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  • CFB鍋爐返料腿澆注料脫落原因分析及解決方案?

    日期:2024-05-22    編輯:榮盛耐材    

    某電廠(chǎng)CFB鍋爐為超高壓再熱、單汽包自然循環(huán)、島式布置、全鋼架懸吊式循環(huán)流化床鍋爐,采用高溫絕熱旋風(fēng)分離器進(jìn)行氣固分離,布置有3臺蝸殼式絕熱鋼板旋風(fēng)分離器,旋風(fēng)分離器筒體采用10mm碳鋼鋼板制成,在煙氣側敷設了耐磨層,鋼板和耐磨層中間敷設了保溫材料,在旋風(fēng)分離器的圓柱體和錐體結合處設置了環(huán)形支座,并擱置在鋼架橫梁上。旋風(fēng)分離器下部各布置一臺非機械的“U”型回料器,物料流化經(jīng)返料腿返回爐膛。返料腿與返料器采用非金屬膨脹節進(jìn)行連接,鍋爐返料腿對機組的穩定可靠運行起著(zhù)至關(guān)重要的作用。如果鍋爐返料腿燒紅且耐火材料進(jìn)入落渣管造成返料腿堵塞,輕則降低鍋爐正常出力,影響機組負荷,重則導致鍋爐機組非停。

    一、鍋爐返料腿存在的問(wèn)題

    鍋爐返料腿膨脹節處的筒體材質(zhì)選用不當、預留膨脹間隙不足、結構形式不合理、錨固件形式單一等,導致耐火材料的缺陷率較高,損壞頻繁,甚至造成返料腿筒體燒紅,材質(zhì)碳化失效等現象,嚴重影響機組運行,降低機組的運行可靠性,直接影響鍋爐的經(jīng)濟運行。

    (1)原膨脹節內筒材質(zhì)為16Mn鋼,使用溫度為-20~475℃,返料腿運行溫度為800~900℃,高出16Mn鋼使用溫度,無(wú)法適應工況,長(cháng)期超溫運行材料會(huì )zui終碳化失效。

    (2)內筒與外筒預留的膨脹間隙不足,膨脹受限使膨脹節產(chǎn)生局部變形,導致耐火材料脫落。

    (3)原耐火材料由環(huán)形托架支撐,環(huán)形托架熱膨脹時(shí)受內筒拘束向下變形,耐火材料得不到有效支撐,zui終脫落。

    (4)原錨固件為Y銷(xiāo)釘,每隔150mm交錯布置,銷(xiāo)釘端部沒(méi)有鋼筋網(wǎng)格,使耐火材料無(wú)法形成整體,個(gè)別銷(xiāo)釘失效后會(huì )使局部耐火材料松動(dòng),相鄰耐火材料之間沒(méi)有可靠聯(lián)系,zui終脫落。

    二、鍋爐返料腿膨脹節耐火耐磨材料脫落的解決方案

    (一)方案設計及實(shí)施

    鍋爐返料腿運行溫度為800~900℃,16Mn鋼無(wú)法滿(mǎn)足使用工況,是返料腿筒體損壞的主要原因;內外筒預留間隙不夠,膨脹受限產(chǎn)生較大應力,使內筒壁局部變形,是耐火材料脫落的主要原因;耐火材料托架、錨固件設計不合理是耐火材料脫落的次要原因。

    針對上述分析,本文制定的解決方案如下:

    1、將膨脹節內筒材質(zhì)更換為1Cr18Ni9Ti,預留50mm膨脹余量,焊接耐火材料托架。鋼板對接焊縫開(kāi)30°坡口,選用型號為A302、直徑3.2mm的焊條,焊接電流為90~110A,保證材料厚度方向全部焊透。耐火材料托架由環(huán)形改為150mm×200mm×12mm的鋼板分散支撐布置,鋼板材質(zhì)為1Cr18Ni9Ti,并用同材質(zhì)三角板進(jìn)行加固,既避免環(huán)形板熱膨脹產(chǎn)生較大的應力變形,又可以有效支撐耐火材料;托架角焊縫全部滿(mǎn)焊,焊腳高度10mm。

