FW-420T／H型循環(huán)流化床鍋爐安裝特點(diǎn)及常見問題處理

■ 王建軍 中國石化集團(tuán)第五建設(shè)公司 甘肅蘭州 730060

FW-420T／H型循環(huán)流化床鍋爐安裝特點(diǎn)及常見問題處理

■ 王建軍 中國石化集團(tuán)第五建設(shè)公司 甘肅蘭州 730060

結(jié)合天津石化100萬t/a乙烯工程3x420 t／h的循環(huán)流化床鍋爐現(xiàn)場(chǎng)安裝經(jīng)驗(yàn)，對(duì)循環(huán)流化床鍋爐的施工組織及施工方法進(jìn)行了分析。針對(duì)流化床鍋爐特有的膨脹節(jié)、風(fēng)帽、錨固件、砌筑爐墻等部件的安裝過程進(jìn)行了詳細(xì)探討，同時(shí)也對(duì)試運(yùn)過程中常見缺陷的處理進(jìn)行了介紹。

鍋爐 循環(huán)流化床 安裝過程

循環(huán)流化床鍋爐采用流態(tài)化的燃燒方式，這是一種介于煤粉爐懸浮燃燒和鏈條爐固定燃燒之間的燃燒方式，即通常所講的半懸浮燃燒方式。所謂的流態(tài)化是指固體顆粒在空氣的作用下處于流動(dòng)狀態(tài)，從而具有許多流體性質(zhì)的狀態(tài)。在循環(huán)流化床鍋爐爐內(nèi)存在著大量的床料(物料)，這些床料在鍋爐一次風(fēng)、二次風(fēng)的作用下處于流化狀態(tài)，并實(shí)現(xiàn)爐膛內(nèi)的內(nèi)循環(huán)和爐外的外循環(huán)，從而實(shí)現(xiàn)鍋爐不斷地往復(fù)循環(huán)燃燒。循環(huán)流化床鍋爐是環(huán)保節(jié)能型鍋爐，符合今后石化企業(yè)熱電廠的發(fā)展方向，目前在國際上已進(jìn)入大型化、商品化生產(chǎn)階段，國內(nèi)熱電廠也陸續(xù)開始采用。但它必竟是一種新的應(yīng)用技術(shù)，其鍋爐結(jié)構(gòu)特殊，燃燒方式與煤粉爐有本質(zhì)區(qū)別，國內(nèi)已有的經(jīng)驗(yàn)還相對(duì)較少。為此，從安裝的角度對(duì)幾個(gè)突出問題加以論述。

1 循環(huán)流化床鍋爐基本結(jié)構(gòu)

天津石化100萬t/a乙烯工程3×420 t/h循環(huán)流化床鍋爐是福斯特惠勒（FW）公司制造的FW-420T／H-12.5M型鍋爐，為單汽包、自然循環(huán)、半露天布置的循環(huán)流化床鍋爐，鍋爐整體呈左右對(duì)稱布置，支吊在鍋爐鋼架上，采用高溫旋風(fēng)分離器進(jìn)行氣固分離，采用外置換熱器控制床溫及再熱汽溫。

本鍋爐由5跨組成，第1、2跨布景有主循環(huán)回路(爐膛、高溫鋼板旋風(fēng)分離器、回料器以及外置式換熱器)、冷渣器以及二次風(fēng)系統(tǒng)等；第3、4跨布置尾部煙道(包括高溫過熱器、低溫再熱器以及省煤器)；第5跨為單獨(dú)布置的回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器，空氣預(yù)熱器采用四分倉回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器。爐膛采用全膜式水冷壁結(jié)構(gòu)，爐膛底部采用褲衩型將下爐膛一分為二。布風(fēng)板之下為由水冷壁管彎制圍成的水冷風(fēng)室。鍋爐采用回料器給煤方式，4個(gè)給煤口布置在回料器上，石灰石采用氣力輸送，8個(gè)石灰石給料口布置回料腿上。在水冷風(fēng)室之前的2個(gè)一次風(fēng)道內(nèi)分別布置1臺(tái)風(fēng)道點(diǎn)火器，另外在爐膛下部還設(shè)置有2×4只不帶點(diǎn)火和火檢的床上助燃油槍，用于鍋爐啟動(dòng)點(diǎn)火和低負(fù)荷穩(wěn)燃。4臺(tái)流化床式冷渣器被分為2組布置在爐膛兩側(cè)，每臺(tái)冷渣器有9個(gè)排渣口，分別將底渣排到機(jī)械除渣系統(tǒng)。4臺(tái)高溫旋風(fēng)分離器布置在爐膛兩側(cè)的鋼架副跨內(nèi)，在旋風(fēng)分離器下各布置1臺(tái)回料器。由旋風(fēng)分離器分離下來的物料一部分經(jīng)回料器直接返回爐膛，另一部分則經(jīng)過布置在爐膛兩側(cè)的外置換熱器后再返回爐膛。外置式換熱器內(nèi)布置有受熱面，靠后墻外置式換熱器內(nèi)設(shè)置有中溫過熱器(ITSl和ITS2)，可以通過控制其間的固體粒子流量來控制爐膛溫度；靠前墻外置式換熱器內(nèi)設(shè)置有低溫過熱器(LTS)和高溫再熱器HTR)，可以通過控制其間的固體粒子流量來控制再熱蒸汽溫度。汽冷包墻包覆的尾部煙道內(nèi)從上到下依次布置有高溫過熱器、低溫再熱器、省煤器。

