电站设备保温节能工程实践

周镇平，徐雪松

（浙江浙能嘉兴发电有限公司，浙江 嘉兴 314201）

火电厂热力设备和管道的绝热有自身的特点。工业发达国家对火电机组的保温工作十分重视，而国内电厂却对机组保温工作普遍重视不够，大多数投运机组的热力设备和管道保温效果不理想，散热损失过大，外表面温度较高，达不到国家有关标准的要求，与国际水平差距更大。

火电厂设备保温的主要目的是为了减少热力设备和管道的散热损失。根据权威部门的统计分析，火电机组由于保温不良将导致煤耗升高约1.5 g/kWh。由此可见，保温节能潜力是巨大的，发电企业应对机组的保温状况进行测试诊断，评估其保温性能，在条件允许的情况下，对保温不合格的设备和管道进行保温改造，这既是为达到国家标准的要求，也是保温节能、提高机组经济性的需要。

1 热力设备和管道的绝热及施工特点

1.1 介质温度高

火力发电厂热力设备和管道的热介质温度大部分都很高，热介质包括高温蒸汽和热水、高温烟气和热风等，主蒸汽管道、热段再热蒸汽管道、炉顶部分联箱、汽机本体、高压旁路减温减压器及低压旁路减温减压器等设备的蒸汽介质温度都在540℃左右。部分抽汽管道、冷段再热蒸汽管道、高压给水管道、高压加热器、热风管道、部分空气预热器吹灰管、部分排汽管道及锅炉炉墙等设备的热介质温度在250℃～450℃。上述高温热力设备和管道大约占火电厂需要绝热部位的80%以上。由于介质温度较高，随之而来的是对绝热材料的选用更讲究，对绝热结构的设计要求更严格，对绝热工程的施工质量要求更高。

1.2 施工工艺及质量要求高

1.2.1 施工工艺

绝热工程的质量除了与绝热材料关系重大以外，与施工工艺也密切相关。在施工以前，施工企业必须制定详细的保温施工工艺方案提交电厂审查，审查通过后遵循以下规定施工：

（1）应首先把设备和管道表面上的灰尘、油垢、铁锈等杂物清除干净，如果设计规定要在设备和管道外表面涂刷防腐剂，则应在防腐层完全干燥后方可施工。

（2）如设计未作规定，直立管道和设备应间隔3 m左右，以设置承重托架。

（3）大型设备及直径大于630 mm的管道必须焊接绝热钩钉、销钉或螺栓，当壁厚不大于4 mm时，应在进行设备或管道严密性试验前焊接，但对于合金钢设备或管道应按有关文件规定并遵循金属工程师的要求进行焊接。

（4）当主绝热层厚度大于100 mm时，应采用分层结构，第一层错缝，第二层压缝，方型设备四角搭缝。

土地储备管理具有资本密集型特点，当前我国政府土地储备的主要资金渠道还是商业贷款。据部分调查数据显示，我国目前的土地储备已过亿，如此庞大的贷款额应该引起社会的高度警觉，再加上土地储备进行的周期长，贷款利息的不断上升一定会使土地储备的成本急剧增加，甚至出现零收益的后果。另一方面，金融风险也不容小觑，近几年国家对各行各业的宏观调控不断加大，土地市场也定会受到冲击，土地储备机构还款能力也势必会有所降低。

（5）硬质绝热材料的缝隙不得大于5 mm，并用灰浆嵌缝。

（6）绝热托架及支承环与管道金属壁之间应安装隔热垫。

（7）伸缩节及管道滑动支架等处的绝热应朝膨胀方向留出足够的间隙，法兰盘处也应留出能方便拆卸螺栓的间隙，在管道穿过平台或其它设备时，在有碍膨胀的地方留出足够的间隙。

施工工艺方案审查合格后，施工单位应严格按照方案进行施工。

1.2.2 质量要求

火电厂运行的特点是对设备的安全可靠运行要求较高，绝热对机组的安全可靠运行及启动性能的影响较大，所以火电厂对其所使用的绝热材料的性能和绝热工程的质量都要求较高，不能因为绝热问题对机组的安全运行构成威胁，或对运行、检修人员造成烫伤等人身伤害。

2 保温改造实践

某电厂6号机组B修前对机组保温性能全面测试，根据测试结果，提出对6号炉炉顶大罩局部及四周裙边进行保温改造。

2.1 保温施工方法

（2）在纤维板上铺设水泥珍珠岩拌料约100 mm，表面用铁丝网加强，再加上20 mm的抹面料。

（3）大罩顶部转角处的保温难度较大，施工过程中粘贴保温层分3次进行，每次粘贴2层硅酸铝纤维板，待粘合剂达到最大粘结强度后再进行第二、三次粘贴。然后及时用铁丝网和保温钉固定，以防脱落。