    焊接筒體及托架如圖1所示。

     

    圖1 焊接筒體及托架
    2、錨固件材質(zhì)為310S,制作準10mm×300mm銷(xiāo)釘,每隔100mm交錯布置,根部滿(mǎn)焊,端部焊接100mm×100mm的鋼筋網(wǎng)格,每隔500mm預留3mm迷宮型膨脹縫,滿(mǎn)足耐火材料膨脹需求。焊條選用A402型號,焊接電流為90~110A,焊縫方向焊滿(mǎn),錨固件焊接須牢固,應無(wú)裂紋和夾渣現象,且與護板垂直,表面涂刷1~2mm厚瀝青漆,保溫澆注料施工前,靠護板粘貼2層20mm硅酸鋁纖維板,層與層之間錯縫粘貼。絕熱澆注料施工時(shí),采用人工敷設方式,施工時(shí)須一次性達到148mm厚,不要分層施工,用專(zhuān)用工具拍打密實(shí)后壓光(銷(xiāo)釘周?chē)鷩澜锌諝饬魍ìF象),周邊施工縫拍打密實(shí)。焊接準6mm、310S材質(zhì)的100mm×100mm鋼筋網(wǎng)格,以增強對耐磨澆注料的固定度。所有抓釘均應在可塑料施工前涂刷瀝青漆。

    焊接銷(xiāo)釘如圖2所示,焊接鋼筋網(wǎng)如圖3所示。

    圖2 焊接銷(xiāo)釘



    圖3 焊接鋼筋網(wǎng)

    3、耐磨可塑料施工??伤芰戏笤O在施工構件上后,用木錘或橡皮錘搗打密實(shí)。塊與塊之間的接縫也應搗打密實(shí),使接縫嚴密,將表面壓光、壓平。所施工部位與原來(lái)墻體接縫處應確保平滑過(guò)渡,不得凹進(jìn)或凸出。用磷酸鋁溶液浸泡硅酸鋁纖維板封堵膨脹縫,避免鍋爐運行過(guò)程中出現竄風(fēng)現象,導致非金屬補償器燒損。耐磨可塑料施工完畢后的膨脹縫封堵如圖4所示。


    圖4 耐磨可塑料施工完畢后膨脹縫封堵
     
    (二)方案特點(diǎn)

    1、采用上述解決方案后,在鍋爐機組啟動(dòng)后測量膨脹節處溫度,沒(méi)有超溫現象,機組停機后檢查無(wú)脫落跡象,達到預期目標。鍋爐機組累計運行2年后,返料腿膨脹節耐火耐磨材料未見(jiàn)脫落、開(kāi)裂、變形等缺陷,如圖5所示。
     

    圖5 鍋爐運行2年后的返料腿膨脹節狀況

    2、采用上述方案成功改造其中1臺鍋爐后,在其他3臺鍋爐進(jìn)行了同樣的改造,效果良好,至今返料腿膨脹節處耐火材料情況良好,未發(fā)生筒體超溫、耐火材料脫落現象。

    3、通過(guò)改造治理,有效提高了返料腿的可靠性,保證了機組的穩定運行;減少了爐膛檢修交叉作業(yè),降低了檢修風(fēng)險;減少了檢修項目,降低了維護費用,縮短了檢修工期。

    三、結語(yǔ)

    本文通過(guò)對CFB鍋爐機組返料腿膨脹節的耐火材料部位進(jìn)行相應的優(yōu)化治理,避免了因材質(zhì)等級低、膨脹間隙不足、錨固件強度低等引起的耐火材料脫落問(wèn)題,提高了返料腿的可靠性,保證了機組的穩定運行,減少了爐膛檢修交叉作業(yè)項目,同時(shí)降低了檢修風(fēng)險。

    供稿 | 余朋輝

    審核 | 楊建軍 馬姍姍
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