浅谈大型循环流化床锅炉关键部位施工过程控制方法.doc

浅谈大型循环流化床锅炉关键部位施工过程控制方法引言 y&-DFenI0在CFB锅炉建设中，从锅炉长期运行着手，理解设计意图，制定相应的施工方案，使锅炉达到最好的运行性能是大多数电力建设单位所迫切需要的。循环流化床锅炉迅速发展，炉型具有多样性，并且蒸发量在不断变大，各种炉型均有自身的特点，只有在有限的时间里理解和惨透锅炉的特点，并针对其特点制定相应的施工方案，才能使锅炉达到最优良的运行性能。 中国电力联盟 ohT7ddA我公司经历安装了河北正定热电厂三台80t/h、石家庄热电厂两台哈锅220t/h和四台东锅410t/h、保定热电厂两台450t/h的循环流化床锅炉，并且均已经达标投产。因设计和制造问题，流化床锅炉运行中存在许多的问题，安装初期，因施工经验不足和对流化床锅炉的认识不足，走过了一些弯路，经过几年的流化床锅炉安装摸索，逐渐形成了一套较为成熟的CFBB施工管理经验。因施工经验的不足，最早安装的正定热电厂的3台蒸发量80t/hCFBB运行中出现了不少的问题，经过长时间的摸索、改造现已运行正常，安全运行已达到510天以上。经过施工摸索，运用新的管理模式之后，现在石电和保电的6台锅炉均是一次点火成功，运行良好，打破了现在国内流化床锅炉的运行纪录，得到了省局领导和业主的肯定。 1. 现状分析 中国电力联盟e Lp7a,w8X 1.1大型CFBB的发展 中国电力联盟 xe8uu(g流化床燃烧（FBC）技术已在电力工业及工业锅炉等方面得到应用。它具有能燃用劣质燃料，能实现经济的床内脱硫等优点。是高效，低污染利用煤炭资源的新技术，是当前国际上开发研究清洁燃煤新技术的最活跃的课题之一。我国自60年代开始发展FBC技术，是以利用劣质燃料特别是利用矸石煤等，为主要目的，设备容量较小，现有2000多台鼓泡沸腾炉流化床锅炉在运行，是世上流化床锅炉台数最多的国家，这种锅炉飞灰扬折损失大，燃烧的效率不高，且不易实现大型化等缺点，最近10年内便纷纷上马循环流化床锅炉， 中国电力联盟7ifnU3Q%2jr1.2CFBB的设计意图及优缺点 中国电力联盟67|MX,J-)J%C1. 1CFBB的设计意图 Zg-ij x1| pB0工业发达的国家，如美、德、英、日和瑞典等国，研制流化的主要目的是能经济地解决燃煤的环境保护问题。它可燃用高硫煤，而排入大气的SO2和NO并不增加多少。CFBB正在成为煤粉锅炉的替代产品，这是因为锅炉燃用高硫煤时，必须按日益提高环境保护要求规定，加装昂贵的烟气脱硫装置,但安装脱硫装置费用昂贵，占电厂总投资的比重较大，所以发展床内脱硫的循环流化床锅炉势在必行。我国从70年代开始发展流化床锅炉至今，CFBB发展较为缓慢，中国加入WTO之后，人们对环保的要求日益提高，尤其是市区内的热电联产机组，循环流化床已成为摆脱化石燃料面临困境的一条途境。 中国电力联盟v0b+TL OS1.2.2循环流化床锅炉（CFBB）的主要优点 中国电力联盟I2Zq00Lma、燃料适性好，几乎可以燃用各种优劣质燃料。 中国电力联盟6cR_m!eM( XR#Defb、燃烧效率高，对无烟煤可达97，对其它煤种可达98995。可与煤粉炉相竞争。 H2T:Ha_7V0c、床内直接加石灰等脱硫剂的脱硫效率高。当CAS1520时，脱硫效率可达8590。 %Cp;KjZq(F0d、两段低温燃烧，NOx排放量小。（100200PPM）。 中国电力联盟6h U u9b.7,t5ee、负荷调节范围大，其负荷调节范围为（25100）。 中国电力联盟(YCV#!N;YjJzf、飞灰和炉渣的含碳量低，通常低于（45），有利于飞灰和炉渣的综合利用。 中国电力联盟&CEqQPg、 给煤电数量少，为流化床锅炉的大型化创造了有利的条件。 中国电力联盟1I7N ?o0hf、 无埋管磨损，消除了鼓泡床锅炉埋管受热面的磨损问题。 