超临界循环流化床锅炉CFB施工技术及质量控制要点探讨

盖克勤 薛俊淑

华电朔热一期2×300MW级热电机组工程锅炉为超临界参数变压运行直流炉，循环流化床燃烧方式、一次中间再热、平衡通风、全钢构架结构;锅炉采用紧身封閉;过热器采用两级喷水调节蒸汽温度、再热器采用以烟气挡板调节蒸汽温度为主，同时设置微量喷水和事故喷水调温为辅的调温方式;是上海锅炉厂有限公司首次开发的国内首批350MW超临界CFB锅炉，结合了350MW、600MW等级超临界煤粉炉的超临界水动力技术和经验，该产品在研发过程中采取了产、学、研和使用单位组成共同体的开发模式，目前国内尚无同类型机组运行经验，为推动我国循环流化床锅炉技术的发展具有划时代的意义。

现将350MW超临界循环硫化床（CFB）锅炉安装技术和质量控制要点分析探讨如下：

一、加强浇筑料规范设计

1、设计人员应当结合所选用的耐火浇注料、可塑料的基本特性，充分考虑CFB锅炉结构特点进行规范设计。设计的耐火浇注料、可塑料各区域的厚度、颗粒要适当，避免造成温度与传热的不一致性，产生膨胀偏差，防止由于不正常的挤压、拉伸应力产生脱皮、坼裂和扩口。

2、销钉的数量和分布方式要合理（钉设计过密反而会破坏炉墙，使可塑料产生分层，破坏了浇注料的稳定），实现耐火浇注料与刚性材质之间牵制和依托关系，在受到应力集中影响时，能够保证良好的基体材料结构强度。

3、耐火浇注料区域跨距之间的钢制拉筋、板条、抱箍、限位块、支吊等的支撑与固定方式的选择，应充分考虑材料的膨胀、变形、位移等有可能产生的支吊、固定失稳因素。局部过渡部分必须做到有应力疏导、保证足够的强度、膨胀补偿，不得简单挪用连接件设计工艺。

4、烟风道高灰浓度内部区域裸露的金属部件（包括水冷壁管屏），应当尽可能做到光滑、平整、无暇疵，以减轻磨损，增加金属结构的稳定性，提高流场的稳定性和均匀性。

5、各段受热面和耐火区域的耐火防磨材料施工工艺、材料种类选择、结构都要有所区别。要对特定的耐火浇注料、防磨料区域结构和拼接方式进行优化，以保障膨胀、变形和伸缩所带来的交变应力。

二、严格选择防磨材料

1、把好销钉、钢筋等重要材料选材关

很多锅炉厂家以工程成本考虑，将旋风筒内的销钉、钢筋等不锈钢材质设计为Cr18Ni9Ti，这种钢材虽有一定的耐热性和抗腐蚀性，但在循环流化床锅炉点火、停炉及负荷变化历程中，钢筋时常受拉受压，易在浇筑料的膨胀缝和浇筑料运转时产生的缝隙中断裂，以而引起浇筑料脱落。而1Cr20Ni14Si2，具有较高的高温强度及抗氧化性，抗拉强度在590MPa以上，显著大于前者，适用于制作承受应力的各种炉用构件。

2、各种耐火材料的技术质量要求和检验项目，应符合《火力发电厂锅炉耐火材料技术条件》DL/T777-2012标准。所用耐火材料的物理、化学性能必须由国家、电力行业指定的检测机构出具检测报告原件和出厂合格证。

3、炉膛密相区、点火区温度高、物料浓度高，流速快，衬里磨损大。材料要选用较高的抗磨损性，较小的线变化，较好的抗冷热急变性、抗热震的耐磨浇注料，各开孔区周边的浇注料中添加2%耐热不锈钢纤维。给煤口等易磨损部位采用超高强度耐磨耐火浇注料完成。

4、返料装置是第一级分离的循环通路。返料阀部位有可能形成二次燃烧，温度较高，热震频繁，灰浓度高。材料选用较高的整体强度、较小的耐磨损性及良好的热震稳定性能的浇注材料。

三、采取防磨措施

1、采取金属表面喷涂技术防磨

金属表面喷涂能防止磨损和腐蚀有两个方面的理由：第一、涂层的硬度可能较基体的硬度更大;第二、涂层在高温下会产生致密的坚硬和化学稳定性更好的氧化层，且氧化层与其基体的结合更牢。

