某廠建設(shè)有兩臺(tái)330MW循環(huán)流化床鍋爐發(fā)電機(jī)組,鍋爐為DG1165/17.5-Ⅱ1型亞臨界參數(shù)國(guó)產(chǎn)化循環(huán)流化床汽包爐,自然循環(huán)、單爐膛、一次中間再熱、汽冷式旋風(fēng)分離器、平衡通風(fēng)、露天布置、燃煤、固態(tài)排渣,受熱面采用全懸吊方式,鋼架為雙排柱鋼結(jié)構(gòu)。兩臺(tái)機(jī)組分別于2014年1月25日和3月12日通過(guò)168h試運(yùn)進(jìn)入商業(yè)運(yùn)行。運(yùn)行過(guò)程中多次發(fā)生回料閥立管和閥體燒紅,嚴(yán)重時(shí)鋼板炭化開(kāi)裂,引起回料閥噴紅灰,造成了鍋爐無(wú)法長(zhǎng)周期運(yùn)行等一系列問(wèn)題,即使運(yùn)行過(guò)程中對(duì)燒紅部位用壓縮空氣吹及制作密封盒用保溫澆注料澆灌,效果都不是太好。

　　某廠330MW循環(huán)流化床鍋爐回料閥的特點(diǎn)

　　汽冷式旋風(fēng)分離器分離的固體粒子流經(jīng)回料立管排出到回料器。回料器共三臺(tái),對(duì)應(yīng)布置在每臺(tái)旋風(fēng)分離器的下方,支撐在構(gòu)架梁上。分離器與回料器間、回料器與下部爐膛間均為柔形膨脹節(jié)連接。

　　回料器主要作用是把分離器分離下來(lái)的物料送到爐膛下部密相區(qū),同時(shí)防止?fàn)t內(nèi)的煙氣從返料腿反竄進(jìn)入回料器。回料器工作于環(huán)境最為惡劣的區(qū)域之一,該處是一個(gè)異形不規(guī)則區(qū),膨脹復(fù)雜,其內(nèi)既有高達(dá)900℃的高溫循環(huán)灰,也有從閥體底面布風(fēng)板上吹的七八十度的流化冷風(fēng),對(duì)內(nèi)襯壁面物理沖擊以及冷熱交替的熱應(yīng)力沖擊較為厲害,要求內(nèi)襯材料具有一定的抗磨損性、抗結(jié)焦能力和很好的熱震穩(wěn)定性。特別是在閥體、給煤口等處,要充分考慮其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、外形多變,內(nèi)襯材料熱膨脹方向是多向變化,耐磨層最易撕裂開(kāi)縫,特別是流化風(fēng)的吹送,渣粒極易從縫隙中進(jìn)入,脹裂耐磨層,使其脫落,損壞后面的保溫層,破壞內(nèi)襯,出現(xiàn)回料器殼體表面變形、燒紅、燒穿等情況。

　　此部位是一個(gè)問(wèn)題多發(fā)區(qū),應(yīng)特別針對(duì)此區(qū)域特性,在材料的應(yīng)用、耐磨層內(nèi)襯膨脹縫的設(shè)置、耐磨層材料的合理分塊施工、防止材料開(kāi)裂脫落等方面,采取有針對(duì)性的措施。

　　鍋爐回料閥直筒段以及進(jìn)爐膛處斜段采用耐磨澆注料(厚100mm)和絕熱澆注料(厚120mm)與無(wú)石棉硅酸鈣(厚180mm)的復(fù)合結(jié)構(gòu),總厚度400mm。回料閥體區(qū)域的內(nèi)襯結(jié)構(gòu)為:100mm耐磨澆注料+50mm耐磨澆注料+70mm絕熱澆注料+160mm保溫澆注料+20mm硅酸鋁耐火纖維氈,總厚度400mm。回料閥布風(fēng)板采用100mm耐磨澆注料+300mm絕熱澆注料的復(fù)合結(jié)構(gòu),總厚度400mm。

　　回料閥運(yùn)行中燒紅情況

　　鍋爐回料閥在運(yùn)行中,由于鍋爐負(fù)荷及風(fēng)量變化,內(nèi)部爐襯出現(xiàn)裂縫,流化風(fēng)進(jìn)入裂縫長(zhǎng)時(shí)間沖刷,造成裂縫與裂縫形成通道,將回料閥鋼板與保溫澆注料之間的硅酸鋁耐火纖維氈吹走,熱灰進(jìn)入隔熱層,將鋼板燒紅。