中国电力联盟.qP#LhEk1.2.3CFBB的主要缺点 0w2m#_Jq0a、炉膛高大，炉本体钢材耗量大，制造成本高。 I!K2p|0D:U,Az0b、分离循环系统比较复杂，布风板阻力及系统阻力大，自身耗电量大。 中国电力联盟Q5m:jl0ZUc、床内速度高，粒子浓度大；由于分段燃烧，缺氧还原区的存在，致使受热面与吊挂管磨损与腐蚀严重。 ;L0dI,z6dr0d 、旋风分离器的数量与尺寸，限制了循环流化床锅炉的大型化发展。 中国电力联盟,h E9$w/j:z6wWm6E应当说明，以上观点均系对国际上当今流行的循环流化床锅炉种类而言。从国内已投运的循环流化床锅炉情况来看情况与此不完全相同。 1j|.NC.t|o_x$l01.3CFBB与普通煤粉炉的结构区别 中国电力联盟kI$W*i4n;LT1.3.1共性 )yR,QF&gEE)d0在发展初期，大多数的循环流化床锅炉是在煤粉炉的基础上改造而成的。经过几代的发展，循环流化床锅炉已经发展成为具有自身特点的、环保节能型炉种。循环流化床锅炉和普通煤粉炉的共性是均具有膨胀性。 中国电力联盟 vk+X U#w Lw1.3.2区别 中国电力联盟SC|U!N Z目前国内运行的大型循环流床锅炉形式多样，下面以FW型循环流化床锅炉为例介绍其不同点： 中国电力联盟2P*1X*qJps1、汽包2、屏式过热器3、回料阀4、布风板 1、汽包 2、屏式过热器 %fJ!o6h1T 9|05、点火风道 6、旋风分离器 7、过热器 3、炉膛过热器4、 过热器 .J*B&? RWT0jm.l01.3.2.1布风装置应用 中国电力联盟;I v*B*M ?LA8q布风装置是流化床锅炉运行的心脏，布风装置的安装是否合理直接决定了流化床内物料的流化质量。FW型流化床锅炉采用的布风装置为风帽型， 流化床布风装置主要由布风板、风室、风帽和冷渣管组成。布风装置的主要作用有： 3w%ww Z f0（1）支撑床料； 中国电力联盟mmC)k （2）使空气均匀分布在整个炉膛截面上，并提供足够的动压头，使床料和物料均匀地流化，避免勾流、腾涌、气泡尺寸大、流化死区等不良现象出现，并防止物料泄漏； _s0A1c0（3）使基本烧透、流化性较差并沉积的大颗粒及时排除，避免流化分层，维护机组运行的安全性； 中国电力联盟 Gu s(G!o|ex1_H布风板施工的关键是控制风帽的尺寸和角度使其配风合理。 GljFEb8Bh01.3.2.2粒子分离器的应用 .GPD-IH5 N q0粒子分离器是循环流化床锅炉的关键部件之一。它的性能直接影响了锅炉的安全和经济运行CFBB的燃烧室内气动力性、传热性、循环倍率、燃烧效率、锅炉出力、蒸汽参数、石灰石脱硫的效率等均与分离器有关，分离器安装的优良是流化床锅炉施工质量的关键。FW型锅炉采用旋风分离器，其利用旋转气流对粒子产生离心力使其从气流中分离，故施工的关键因素是控制好旋风分离器的圆度尺寸。 中国电力联盟O/IT k5X1.3.2.3回料装置应用 .i#y*i-L%f0回料装置也是CFB锅炉所特有的部件，其作用是： i?9X)QT0（1）使再循环物料顺利地返回炉膛； 中国电力联盟 OV yx3&_（2）提供旋风分离器的负压和炉膛下燃烧室正压之间的密封； 1(0|7TRCb*l0回料装置设计安装不当，会造成大量的积灰或是密封压力不够，炉膛向回料阀返灰。 中国电力联盟B5p8d w)b1.3.3.4耐磨耐火材料的大量应用 lB.Wz c$w_0耐磨耐火材料的大量应用也是流化床锅炉的突出特点，施工部位大致分为承压部件和非承压部件： 中国电力联盟M_O%JQpzI2i（1）承压部件设计为燃烧室和分离器等敷管炉墙部位，其耐磨耐火材料同时还具有低绝热性，目的是锅炉的热传导不会受到影响。防磨区域设计为密集销钉耐磨耐火可塑料。 