响到了，耐磨耐火可塑料的施工，进而也会影响到今后锅炉运行的质量。针对设计意图，为保证分离器安装圆度，分离器安装为直段管屏和锥段管屏分散吊挂在板梁之间空中进行对口。2.2.1 施工前准备 设备在进到现场是必须经过清点与编号，依据厂家图纸及到货设备清册进行设备清点与编号，对管箱和管子进行外观检查，如发现磨损、裂纹

14、、腐蚀、重皮、沙眼、错口、折口等缺陷应做好记录，并上报质检人员，能处理的予以处理。 2.2.2 施工过程控制 2.2.2.1 施工程序步骤 设备吹管施工面清理回料阀就位旋风分离器吊装就位分离器高空组装回料阀组装就位 2.2.2.2 施工过程控制 回料阀和分离器管段采用t 履带吊进行吊装。吊装完毕之后找出锅炉标高基准点进行划线，找出分离器的上联箱标高，在 k2 板梁和 k3 板梁上找出锅炉中心线，并作好标记。根据锅炉中心点找出两个分离器的中心点。以中心点为基准点垂线坠，找出上联箱的圆度，并对上联箱进行对口组合。为了保证分离器的圆度特制作了四套圆形槽钢对口设备（如图4 所示），分离器圆形管排用四套

15、圆形槽钢固定，找准圆度之后进行对口。圆形槽钢的固定点如下图 4。最后组装分离器和回料阀。加装吊杆，对标高进行微调，使其符合锅炉设计的要求。 2.2.3 分离器和回料阀安装误差 2.2.3.1 分离器安装误差 联箱标高偏差（上） 主要 mm3（优良） 按验标锅炉篇附录第 2 条规定 联箱标高偏差（下） 主要 mm 10 按验标锅炉篇附录第 2 条规定 旋风分离联箱纵横水平度偏差 主要 mm 3按验标锅炉篇附录第 3 条规定 联箱纵横中心线与锅炉中心线距离偏差 主要 mm 3（优良） 以锅炉中心线为测量基准，按验标锅炉篇附录第 1 条规定，拉线吊线锤，分别检测与联箱纵横中心线两端的距离 联箱内部清

16、洁 主要 无杂物（尘土、锈皮、积水、金属余等） 封闭前，用灯光、反射镜检查 器安装吊挂装置安装 主要 符合验标炉 3-1规定 2.2.3.2 分离器安装误差 标高误差 mm10按验标锅炉篇附录第 2 条规定在每一个组件测两点以上（两端必测） 垂直度检查 mm符合设计及制造标准 10 用线坠和钢板尺检测 回料管安装管道纵横位置误差 mm 15 以锅炉构架中心线为基准，用钢尺检测 2.3 耐磨耐火材料施工过程控制 流化床锅炉关键的技术问题是耐火材料的施工。耐火材料施工量大、施工难度大，以及材料的性能配比掌握较为困难，为了进一步提高材料的强度，减少人工，在保证质量的情况下提高施工速度，专门成立耐火料成立攻关小组，其意义就是要进一步去研究、解决各种耐火料配比性能以及在烘炉过程中如何去控制流化床锅炉防磨区可塑料的施工工艺等。 2.3.1 材料性能检测 耐磨耐火材料到达施工现场后，首先对材料进行抽检，检测到货材料的物理性能(包括耐磨性、耐热性、耐