　　原因分析

　　(1)鍋爐廠設(shè)計(jì)的回料立管爐襯為耐磨澆注料(厚100mm)和絕熱澆注料(厚120mm)與無(wú)石棉硅酸鈣(厚180mm)的復(fù)合結(jié)構(gòu),絕熱澆注料與鋼板之間是180mm的隔熱棉。運(yùn)行時(shí),回料閥內(nèi)900℃的熱灰會(huì)將澆注料加熱,澆注料受熱膨脹,會(huì)擠壓無(wú)石棉硅酸鈣隔熱棉,由于棉的厚度太厚,澆注料膨脹的余量太大,容易使?jié)沧⒘袭a(chǎn)生裂紋,再加上運(yùn)行中回料閥由于返料產(chǎn)生的震動(dòng),不僅澆注料裂紋會(huì)增加,裂紋的寬度也在變大,裂紋變大后,回料閥的流化風(fēng)進(jìn)入裂紋,對(duì)裂紋中的隔熱棉進(jìn)行吹掃,長(zhǎng)時(shí)間這樣運(yùn)行隔熱棉就被風(fēng)帶走,形成裂紋與裂紋貫通,熱灰進(jìn)入隔熱棉區(qū)域,將外部鋼板燒紅,長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行,即導(dǎo)致鋼板炭化開(kāi)裂,嚴(yán)重影響鍋爐安全穩(wěn)定運(yùn)行。

　　(2)設(shè)計(jì)人員考慮到回料閥的外部表面溫度運(yùn)行中不允許超過(guò)50℃,加厚了隔熱棉的厚度,這樣雖然能保證外表面溫度不超標(biāo),但是給運(yùn)行帶來(lái)了隱患。

　　(3)回料閥澆注料施工過(guò)程需要分三步進(jìn)行,第一步是抓釘焊完需鋪設(shè)180mm無(wú)石棉硅酸鈣棉,第二步是施工120mm保溫澆注料,第三步是施工100mm耐磨澆注料。由于鋼板表面已焊接有250mm×250mm間距的抓釘,無(wú)石棉硅酸鈣棉不能大面積敷設(shè),也不能很好地與鋼板貼緊,保溫澆注料施工因有180mm無(wú)石棉硅酸鈣棉,松軟,又不能很好地?fù)v實(shí),這都造成了整個(gè)澆注料施工不是很結(jié)實(shí),使鍋爐運(yùn)行中回料閥內(nèi)襯更容易產(chǎn)生裂紋,裂紋多就存在鋼板被燒紅的危險(xiǎn)。

　　采取的對(duì)策及效果

　　鍋爐回料閥鋼板被燒紅是300MW循環(huán)流化床鍋爐普遍存在的現(xiàn)象,許多電廠采取的措施是運(yùn)行中使用壓縮空氣吹或者是做密封盒臨時(shí)封堵,停爐后局部換鋼板,治標(biāo)不治本,有的電廠直接采取整個(gè)回料閥重新施工的方案,這種方案施工成本太高,一臺(tái)爐重新施工的費(fèi)用高達(dá)150~200萬(wàn)元。該廠針對(duì)回料閥鋼板被燒紅問(wèn)題,經(jīng)分析確定采取以下改造方案,既省錢,效果也不錯(cuò)。

　　(1) 鍋爐檢修時(shí),將回料閥外部鋼板均勻割400mm×200mm孔,孔與孔間距上下為500~700mm,左右為1000mm(便于人胳膊伸進(jìn)鋼板內(nèi)部清理保溫棉和保溫澆注料),如圖2所示。割孔與割下的鋼板必須做記號(hào),便于施工完畢,封堵孔時(shí)鋼板能一一對(duì)應(yīng)。

　　(2) 將回料閥內(nèi)的保溫棉和積灰全部掏出,保溫澆注料容易清理也全部清理干凈,做到孔與孔之間的回料閥無(wú)積灰和保溫棉。掏干凈后,再用壓縮空氣進(jìn)一步吹掃干凈,為下一步澆灌做準(zhǔn)備。

　　(3) 在原有的抓釘上焊接小的V字型抓釘,必要時(shí)抓釘與抓釘之間焊接鋼筋拉網(wǎng),鋼筋上再焊接抓釘,提高澆灌可塑料的牢固性;割孔部位的抓釘無(wú)生根的,采取兩種固定方式:1)與回料閥鋼板連接,保證抓釘與回料閥鋼板連接牢固;2)將割孔部位的抓釘用耐熱不銹鋼條延長(zhǎng)至超出回料閥鋼板外10~20mm(掏空部位全部澆灌完可塑料后,封堵孔時(shí),抓釘與鋼板搭接住的直接用原割下的鋼板封堵;延長(zhǎng)抓釘?shù)?先將封堵鋼板割一個(gè)長(zhǎng)孔,割孔位置與抓釘位置一致,將抓釘讓出至封堵鋼板外,先焊接鋼板四周,再焊接超出鋼板的抓釘)。

　　(4)回料閥灌耐火可塑料,澆灌時(shí),用小震動(dòng)棒夯實(shí),灌實(shí)后,用原割下的鋼板焊接封堵。

　　這樣施工完畢后,鍋爐連續(xù)運(yùn)行一年半,再未發(fā)生回料閥燒紅現(xiàn)象。雖然回料閥外表面溫度達(dá)到80~100℃,但是從電廠的長(zhǎng)周期運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)效益綜合考慮,效果還是不錯(cuò)的,每個(gè)回料閥施工費(fèi)用只有10萬(wàn)元左右,大大節(jié)約了成本,也達(dá)到了預(yù)期效果。