中国电力联盟C7a.I_| E!（2）非承压部件未被循环水冷却，直接接触高温烟气，设计耐火材料为两层：保温层耐磨层。 中国电力联盟8f1Z-q M3W*y/ol.z 根据结构特点，制定CFB关键部位施工方案 *ss(wE0有以上条件可知循环流化床锅炉设计的根本目的是实现床内脱硫，燃烧经济，其实现的根本途径是：旋风分离器、“J”阀、布风板和点火风道等设备。这些设备均是煤粉炉所不具备的，所以如何组织好施工，使这些大型设备在组装和吊装时不发生变形是我们技术控制的关键。 中国电力联盟9uy;Ho#jvW2.1水冷布风板的施工过程控制 中国电力联盟5N&D9Xt W2.1.1施工前准备 88p2.C%hlCp0结合流化床锅炉的特点,由专业工地专责工程师牵头进行施工前图纸会审,分析施工特点、步骤、施工方案并制定相应的措施。到货的设备进行检查，对锅炉受热面管道进行组装前的通球试验，清理联箱，杜绝管道与设备之间的强应力连接，正确存放设备，防止设备变型。水冷布风装置的施工分为：水冷风室施工和布风板施工 2.1.2水冷风室的施工方案 中国电力联盟9_S&n M$Cv(YOo3X前墙水冷壁管的一部分弯曲延伸构成了布风板的水冷壁管，在水冷壁之间焊上鳍片密封，形成通常意义上的花板。在鳍片上开孔，安装风帽。风帽与鳍片相交接处的上、下两侧均焊上加强板，使风帽严格固定并使风箱保持良好的气密性。 中国电力联盟 Qe:DG E水冷风室在水冷壁吊装之前提前吊装就为。吊装时采用组合式吊装方案。利用300T和100T履带吊配合完成吊装工作，并用手拉葫芦接钩就位，对口安装，在前水冷壁组合安装完毕之后与前水冷壁对接。 :U8Az-a4ZXo0为了保证水冷风室的气密性，在工作条件下不变形，水冷风室应做好各部位的密封施工，密封焊接的施工人员必须经过培训，并应取得国家劳动部门颁发的特种工作业证书方可施工。 oW vAw02.1.3布风板施工 r +DQ8NLv0布风板施工包括：布风板安装就位和风帽的安装两部分组成，风帽应在风室和水冷壁组装完毕之后进行。风帽的安装质量的好坏将直接影响锅炉今后运行的性能，风帽的安装必需派专人进行监督、指导，风帽的角度必须严格按图纸施工。不得任意修改风帽的角度。保定热电厂9炉在点火之后，在前墙处发生了积灰现象，分析之后发现布风板风帽设计不均匀，离前、后墙500mm的距离没有设计风帽，经过设计变更之后加装水平向风帽，问题的到解决。 3TY5DC j.pm0 s#MpC1Ou&T0L2?6mr0 中国电力联盟SzQUq O:a c7d Za AS01、风帽边缘缺陷 2、加装风帽后 中国电力联盟F.hwKP图3 风帽缺陷安装完后的实物图 中国电力联盟pZUA P!h Qt2.1.4水冷布风板风帽的安装误差 2LeMaWMS0 中国电力联盟pO!v$j-Bp2m6P N l1w0风帽安装 中国电力联盟uVQ CknB 标高 R J&g+A.CjW!UcQ0;d %G7vc |T&T0主要 中国电力联盟6q)X(w3m1qg中国电力联盟8?c,WCSG,KgTl t mm中国电力联盟&o8qNmf9J*P8L5dkE03M*jN fQ0%l&W8B0按验标锅炉篇附录第2条规定 G xR-S*Vw5c0中国电力联盟Q2g&mfWyF*Y* 中心位置误差 中国电力联盟3a K-P$C ?5Wq$D.iRZ-R&l4e(L5Y70主要 m-AWp.SP05W%W*B zM!8jZ0mm中国电力联盟V8C0Y:zU!u4KD;dS(X05F2D3p,8zpH#C_051b;DX N6T0拉线检查 中国电力联盟&|6a8I中国电力联盟D*w$H gBwF.u 不垂直度 F,z8r0X)xB!Wl1M A0中国电力联盟Q eD4r 主要 M,d3N$YD W0中国电力联盟Y_7r b,X3_Xw mm中国电力联盟G