600MW超临界机组炉顶立体柔性密封技术

郭克峰

(鹤壁丰鹤电厂，河南 鹤壁 458008)

1 前言

某厂2×600MW机组锅炉投产时炉顶密封采用的是平面硬性密封，一直以来存在锅炉炉顶漏风漏灰现象，采用焊补、浇注可塑料等方式进行多次修复但仍未能有效解决该问题。针对锅炉炉顶密封结构的具体特点，通过采用折型立体柔性密封技术，解决了炉顶密封泄漏难题。

2 设备概况

某厂2×600MW机组配两台DG1900/25.4－Ⅱ1型超临界变压直流锅炉。在炉膛上部和水平烟道沿烟气流向受热面依次布置:两排屏式过热器、高温段过热器、高温段再热器。后竖井前烟道布置有三级低温再热器，后烟道布置有低温过热器和两级省煤器。每台锅炉配备6套ZGM113G型中速正压直吹式制粉系统，24只旋流煤粉燃烧器分四层对冲布置在炉膛的前后墙。

炉顶密封主要包括:前墙水冷壁管排与顶棚间密封;侧墙水冷壁管排与顶棚间密封;过热器、再热器受热面管排穿顶棚密封及后竖井吊挂管穿顶棚密封。在前墙水冷壁管排与顶棚管交接处采用小罩壳密封结构。在过热器、再热器受热面管排穿顶棚处采用套筒式密封结构和波纹管膨胀接头的焊接密封结构。在屏式过热器区域，除穿顶棚处外，顶棚管排采用焊接膜式管屏结构。为防止在一次密封上因局部焊接不周造成泄漏，在顶棚管上和过热器、再热器穿顶棚处还可采用高温微膨胀耐火塑料作为炉顶密封的补充措施。在大屏穿顶棚区域还设置了密封小罩壳。

3 炉顶密封泄漏的原因分析

1)锅炉设计原因。锅炉从顶棚前集箱至尾包墙的纵向长度35米，热运行状态前后及两侧绝对膨胀量分别达208mm和55mm，这么大的膨胀量肯定会带来密封难题，虽然炉顶顶棚管采用了全焊接的鳍片膜式壁，但在炉顶四周与水冷壁、包墙管的交界处和穿过顶棚管段的部位无法形成膜式壁，则是采用特殊的密封板和梳型板与内护板相互焊接的一次全密封结构，由于热运行状态的多变性引起锅炉炉顶的膨胀中心不明确，长期运行必然造成密封件在长期热应力工况下被拉裂，从而引起炉顶密封泄漏。

2)穿墙管密封盒尺寸原因。穿墙管密封盒是横贯炉宽的，长度往往接近20米，不同穿墙管系的密封盒之间间距很小，不足以吸收由于大面积满焊密封盒而产生的焊接应力，往往会造成密封盒撕裂，从而引起炉顶密封泄漏。

3)炉顶长时间处于正压运行状态。锅炉采用平衡通风，炉膛内压力保持在－100Pa左右运行。炉膛内负压测点布置在标高60.1m，顶棚标高74.215m，落差14.115m。由大气压原理可知，海拔高度每增高12米，大气压力降低约100Pa，那么越往炉膛上部，负压越低，炉膛顶部在运行工况下长时间处于微正压状态，从而引起炉顶密封泄漏。

4)现有密封材料的理化指标因素。如耐火可塑料等硬性材料的膨胀量过小，只能作为耐火层而不能吸收膨胀。炉顶整体密封面积过大，当密封钢板有露焊点等穿孔缺陷或隔热耐火混凝土有损坏时，高温烟气流将进入密封板下窜行，很快就会使密封板受热变形而损坏，从而引起炉顶密封泄漏。

4 立体柔性密封技术

4.1 密封原理

立体柔性密封原理是吸收锅炉发生的膨胀而不是硬性的遏制膨胀。它是采用专用高温黏合剂和多层高密度陶瓷纤维把锅炉炉顶漏风漏灰部位密封起来，使高温黏合剂把陶瓷纤维与金属表面牢固地粘和在一起，外部采用耐高温的不锈钢网把纤维层整体固定，具有很强的柔韧性和弹性，利用整个密封结构的可塑性来吸收锅炉热运行状态时由交界部位金属膨胀系数不同引起的位移，从而达到消除密封开裂部位引起的炉顶漏风漏灰现象。

4.2 施工程序和技术规范

1)密封工作面除锈打磨，打磨部位应超出工程部位10%左右。

2)密封钢钉焊接。钢钉两面焊接牢固，间距200－250mm交错排列布置，不少于12根/m3。引弧、焊接。

3)陶瓷纤维铺设。由里向外共三层，每层陶瓷纤维之间、陶瓷纤维与金属工作面之间均匀涂抹耐高温粘合剂，层间错缝，错缝距离不小于100mm且接缝处也需涂抹耐高温粘合剂。

4)镍铬锰软网铺设。镍铬锰软网铺设要平整，用方型逆止垫片间隔固定。

5)菱型钢网铺设、固定。菱型钢网铺设，紧贴并完全覆盖密封层，网间搭接不少于50mm。

6)方形逆止垫片及圆形垫片必须压紧钢网，其间不得有间隙，密封钢钉必须焊接在圆形垫片上并截断圆形垫片外部的多余钢钉。

5 结束语

锅炉立体柔性密封技术解决了炉灯密封泄露问题，降低漏风量，减少散热损失，提高锅炉热效率，消除漏风漏灰所带来的环境污染。

［1］丰鹤电厂.600MW超临界锅炉设计说明书 ［R］.

［2］火电施工质量检验及评定标准 ［S］(锅炉篇).

［3］火力发电厂热力设备和管道保温材料技术条件与检验方法 ［S］.