2 循環(huán)流化床鍋爐的安裝特點(diǎn)

2.1 汽包安裝

天津石化100萬t/a乙烯工程鍋爐汽包重90t，長(zhǎng)17.5m，布置在鍋爐前鋼架KA前1.8m處，由軸承支撐在鋼架上。汽包吊裝采用液壓頂升裝置，由布置在汽包頂上的2臺(tái)200t液壓千斤頂，將汽包由鍋爐0m傾斜15°角抬吊就位，然后安裝汽包支撐梁及軸承，然后找正就位。由于是坐式汽包，設(shè)計(jì)位置在鋼架主框架前的支撐梁上，因此安裝前的汽包間支撐框架的加固方案經(jīng)過了多方論證。

2.2 風(fēng)帽安裝

在循環(huán)流化床鍋爐的安裝過程中風(fēng)帽的安裝很重要。因?yàn)殄仩t床上物料、回料器物料、外置床物料的流化完全依賴于一次風(fēng)和流化風(fēng)通過風(fēng)帽進(jìn)行流化，所以風(fēng)帽的安裝角度、水平度要求很嚴(yán)格。風(fēng)帽的噴嘴根據(jù)風(fēng)帽型號(hào)的不同有很大的區(qū)別。風(fēng)帽安裝根據(jù)型號(hào)和規(guī)格進(jìn)行編號(hào)，在每一個(gè)風(fēng)帽的安裝位置編上相對(duì)應(yīng)的號(hào)碼后再進(jìn)行安裝。風(fēng)帽點(diǎn)焊固定后校正風(fēng)帽噴嘴的方向和水平度、垂直度，最后整體校正后最終固定焊接。

2.3 錨固件安裝

鍋爐的爐墻耐火耐磨材料的敷設(shè)位置全部設(shè)計(jì)有密布的錨固件。錨固件的安裝質(zhì)量直接影響到耐火耐磨材料的使用壽命。錨固件全部為不銹鋼，爐墻殼體為碳鋼，異種鋼焊接難度大。錨固件布置間距小，本身形狀復(fù)雜。為了保證錨固件的排列整齊和安裝質(zhì)量，錨固件安裝前在安裝位置按照設(shè)計(jì)要求間距用墨線進(jìn)行放線，在線的接點(diǎn)處將錨固件焊接在設(shè)備的向火面。在焊接錨固件前，錨固件與爐墻殼體焊接處應(yīng)當(dāng)用磨光機(jī)清除干凈鐵銹和油漆，以保證錨固件根部焊接融合質(zhì)量。錨固件的焊接必須由合格焊工施工，焊接完畢后清理干凈焊縫藥皮，否則影響耐火耐磨材料的安裝質(zhì)量。

2.4 整體砌筑

循環(huán)流化床鍋爐耐火耐磨材料施工量大，環(huán)節(jié)多，質(zhì)量工藝要求高，設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)形狀極不規(guī)則，尤其是水冷壁和旋風(fēng)分離器及進(jìn)出口煙道的施工難度很大。

2.4.1 鍋爐水冷壁耐火耐磨料的施工

鍋爐布風(fēng)板上面密向區(qū)的耐火耐磨澆筑料設(shè)計(jì)了獨(dú)特的工作縫和集中膨脹縫。在施工中只能采用分塊澆筑，是由于上層和下層必須錯(cuò)縫，工作縫為Z字形縫，每條工作縫的向火面必須形成三角形溝槽。集中膨脹縫設(shè)計(jì)在四周墻體的角部各頂部。為了保證安裝質(zhì)量和進(jìn)度，我們按照?qǐng)D紙的尺寸在電腦上演示分割澆筑區(qū)域，精確地保證了每一道設(shè)計(jì)的膨脹縫的施工。

2.4.2 旋風(fēng)分離器及進(jìn)出口煙道耐火耐磨料的施工

旋風(fēng)分離器以砌磚為主。為了保證耐磨材料的使用壽命，現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員按照廠家的技術(shù)圖紙要求對(duì)耐火磚進(jìn)行了認(rèn)真檢查，確保耐火材料的質(zhì)量。因旋風(fēng)分離器內(nèi)在運(yùn)行過程中由于高速煙氣對(duì)分離器內(nèi)壁形成強(qiáng)烈沖刷，因此磨損非常嚴(yán)重，在施工質(zhì)量上要求非常嚴(yán)格。其中耐火磚的灰縫飽滿度必須大于90%以上，灰縫控制在1～3mm，相鄰磚的平整度小于0.3mm，膨脹縫均勻，寬度在±1mm。同時(shí)對(duì)旋風(fēng)分離器的內(nèi)徑誤差要求在±3mm內(nèi)。同時(shí)對(duì)殼體的制作和安裝精度要求非常高，在施工過程和驗(yàn)收時(shí)技術(shù)人員進(jìn)行了全過程控制，保證了旋風(fēng)分離器的整體安裝和砌筑質(zhì)量。