（4）在粘贴好的硅酸铝纤维板表面敷设镀锌铁丝网，铁丝网用自锁压板压紧。

2.2 改造后的效果及经济性分析

表1是某电厂6号机组炉顶大罩顶部及四周裙边改造前后外表面温度对比数据。实施保温节能改造后，外表面温度完全符合GB 4272－92《设备及管道保温技术通则》的规定，原有超温点消除，平均温度下降88℃，保温效果明显提高。

表1 改造前后机组外表面温度 ℃

2.2.1 改造前后的散热损失对比

散热损失通常以热流密度q表示：

式中：设备表面换热系数α＝9.77+0.07×（TW-TF）；TW为保温结构外表面温度；TF为环境温度。

散热损失与散热面积的乘积，就是该面积的散热量，所以散热面积内的散热损失表示了该区域的保温状况，是检验热力设备保温效果的主要指标。GB 4272－92《设备及管道保温技术通则》给出了不同介质温度下热力设备和管道的最大允许散热损失值，见表2。

表2 常年运行工况下保温结构外表面允许的最大散热损失值

炉顶大罩内介质温度为500℃，平均外表面温度为117℃，按环境温度18℃计算，改造前α为 16.7 W/（m2·k）； q 为 1653.3 W/m2。 不难看出，改造前的散热损失已经超过标准值。

改造后，按平均外表面温度28℃、环境温度18℃计算，α 为 10.47 W/（m2·k）； q 为 104.7 W/m2。可以看出，改造后的散热损失低于标准值。

2.2.2 改造后的经济性分析

对改造后的单位换热量作对比分析计算，其中炉顶大罩顶部四周裙边保温后外表面换热面积为500 m2，降低散热损失Δq为1548.6 W/m2，降低了93.7%，减少热流量损失Δφ为774300 W。

改造后1 h内减少的散热量，即节能Q＝Δφ×h＝2787480 kJ，表明取得了显著的节能效果。

3 绝热工程的验收方法

3.1 绝热工程的冷态验收

为了确保施工质量，保温工程应有较严格的工程冷态验收规范，如保温前设备管道清扫的验收、每一施工层的验收、对捆扎的验收、对抹面的验收等等。在施工过程中应有专职人员对每一道工序进行检查，只有在上一道工序符合要求后方可进行下一道工序，凡违反施工工艺方案，造成该工序质量不符合要求的，应拒绝签字并要求其返工，以确保每一道工序都符合要求。对一般设备质量检查的点密度为每50 m2检查3处，管道每50 m长检查3处，少于50 m2或50 m时也检查3处，在3处中有1处不合格时，应在不合格处附近再取2点重查，仍有1点不合格时，认定该处不合格。对外护层的检查主要包括：是否贴紧主绝热层、有无缝隙、外装板的横向缝是否在同一水平线上、接缝是否用胶密封、外护板表面是否凹凸不平、不够圆滑等等。上述检查一般是在机组启动以前进行，因此也叫冷态检查或冷态验收，进行冷态检查的依据是DL/T 5072-2007《火力发电厂保温油漆设计技术规程》。

3.2 绝热工程的热态验收

对保温材料实际使用效果的评定、对保温改造工程的最终验收及综合技术经济评价都有赖于保温工程的热态测试结果。同时，热态考核测试结果也是业主对保温施工单位施工质量验收的重要依据。验收主要包括以下几个方面：

（1）保温改造工程完成后，再次对机组进行全面测试。保温外表面温度测试合格的标准是：环境温度≤25℃时，保温外表面温度≤50℃；环境温度＞25℃，保温外表面温度≤环境温度+25℃。

（2）将改造前后不同环境温度下的测试数据修正到同一环境温度下进行对比分析，使改造前后测试结果的对比更为准确、合理，使保温工程的测试、验收及评价更具有科学性。

（3）提出进一步改进的具体范围或设备，力求使保温改造工程达到最优。

4 结语

机组设备、管道等的保温效果不佳不仅影响全厂的安全生产，也会使机组散热损失增大，影响机组的经济效益。从火电厂高温高压设备与等效可用系数高的特点要求看，保温还有利于延长设备寿命和机组安全可靠运行，并可提高机组快速启动能力。改造前后的保温性能测试对比表明：改造后设备管道的散热损失和外表面温度均大大低于改造前，外表面温度均小于50℃，主要热力设备和管道的散热损失均低于国标规定值。

[1]DL/T 5072-2007火力发电厂保温油漆设计规程[S].北京：中国电力出版社，2007.

[2]俞佐平.传热学[M].北京：高等教育出版社，1994.

[3]DL/T 934-2005火力发电厂保温工程热态考核测试与评价规程[S].北京：中国电力出版社，2005.