2、炉膛布风板浇注150mm左右的高强度耐磨浇注料，炉膛锥段区域四周的水冷壁管子上焊有销钉，并敷设80mm厚（距管子中心线）的高温耐火耐磨层。在锥段和垂直段交接的区域，水冷壁管子弯向炉外突出，保证炉膛内下落物料垂直落在耐磨层上。

3、炉膛上部的水冷屏、屏式过热器及屏式再热器，在其下部表面及穿墙部分，管子上焊有销钉，并敷设100 mm厚（距管子中心线）的高温耐火防磨层，防止上升烟气磨损管子。

4、炉膛上部后墙烟气出口的四周水冷壁管表面，敷设80mm厚的环形高温耐火防磨层，防止烟气流向改变时磨损该区域管子。

5、旋风分离器进口烟道、旋风分离器及旋风分离器出口烟道内壁采用防磨可塑料，设置高密度销钉加以固定，保证耐磨材料牢固可靠。敷设400mm厚的高温耐磨层，在施工过程中要求耐磨层表面平整，光滑过渡。分离器中心筒采用高温高强度耐磨的奥氏体不锈钢材料。

6、在U型回料器及回料腿内，凡是与高温高浓度灰粒接触的烟道内表面，均敷设一层高温耐磨浇注料和一层耐火保温浇注料，用“Y”型销钉固定。

四、严把质量控制关

1、浇注材料进场以后，应严格审查每一个独立包装件的材料合格证、成分明细表，核对实际供货材料是否与合同规定内容相符合。必要时，应当抽样检查并进行一定的试验，委托第三方或由业主实地进行有关性能检查试验，以保证材料各项性能指标。

在整个储运、存放等过程中，必须保证很好的存放场地和防水、防损措施，避免漏水等因素产生材料的颗粒板结，造成性能下降。

2、锅炉膜式壁垂直度对磨损程度至关重要，其四角缝由于物料浓度相对较高，任何倾斜和壁面凸起物都将带来严重的磨损，因此安装时不可忽视四角缝的检查和验收。

3、安装时，中心筒的中心线与返料器中心线应重合，否则，中心的偏移将影响分离效果，导致烟尘排出浓度增加，加大尾部受热面的磨损。另外，为防止中心筒吊挂的上边缘变形（因重力、温度而向内收缩甚至断裂），在安装时应适当增加连接中心筒和八卦梁圆环的不锈钢带铁（材质：1Cr25Ni20Si2）;中心筒内上部增加一道十字不锈钢支撑。在焊接不锈钢时，要注意不要错用焊条，应使用耐900-1100℃高温的A402焊条，焊后应保温退火。对埋在浇注料内的不锈钢网格，浇注前应涂刷δ=2mm的沥青，防止膨胀导致浇注层脱落。

4、严格控制旋风分离器简体组合尺寸和焊接变形;在耐火保温内衬施工之前，要检查简体内壁弧度，对凸凹部分做好记录，在筒体施工时进行调整。对向火面材料的施工，要保证严密度、严整度、垂直度以及内壁弧度和表面质量等，以减少受热面的磨损。

5、浇筑料施工时要重点检查销钉焊接的质量，严格控制金属锚固件的焊接定位、浇注料拌合、浇注振捣、浇注模装设、脱模以及膨胀缝等施工工艺步骤，不可随意简化修改。必须把握一个重点、一个难点、一个关键。重点部位是炉膛密相区;难点部位是返料阀;关键部位是分离器部位。

6、加强浇注料施工过程管理、控制水分、加强通风、自然烘干为烘炉成功奠定基础。锅炉烘炉要应采用先进的热烟烘炉法，具有节油省时、温度易控、温度场均匀、便于操作、烘炉效果好的优点，要严加重视排湿孔开法，烘炉要严格控制以下要点：

①严格按照各部位烘炉曲线控制烘炉时间和温度;

②每小时记录烘炉各部位温度，严格控制升温速率和恒温时间，烘炉偏差在规定范围;

③自然冷却期间不能鼓入冷风，整个衬里烘干期间应作好记录，衬里自然养护后，如不具备条件点火，为防止晶格转化，应使温度保5—35℃。

CFB锅炉的砌筑需从材料、施工、烘炉及运行启动密切结合起来，才能保证耐磨耐火材料的使用寿命，保证锅炉长期稳定运行。

五、增加播煤风和吹扫风，改善给煤特性。

循环流化床密相区属微正压运行状态，落煤管压力分布呈下高上低之势，易落煤不畅甚至堵管。本工程在落煤管上部和下部分别加入播煤风管和吹扫风管，使得落煤顺畅，改善了给煤特性。

二O一四年十一月十日