2.5 膨脹節(jié)安裝

鍋爐爐膛、旋風(fēng)分離器、尾部煙道有不同的膨脹中心，因此鍋爐的許多部件連接采用了非金屬膨脹節(jié)連接，鍋爐到旋風(fēng)分離器進(jìn)口、旋風(fēng)分離器出口到水平煙道、回料器到爐膛、外置床到爐膛、空氣預(yù)熱器連接一二次風(fēng)道、點(diǎn)火風(fēng)道連接爐膛風(fēng)室處。鍋爐在冷態(tài)和熱態(tài)時(shí)部件之間的不同膨脹度，膨脹節(jié)惡劣的工作環(huán)境，使膨脹節(jié)容易在交變應(yīng)力下?lián)p壞，因此在安裝時(shí)嚴(yán)格保證膨脹節(jié)在冷態(tài)的情況下的安裝尺寸，安裝前對(duì)膨脹節(jié)進(jìn)行檢查、修補(bǔ)。

3 試運(yùn)過程常見問題處理

因?yàn)榇笮脱h(huán)流化床鍋爐設(shè)計(jì)、安裝和調(diào)試可以借鑒的經(jīng)驗(yàn)較少，天津石化循環(huán)流化床鍋爐在試運(yùn)過程中暴露了一些問題，在用戶及參建單位共同努力下，得到了較好的解決。

3.1 冷渣器故障

冷渣器作為循環(huán)流化床鍋爐灰渣處理的重要設(shè)備，是鍋爐正常運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)。天津石化循環(huán)流化床鍋爐采用三倉式風(fēng)水聯(lián)合冷渣器，灰渣通過一、二室溢流到三渣室，由三渣室連續(xù)排出經(jīng)刮板輸灰機(jī)輸送到渣倉。試運(yùn)過程中的主要問題是排渣管容易堵塞。為此，停爐消缺時(shí)，在冷渣器排渣管的一次門前加裝了兩路吹掃風(fēng)。再次啟動(dòng)后排渣效果有了明顯的改善，為以后風(fēng)水聯(lián)合冷渣器排渣系統(tǒng)的安裝方案確定提供了很好的借鑒。

3.2 澆注料脫落

鍋爐頻繁的啟停和不恰當(dāng)?shù)酿B(yǎng)護(hù)措施易導(dǎo)致爐內(nèi)澆筑料在膨脹和收縮過程中的脫落。爐內(nèi)澆筑料應(yīng)根據(jù)爐內(nèi)不同部位的溫度、磨損條件、耐磨材料的性質(zhì)、抗震特性、熱膨脹性及價(jià)格因素綜合考慮，選擇既耐磨又具有較強(qiáng)結(jié)合強(qiáng)度材料，耐火材料的澆筑需要有資質(zhì)的專業(yè)施工隊(duì)伍進(jìn)行。對(duì)耐磨材澆筑料脫落部位進(jìn)行修補(bǔ)前，應(yīng)將原來的澆筑料盡量打掉，使之露出抓釘，對(duì)缺少抓釘?shù)牟课粦?yīng)進(jìn)行補(bǔ)焊后方可進(jìn)行修補(bǔ)，修補(bǔ)后的部位應(yīng)進(jìn)行固化烘干。在烘爐前應(yīng)對(duì)大面積更換的耐火材料進(jìn)行自然干燥，不能過度追求經(jīng)濟(jì)利益而縮短養(yǎng)護(hù)時(shí)間，應(yīng)嚴(yán)格按照材料的養(yǎng)護(hù)措施進(jìn)行。

3.3 錐形閥故障

試運(yùn)過程中，冷渣器錐形閥的堵渣問題嚴(yán)重威脅鍋爐穩(wěn)定運(yùn)行。停爐后，對(duì)錐形閥內(nèi)部澆筑料進(jìn)行了打磨圓滑，并加裝一路壓縮空氣吹掃風(fēng)。如此處理以后，冷渣器堵渣問題得到了較好的緩解。

3.4 給煤系統(tǒng)故障

試運(yùn)過程中，給煤系統(tǒng)暴露了一些問題，如給料機(jī)堵塞、跳閘，煤倉蓬煤，給煤機(jī)鏈條出現(xiàn)斷鏈等。經(jīng)過同設(shè)計(jì)人員和制造廠家的溝通，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況要求，增加刮板給煤機(jī)的刮板數(shù)量，增大刮板給煤機(jī)出力，保證了給煤機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行。

4 結(jié)論

以天津石化100萬t乙烯工程3x420t/h循環(huán)流化床鍋爐安裝過程為例，詳細(xì)討論了大型流化床鍋爐安裝特點(diǎn)，并介紹了試運(yùn)過程中常見安裝問題的處理方法。天津石化8、9、10號(hào)爐移交生產(chǎn)后，運(yùn)行較為穩(wěn)定，表明安裝過程中的相關(guān)措施取得了較好的效果。

TE963

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1672-9323（2010）05-0040-02

2010-3-23）