谈循环流化床锅炉的施工问题及优化

麻重阳

(中国能源建设集团山西省电力建设四公司，山西太原 030012)

1 CFB锅炉的施工介绍

1.1 工程简介

为了阐述有针对性，现以在建的山西中钢自备电厂135 MW机组为例来进行讨论。该机组采用哈尔滨锅炉厂有限公司生产的单锅筒、自然循环、一次中间再热、平衡通风、返料阀给煤的型号为HG480/13.7-L.MG44的循环流化床锅炉。蒸汽流量为480 h。该机组采用循环流化床燃烧技术，循环物料的分离采用两个高温绝热风冷旋风分离器。

锅炉主要由前部辐射受热面、中间物料分离及循环和后部对流受热面组成。前炉膛蒸发受热面采用膜式水冷壁。水循环采用单锅筒、自然循环、单段蒸发系统。采用水冷布风板，大直径钟罩式风帽。前炉膛内布置水冷屏悬吊屏来增加蒸发受热面，并布置高温屏式过热器和屏式再热器以提高机组的辐射传热性，如此一来锅炉在运行时，过热蒸汽和再热蒸汽温度就具有更大的调节区间。

旋风分离器的作用是将未完全燃烧的燃料分离出来并返送回炉膛继续燃烧，它与炉膛构成一个相对封闭的燃料循环回路。

以上三部分使得物料在热态环境下形成了自循环状态。燃料与石灰石在炉膛内完成燃烧及脱硫反应。为了防止前炉膛、后烟井在内外压差作用下产生变形，在这两部设备上，每隔3 m标高安装水平绕带式刚性梁。

1.2 锅炉受热面施工技术措施

该锅炉设计紧凑，占地面积小，但同时也给安装带来了难度。循环流化床锅炉其结构及工艺原理与煤粉炉有较大的差异，这也就决定了安装方法有其独到之处。循环流化床锅炉的三部分的安装互不干涉，如合理使用机械，三个工作面可以同时进行施工，以减少整个锅炉的安装工期。本次大件吊装可以分三条主线进行，即前炉膛、旋风分离器和后炉膛吊装。

前炉膛先进行侧墙上中部水冷壁的吊装，再进行前墙上中部水冷壁的吊装，然后进行下部水冷壁、风室水冷壁吊装，最后进行屏再、屏过、水冷蒸发屏和顶棚水冷壁的吊装;每只旋风分离器由上下两部分组成，在钢结构安装时，先进行地面组合，待钢结构准备就位时即可吊装分离器;后炉膛先进行四侧墙的吊装，然后进行低过、低再、省煤器的安装，最后再合龙包墙过热器。

2 施工问题分析及优化

1)锅炉密封施工问题分析。由于前炉膛燃烧区域为正压，并且前炉膛的各种接口较多，如:热风接口有30个、给煤口4个、床上点火油枪接口4个、返料阀接口4个等，因此密封焊接质量的要求必须严格控制。本次安装施工中，在接口处加装拉胫板，增强焊缝检查，在风压试验前不需保温，待冷态合格后方可进行下步工序。通过防漏措施的采用，可以减少甚至杜绝在热态运行下物料外漏，降低机组的热效率，以免造成严重运行事故。在试运过程中，容易出现伸缩节、补偿器烧坏、胀裂等现象，出现严重漏灰现象。解决该问题主要是在安装时，厂家自带的拉紧螺栓待所有设备安装完，冷态保证自膨胀后，留够膨胀量后方可拆除，从而保证补偿器满足机组安全经济运行。

2)风冷旋风分离器施工问题分析。旋风分离器的作用是将未完全燃烧的燃料分离出来并返送回炉膛继续燃烧，它与炉膛构成一个相对封闭的燃料循环回路。分离器布置在锅炉钢结构BF列～BG列，B5.5轴～B29.5轴之间。旋风分离器主要由分离器本体、中心筒、出口烟道、固定装置和回料阀5大部分组成，重量共计239 486.371 kg。旋风分离器本体正反各一件，左右对称布置，分离器本体固定支撑在钢结构标高为EL31 500 mm的钢梁上。两件中心筒通过悬吊方式分别安装在分离器本体内。出口烟道正反各一件，左右对称布置，并通过生根于钢结构标高为EL53 800 mm的吊挂装置悬吊固定。回料阀正反各一件，左右对称布置，回料阀支撑固定在钢结构钢梁上。

旋风分离器采用钢板制作的风冷式分离器，采用地面组合，先制作安装下椎体，然后制作安装上筒体，再安装中心筒。进出口烟道分片组合吊装。膨胀节是为了补偿分离器膨胀以及振动而设置的重要部件，非金属补偿器在安装后应与耐火浇筑料的施工密切配合好，保证膨胀量，杜绝热态运行时造成严重问题。

3)布风板及风帽施工问题。本台锅炉布风板以4°的下倾角布置在底部水冷风室管屏上部，分为左右两部分。布风板上布置有13排，每排有67个风帽，共计安装有851个风帽。在炉膛中心线前部的6排风帽为A型，其余7排风帽为B型，布风板管屏前端与前侧水冷壁下部焊接连接，布风板管屏后端与水冷风室底部管屏后端焊接连接。布风板管屏全部采用单件安装的施工方法。