Rykj2oJX7jHu/eZn0符合设计要求 中国电力联盟&P:mw#g4NY4ll中国电力联盟 RJ1P A.n 0n ffo HeV0| Y K.dbK2 D0喷口角度 0zw2Y-H(s03dJ9C2Q4n0主要 UF4G yq00MHuKB0+|h)c5haT5t0Y)_;T H+V W9bw0符合设计要求 中国电力联盟SN&MsV8R _)BBI)Wd:q)mS%zt0用样板检测 DM5Li*?0S$T-F*l+S%q0透气性检查 Zf#VVwL6A:C5M)g5Uk0BQ6|y(fgva:r0H0i2y F/M.T0_E#vu7Ed(U0)D2RgG6M0中国电力联盟4IYgcmPh J#p 符合设计要求 中国电力联盟|7j#_ es;3V#g*l3 KX0*O#RM eU0Fr)QxDr#wNss$tp0焊接 :Z.Yo)cz)syJZo1a0中国电力联盟 UJ;nh 8b 主要 #q_3DWr+A0H&8O i&zf50中国电力联盟 GEENd5z中国电力联盟bG/ib8A4,Kk) 符合验标焊接篇 中国电力联盟6B lT+lb.kP/l G vGw0%g1wc_x9QR0中国电力联盟9I4pZ kEF0x8 2.2分离器和回料阀施工方案及过程控制 中国电力联盟lL9eZe&c:R&h考虑到CFBB的特殊结构，回料阀必须进行提前就位，旋风分离器施工的优良直接影响到了，耐磨耐火可塑料的施工，进而也会影响到今后锅炉运行的质量。针对设计意图，为保证分离器安装圆度，分离器安装为直段管屏和锥段管屏分散吊挂在板梁之间空中进行对口。 中国电力联盟rp0yX7Sz8f2.2.1施工前准备 p1R?Rk-k0设备在进到现场是必须经过清点与编号，依据厂家图纸及到货设备清册进行设备清点与编号，对管箱和管子进行外观检查，如发现磨损、裂纹、腐蚀、重皮、沙眼、错口、折口等缺陷应做好记录，并上报质检人员，能处理的予以处理。 P.KG%xbAe02.2.2施工过程控制 ,YgQ VD/u02.2.2.1施工程序步骤 7ik Yc#w0设备吹管施工面清理回料阀就位旋风分离器吊装就位分离器高空组装回料阀组装就位 中国电力联盟Q.n/Yh;e$?7?m2.2.2.2施工过程控制 b.wq;x%Y5A2v B0回料阀和分离器管段采用t履带吊进行吊装。吊装完毕之后找出锅炉标高基准点进行划线，找出分离器的上联箱标高，在k2板梁和k3板梁上找出锅炉中心线，并作好标记。根据锅炉中心点找出两个分离器的中心点。以中心点为基准点垂线坠，找出上联箱的圆度，并对上联箱进行对口组合。为了保证分离器的圆度特制作了四套圆形槽钢对口设备（如图4所示），分离器圆形管排用四套圆形槽钢固定，找准圆度之后进行对口。圆形槽钢的固定点如下图4。最后组装分离器和回料阀。加装吊杆，对标高进行微调，使其符合锅炉设计的要求。 r:ms&nZ)QxVJ0 8(M:SF lb0中国电力联盟)Fh&W$h UOH2.2.3分离器和回料阀安装误差 中国电力联盟;E6;Yf5J2.2.3.1分离器安装误差 中国电力联盟K1F#Vv/cact$Pd5J5)K G+sD0旋风分离器安装i1TwS*J0联箱标高偏差（上） ?6tw9zf1w0FH4+jK0主要 中国电力联盟8lXH vG/OP2pj+ut)8p!l*b*BY.l0mm&K*c&t+tK-j3O1v0M+X(Y o#K9 .c03（优良） 中国电力联盟oq BE vEPM中国电力联盟 Mh-Jp lQ4O%kuT 按验标锅炉篇附录第2条规定 中国电力联盟FD f rL-P4_n8eu(,Q0联箱标高偏差（下） 中国电力联盟!j!giT+G%AC;oA$e00主要 中国电力联盟k7eK6n(UA7q|0&vLbn0mm#f)x eQ#k&nCF0中国电力联盟9B8N x2 a%s GEqK#Z 