火电厂锅炉汽机本体与压力管道的节能保温

2020-11-26严得云刘玉春

商品与质量 2020年14期

严得云刘玉春

青海黄河上游水电开发有限责任公司西宁发电分公司青海西宁 811600

伴随着21 世纪的到来，时代在不断进步，人们对电能的需求越来越高，火电厂已经成为了消耗能源最多的企业之一了，尤其是消耗煤炭资源的火电厂，耗能巨大。由于火电厂耗能太大，引起了社会各界的关注，火电厂节能降耗工作也就被提上了日程。火电厂耗能虽然多，但也有降能的办法，能源消耗下降空间巨大。在火电厂中，汽轮机组是一个重要的组成部分，作为火电厂主要的耗能组件，我们的首要任务就是研究汽轮机组节能的影响因素，然后有针对性的提出相应的降能措施。在竞争如此激烈的21 世纪，想要增加火电厂的效益就要做到最大限度内降低能源消耗，只有做到节能降耗，才能在激烈的竞争中处于有利地位。

1 火电厂锅炉概述

火电厂的锅炉主要由过热器管、冷水壁、再热器管与省煤器管等一些管道系统构成，其中，锅炉汽机本体和压力管道是火电厂锅炉的重要设备，其施工质量可以直接影响到火电站的安全性和供电能力。对机器本体以及压力管道进行保温工艺可以有效降低锅炉热损耗，减少压力管道侵蚀现象。因此，为减少能量损耗，增加火电厂的节能效益，对锅炉汽机本体和压力管道进行保温施工是可行方法之一。

2 火力发电厂能耗影响因素

2.1 通流性

在火力发电厂汽轮机组的实际运行过程中，通流性直接对汽轮机组的实际蒸汽做功效率有着重要影响。当整个火力发电厂汽轮机组通流性不足时，会直接导致汽轮机组消耗大量能源资源以供机组正常运行。当整个火力发电厂汽轮机组通流性满足运行标准时，能有效改善火力发电厂汽轮机组实际运行过程中的通流面积和气流量，从而提升汽轮机组的实际缸内运转效率，使火力发电厂汽轮机组能耗量大大降低[1]。

2.2 气缸效率

气缸效率是影响火力发电厂汽轮机组能源消耗的重要因素之一。目前，我国绝大部分火力发电厂汽轮机组的安装、管理和维护保养落实存在一定问题。同时，深入探究火力发电厂汽轮机组设计标准可知，汽轮机组在其实际运行过程中的气缸效率往往低于实际设计标准，因此，我国多数火力发电厂汽轮机组气缸效率远远低于国际水平[2]。此外，由于火力发电厂汽轮机组气缸效率的降低会直接影响整个汽轮机组运行过程中的能源消耗，进而使火力发电厂汽轮机组在运转过程中的能源消耗大幅度增加。

2.3 出力系数

众所周知，出力系数是火力发电厂汽轮机组实际运转过程中的重要指标，会直接关系到整个火电厂汽轮机组的能源消耗。当电网系统正常运转时，由于不同时间段内的电力负荷往往会发生较大变化，电力高峰值和电力低谷值此起彼伏，而火力发电厂汽轮机组在实际运转过程中必须适应电力供应高低变化所带来的不同强度的电力负荷，进而使火电厂汽轮机组在调整电力负荷时额外消耗大量能源资源[3]。

2.4 气压与温度

当火力发电厂汽轮机组正常运转时，汽轮机组所处环境周围的气压和温度变化对其实际运转效率有着重要影响。当火力发电厂汽轮机组处于水压较低且无法及时调整燃料燃烧以获得满足汽轮机组正常运转的能量时，就会使汽轮机组蒸汽流量大幅度增加，蒸汽气压快速降低，从而降低整个火力发电厂汽轮机组的实际运转效率。同时，火力发电厂锅炉运行时吹入空气比重的提高、燃料燃烧能量供应的不足甚至喷水量的增大等，都会进一步造成火力发电厂锅炉周围受热面出现严重积垢情形，最终使整个火力发电厂汽轮机组需消耗大量热能满足其正常运转。

