0、引言
670 MW超臨界直流鍋爐爐頂密封結(jié)構(gòu)屬于常規(guī)通用二次密封設(shè)計(jì)，不能徹底解決因鍋爐受熱膨脹造成的漏氣、漏灰問(wèn)題。鍋爐運(yùn)行過(guò)程中，爐頂大罩殼內(nèi)側(cè)墻水冷壁和頂棚管之間漏氣、漏灰。采用環(huán)保非金屬立體柔性密封技術(shù)在鍋爐密封原設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上進(jìn)行改造修復(fù)后，鍋爐爐頂無(wú)漏氣、漏灰現(xiàn)象，改造效果明顯，富通新能源生產(chǎn)銷售
生物質(zhì)鍋爐，生物質(zhì)鍋爐主要燃燒
秸稈顆粒機(jī)、
秸稈壓塊機(jī)、
木屑顆粒機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料。
1、改造修復(fù)前原結(jié)構(gòu)形式及存在的問(wèn)題
670 MW超臨界直流鍋爐爐頂密封結(jié)構(gòu)型式主要有4種。
(1)前墻水冷壁和前頂棚交叉部位密封型式。在交叉前部頂棚管上及水冷壁管排上焊接梳形板，兩者通過(guò)折邊板、膨脹節(jié)進(jìn)行連接；前交叉后部水冷壁上的梳形板通過(guò)折邊板、膨脹節(jié)和前頂棚內(nèi)護(hù)板相連。十字交叉處澆注耐火可塑材料進(jìn)行密封。該部位管排比較復(fù)雜，耐火可塑料易松散，運(yùn)行后高溫?zé)煔忾L(zhǎng)時(shí)間直接沖刷金屬密封，且膨脹節(jié)承受水平、上下交變作用力，易破損而造成煙氣泄漏。
(2)側(cè)墻水冷壁和頂棚管密封型式。水冷壁梳形板通過(guò)U形板和頂棚管上的折邊板相連進(jìn)行密封。U形板膨脹節(jié)系橫向焊接結(jié)構(gòu)，受到水平、上下、左右方向的膨脹交變應(yīng)力影響，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行容易受損而造成煙氣外泄。
(3)后墻水冷壁和頂棚管密封型式。后墻水冷壁拉稀管梳形板和密封盒焊接，后墻密封盒兩側(cè)又與側(cè)墻水冷壁梳形板通過(guò)U形板連接，密封盒受力情況復(fù)雜，易受損。
(4)末級(jí)再熱器。通過(guò)內(nèi)護(hù)板和管排上的高頂板焊接密封，內(nèi)護(hù)板內(nèi)澆注耐火可塑材料。長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后，耐火可塑材料因管排受熱膨脹，反復(fù)摩擦，使耐火可塑材料松散，高溫?zé)煔庵苯記_刷內(nèi)護(hù)板造成內(nèi)護(hù)板受損破裂，煙氣外漏。
從以上分析可以看出，鍋爐廠密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)屬于常規(guī)通用設(shè)計(jì)，不能徹底解決因鍋爐受熱膨脹而造成的漏煙、漏灰問(wèn)題。
爐頂密封材料為耐火可塑材料和金屬密封板，耐火可塑材料等硬性材料的膨脹量過(guò)小，只能作為耐火層而不能吸收膨脹。爐頂整體密封面積過(guò)大，當(dāng)密封鋼板有漏焊點(diǎn)等穿孔缺陷或隔熱耐火混凝土有損壞時(shí)，高溫?zé)煔饬鲗⑦M(jìn)入密封板下竄行，很快就會(huì)使密封板受熱變形而損壞，造成爐頂漏煙。
2、改造修復(fù)前存在的危害性
2.1漏風(fēng)、漏灰對(duì)運(yùn)行安全性的危害
(1)漏風(fēng)、漏灰會(huì)嚴(yán)重磨損金屬受熱面。承壓管道在漏風(fēng)、漏灰部位時(shí)常發(fā)生管壁變薄甚至爆管現(xiàn)象。在發(fā)生鍋爐漏風(fēng)、漏灰時(shí)，由于鍋爐內(nèi)外壓力差，在漏風(fēng)處形成渦流，加速了爐灰顆粒物對(duì)管壁的沖刷磨損作用，長(zhǎng)此以往，將使管壁厚度減小，造成應(yīng)力集中，嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致爆管，造成電廠被迫停產(chǎn)的事故。同時(shí)，隨著鍋爐本體泄漏的增加，其爐內(nèi)的煙風(fēng)量開始大于設(shè)計(jì)值，且由于泄漏點(diǎn)的不同，使?fàn)t內(nèi)流場(chǎng)壓力不均、煙風(fēng)流量偏差加大等，都直接或間接地惡化了爐內(nèi)工況條件，導(dǎo)致管壁嚴(yán)重磨損。