100PbT1Y/T-j0中国电力联盟&jmgS5D-WI 按验标锅炉篇附录第2条规定 5s%hE w!zbz0中国电力联盟6t6Wv sf 联箱纵横水平度偏差 中国电力联盟2i,EvD3(v/zq中国电力联盟4oq q#rs/F|G 主要 bXbc0R5_8Y*pr+0中国电力联盟 SpO K|5U#8Pmmk$ZVoIJ)u0中国电力联盟_s/v!W:h9f/l, 3BeG8l2x.Ma0fTIi,H K0按验标锅炉篇附录第3条规定 中国电力联盟 ow%q% R0EPF中国电力联盟z6c%RD$G,d 联箱纵横中心线与锅炉中心线距离偏差 Q6?trzp-i M%Z0中国电力联盟 U4f)GE;A(GHhT 主要 i,PT*8A0中国电力联盟s?%IG9X&z1Y k mm中国电力联盟c!HBZ4PP中国电力联盟 Qn&xw 3（优良） 6mvj):C8J)riI/h0中国电力联盟;HJ!Y (n8z/b 以锅炉中心线为测量基准，按验标锅炉篇附录第1条规定，拉线吊线锤，分别检测与联箱纵横中心线两端的距离 中国电力联盟 Vs:AVYJ中国电力联盟3TW.OZC,n联箱内部清洁 中国电力联盟 Ar7GJ;$a4y中国电力联盟1x1LJ&rE-Z9U(eL 主要 7?+r5h$r2s R0中国电力联盟#M%rD5:F中国电力联盟EqFI*z中国电力联盟2aS_)b5r|4C w4co 无杂物（尘土、锈皮、积水、金属余等） 中国电力联盟*W%Y e-d-IKn pwbPL%PW0封闭前，用灯光、反射镜检查 中国电力联盟%|E;|P7n0?fU9tM中国电力联盟P5ua:qE3_ 吊挂装置安装 p!g/T?(Y+Q(W0中国电力联盟 hY88r 主要 1s0Q8c_K3E08- ?_;M uv(gE04N,w!?.I:R0中国电力联盟.F&W;x#_5 符合验标炉3-1规定 6zxb!h h0Y2t2r*nz0中国电力联盟:j9fsm:e中国电力联盟8s6n2I3/iISc 2.2.3.2分离器安装误差 中国电力联盟P7s bN*E:y.JC中国电力联盟#NWt)d6p:WYYZ8v回料管安装标高误差 中国电力联盟 r)Q4N(j%K fO$N mm!Po 2u.0+U ? cX2y Zer.Y010中国电力联盟2UJRg0Hm中国电力联盟mPW c 按验标锅炉篇附录第2条规定在每一个组件测两点以上（两端必测） 中国电力联盟9q ?$G b hU|w垂直度检查 中国电力联盟 F#yx3|+E %F 中国电力联盟%XBg1PjY1P Lf mm;La&s9B3a$K:p0-g/D4p0K#I0符合设计及制造标准 !_.G6jiu,u N v0Ux_|010 5C ?2Ji I8wu0$Gr6c:E.vj#90用线坠和钢板尺检测 Ed;k(Lqp0管道纵横位置误差 7(| XQ&d0|ys di0中国电力联盟Is.wrv.u73W7A mmO6E0Tv7EF#%2y3T0中国电力联盟.DKc0s:DV 15中国电力联盟(hs|Y1X!Z2g中国电力联盟cn2xuqcJh: 以锅炉构架中心线为基准，用钢尺检测 中国电力联盟5U oL.gH中国电力联盟v4a.rs4L$l+B*P| 2.3耐磨耐火材料施工过程控制 中国电力联盟YN1$E3s流化床锅炉关键的技术问题是耐火材料的施工。耐火材料施工量大、施工难度大，以及材料的性能配比掌握较为困难，为了进一步提高材料的强度，减少人工，在保证质量的情况下提高施工速度，专门成立耐火料成立攻关小组，其意义就是要进一步去研究、解决各种耐火料配比性能以及在烘炉过程中如何去控制流化床锅炉防磨区可塑料的施工工艺等。 h:HM,Iol_s02.3.1材料性能检测 中国电力联盟-I1Ph%yIV耐磨耐火材料到达施工现场后，首先对材料进行抽检，检测到货材料的物理性能(包括耐磨性