3 锅炉汽机本体与压力管道节能保温设计

保温结构包含保温层与保护层两部分，各个部件的设计要遵循《管道及设备保温》相关要求。在实际施工的过程中，施工人员要先做好管道水压试验，待实验结果合格后，清除锅炉汽机本体设备及管道表面的污垢，主保温层必须具备平整和连续的特征，满足机械强度要求，接缝间保持严密，若出现缝隙，使用硅酸铝纤维进行填充，除了满足防火防水要求之外，还要保证外表美观。安全阀安装后，要加固空排气管道保温层，其中管道和法兰的连接位置，要把保温瓶层设置在螺栓拆卸缝隙中，对出现的缝隙或是缺陷，可以用硅酸铝纤维进行及时填充。锅炉排污管道阀门要预留约为150mm 左右不保温段，便于后期维修中检查阀门的泄露情况[4]。

4 锅炉汽机本体与压力管道节能保温施工

4.1 施工材料的选择

施工材料主要以保温材料和保护层材料为主。在保温材料中，要求特别关注导热系数，较低的导热系数具有更好的保温效果。为达到长期使用效果，对材料的粘结力也有一定要求，以期避免后期有脱落问题的发生。举例来说，对于汽水管道，如果管道内介质的温度超过了350℃，优先选择硅酸铝材料制备的管壳进行保温。如果管道内介质的介质温度在50-350℃之间，优先选择岩棉材料制备的管壳进行保温。但是对于烟道和热风道来说，通常优先选择岩棉材料制备的管壳进行保温。对于管道弯头、阀类和异形件的保温优选选择岩棉或是硅酸铝制材料制备的管壳进行保温。需要注意的是，阀门的保温厚度与连接管道要求一致，并且外保护层要求铝合金板材料。在保护层材料中，要求锅炉汽机本体的保护层应至少为0.7mm 的铝合金金属板，对于直径小于38mm 并且保温层的外径小于80mm 的特殊管道，保温层应为0.1mm 厚的低碳玻璃布，同时，需要在管道的表层覆盖防水胶[5]。对于矩形截面烟风道，其金属保护层应为0.5mm 厚的铝片，且保护层应为金属压型板。

4.2 施工技术的要点

对于火电厂锅炉汽机本体与压力管道的保温施工过程中，要根据具体的施工流程全面把关，要求安装无误，并达到标准的保温效果才可合格。实际保温层的施工过程中，一般都要先将铁丝网敷设完成后，再进行抹面处理，之后才可进行施工，其目的是使保温层可以与内侧粘贴牢固，并且施工后要进行验收确认。施工过程中，要求施工方对低压外缸、高中压外缸和高压主汽门等结构针对性采取不同处理办法，减少在保温层的构建过程当中出现缺陷。锅炉汽机本体设备在保温施工过程中还要重点留意保温层厚度[6]。举例来说，硅酸铝针刺毯的高中压外缸上半部分要求有230mm 的保温层，而下半部分要求有265mm 的保温层，对于低压外缸来说，要求上半部分有100mm 的保温层，而下半部分则要求有115mm 厚度的保温层。在压力管道的施工处理过程前要对其进行除油除锈处理，要求管道表面具有良好施工条件。施工过程要对保护层厚度进行斟酌，一般来说管道与配件的表面保温层要达到至少80mm，并外覆铝合金板，从而达到对管道和保温层的保护作用。如遇到难以使用岩棉或硅酸铝当作保护层的部位，要使用硅酸铝纤维进行填缝覆盖，对于管道内的法兰阀门和其它需要定期检修的部位，保温层需要使用可拆卸结构进行施工，方便未来检修。

4.3 施工中的要求

除要保质保量完成施工过程，还要求选择适合的粘结材料及合适的保温材料，对施工中的接缝问题妥善处理，特别是压力管道的阀门弯道和设备与管道的缝隙部位，要着重检查施工质量。对施工后的平整性、美观性也要严格要求，根据需求可对保护层外层进行刷漆处理。

4.4 施工流程

对于汽机本体设备和压力管道进行保温施工，需先将施工所需工具与材料准备好，检查技术流程与施工现场的安全防护，依据工程要求进行脚手架搭建，准备措施做好之后再进行汽机本体与压力管道的保温施工。汽机本体设备要进行铁网铺设，再对保温层进行表面抹面，之后进行保温检查、验收，合格之后进行脚手架拆除并验收移交。压力管道要焊接保温层外护板的支架，然后开始主保温层的施工，对外护板连接骨架等部位进行焊接处理，检查不合格焊缝并补焊，要求焊缝处要求达到饱满均匀的质量。同样要求在合格之后进行验收移交[7]。