通过控制物料的循环和床压来调节锅炉出力，这是循环流化床锅炉的典型设计。布置在风室水冷壁、回料阀等处的风帽可以起到这个作用。风帽安装出现的问题有很多:安装角度不对导致物料流化不好、安装高度不符合标准导致床压不能很好的调节、回料阀出口浇筑设计差导致风帽在热态下磨漏等。解决这些问题就要求施工时认真审查厂家图纸，风帽一般采用十字对吹排除盲区的安装角度，并且应与风管进行加固焊接防止运行中脱离，在回料阀出口处应设计物料缓冲台阶防止热态物料直接冲刷风帽，在不同的流化床锅炉中，其风帽的类别及安装都是不一样的，该锅炉采用大钟罩式风帽，采用对称布置原则，施工时一定要保证各项数据合格，才能确保机组运行。

4)前炉膛内悬吊屏的施工问题分析。本锅炉前炉膛内悬吊屏包括3片膜式水冷屏、8片二级过热器管屏、6片热段再热器。水冷屏以锅炉对称中心线对称布置在炉膛前部，且有1片膜式水冷屏中心与锅炉对称中心线重合，相邻两膜式水冷屏中心间距为3 690 mm。膜式水冷屏主要由φ60×6.5、材质为20 g的钢管和厚度为6 mm、材质为20的钢板焊制组成，节距为80 mm。

二级过热器管屏主要由 φ51×5.5(φ51×7)、材质为12Cr1MoVG的钢管和厚度为5 mm、材质为12Cr1MoV的钢板焊制而成的膜式管屏，节距为70 mm。呈立式悬吊在锅炉炉膛内，且以锅炉对称中心线对称布置。锅炉对称中心线处的相邻两膜式管屏中心间距为1 980 mm，其余相邻的膜式管屏中心间距为1 800 mm。其下端穿出前侧水冷壁管屏，上端穿出顶部水冷壁管屏。

热段再热器呈立式悬吊在锅炉炉膛内，且以锅炉对称中心线对称布置。锅炉对称中心线处的相邻两膜式管屏中心间距为3 780 mm，锅炉左、右侧中心线处的相邻两膜式管屏中心间距为1 800 mm，其余相邻的膜式管屏中心间距为3 600 mm。其下端穿出前侧水冷壁管屏，上端穿出顶部水冷壁管屏。

在悬吊屏施工中难点就是垂直度的控制。由于悬吊屏较长，一般分三段，为了减少高空的对口、焊接等施工难度，经常采用地面组合，这样施工问题就出现了，两车抬吊时容易发生弯曲，从而保证不了垂直度，造成后期运行时管屏变形严重，甚至爆管，导致停机。为了解决该难题，在本台炉施工中，吊装悬吊屏时，制作吊装所用“扁担”，并且采用滑子，减轻管屏变形;就位后，密封盒安装前再次进行管屏垂直度的矫正，这样保证管屏垂直度不大于15 mm，控制在规范要求内，保证锅炉安全可靠运行。

5)试运问题分析。分离器及回料阀在试运行时发生振动，一直以来就是循环流化床锅炉运行的一个难点。该系统中一般采用的是刚性吊挂，不能抵消振动，所以分离器及回料阀的振动问题严重困扰着机组的运行。此问题的解决办法主要在于设计和调试，首先应该从技术方面入手，改为可以调节的吊杆;另外出现振动的现象可以调节一二风和返料风的风量以便很好的解决振动问题，在京能右玉300 MW电厂工程通过此方法可以减轻振动现象。

在机组运行中，后烟井中受热面容易发生积灰，影响换热效果，严重的会使受热面管子在长期的冲刷下出现爆管。另外在吹灰效果不好的情况下，会使四管泄露系统(一种利用声波频率变化来提醒是否有管子泄露的技术)出现长时间错误报警，影响运行质量。所以可以对比各种吹灰系统的优缺点，结合设计原理，综合评价，在135 MW的流化床锅炉中可以选择声波式吹灰器，而在300 MW锅炉中还是采用蒸汽吹灰效果较好。除此之外尾部受热面密封安装也是施工控制重点，一次密封焊接合格后，待浇筑施工完后再进行二次密封，密封安装时应认真对照膨胀图核查各项安装数据，保证足够膨胀量。该项施工如果控制不好，会造成尾部受热面发生振动。

3 结语

随着科学技术的发展，各个领域都在与时俱进，作为电站锅炉区域存在着广大的发展空间。循环流化床锅炉从环保节能，优越的效率产出得到了广泛使用，安装施工的优化改进可以提高机组的高效产出。在电站锅炉的安装施工中提高安装质量，改善施工方法，加强施工管理，这都是对高新技术的支持。

［1］ 岑可法.循环流化床锅炉理论设计与运行［M］.北京:中国电力出版社，1998.

［2］ 哈尔滨锅炉厂.HG-480/13.7-L.MG44锅炉说明书［Z］.

［3］ 吕俊复，张建胜，岳光溪.循环流化床锅炉运行与检修［M］.北京:中国水利水电出版社，2004.