(2)漏風(fēng)、漏灰對(duì)鍋爐輔機(jī)安全造成危害（主要是對(duì)引風(fēng)機(jī)的危害）。當(dāng)鍋爐發(fā)生漏風(fēng)、漏灰時(shí)，降低了爐膛及換熱面的熱負(fù)荷，為了保證鍋爐出力，必須增加煤粉的投入量，此舉加大了爐膛煙道中的風(fēng)粉量，增加了風(fēng)速，加大了對(duì)引風(fēng)機(jī)葉片的磨損。現(xiàn)在各電廠大、小修中常有的葉輪磨損堆焊等項(xiàng)目說(shuō)明了其危害的嚴(yán)重性。
(3)漏風(fēng)、漏灰嚴(yán)重腐蝕金屬構(gòu)件。灰中含有的有害成分（如S，P，N等元素）會(huì)對(duì)金屬構(gòu)件、特別是對(duì)承壓部件造成腐蝕。此外，漏出來(lái)的高溫?zé)煔馔鶗?huì)將熱量傳給泄漏通道附近的鍋爐附件，如管道、聯(lián)箱、熱工表線等，造成燒損、腐蝕，從而危及生產(chǎn)安全，嚴(yán)重威脅鍋爐的正常運(yùn)行。當(dāng)煙氣流量增加時(shí)，煙氣中硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)必然增加，而其增加將導(dǎo)致酸露點(diǎn)升高，從而加大尾部受熱面的腐蝕。
(4)漏風(fēng)、漏灰增加鍋爐本體荷重。爐頂大量積灰（積灰量可達(dá)200t、甚至300t以上），增加了鍋爐爐頂承重量及頂棚管的承重負(fù)荷，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致?tīng)t頂變形，對(duì)鍋爐本體的安全運(yùn)行造成危害。
2.2漏風(fēng)、漏灰對(duì)經(jīng)濟(jì)性的影響
(1)漏風(fēng)、漏灰降低鍋爐熱效率。漏風(fēng)會(huì)導(dǎo)致煙氣所帶熱量散失，導(dǎo)致各受熱面換熱不足。此外，要維持額定蒸發(fā)量，必須多投煤粉，增加了煙氣流量，導(dǎo)致煙氣量增加。鍋爐引風(fēng)機(jī)電耗約占廠用電的15%左右。根據(jù)各科研院所的研究及各實(shí)際電廠試驗(yàn)考核：0.1(10%)漏風(fēng)系數(shù)對(duì)應(yīng)7.5℃排煙溫度的升高，對(duì)應(yīng)著約0. 7%的熱效率的降低，對(duì)應(yīng)10~15 A引風(fēng)機(jī)電機(jī)電流的增加。
(2)漏風(fēng)、漏灰制約鍋爐出力。當(dāng)密封結(jié)構(gòu)發(fā)生大規(guī)模泄漏時(shí)，外界空氣會(huì)大量進(jìn)入或內(nèi)部煙氣大量漏出爐膛煙風(fēng)系統(tǒng)，不但影響爐膛內(nèi)的負(fù)壓工況，而且會(huì)大大增加引風(fēng)機(jī)電耗和磨損，迫使鍋爐機(jī)組降負(fù)荷運(yùn)行。
3、非金屬立體柔性密封技術(shù)原理
該技術(shù)的原理是利用獨(dú)特的施工工藝充分發(fā)揮材料的特性，全方位動(dòng)態(tài)調(diào)整吸收鍋爐因受熱膨脹而產(chǎn)生的位移，而不是硬性的遏制膨脹。其主要采用具有超長(zhǎng)纖維的高強(qiáng)度陶瓷纖維材料、具有高度穩(wěn)定性的高溫粘合劑、鎳鉻錳超強(qiáng)伸縮網(wǎng)、不銹鋼釘、不銹鋼菱形鋼板網(wǎng)和彈性逆止卡環(huán)等。所有材料均具有很強(qiáng)的耐高溫、抗腐蝕和高延展性能。作為密封主材的高強(qiáng)度陶瓷纖維具有纖維長(zhǎng)、抗拉強(qiáng)度高（達(dá)到103 kPa）、耐高溫（達(dá)1200℃）等特點(diǎn)。高溫粘合劑不含任何磷酸根，pH值為7，從根本上杜絕了對(duì)鍋爐的酸堿性腐蝕問(wèn)題，具有極強(qiáng)的化學(xué)穩(wěn)定性，抗溫能力達(dá)1400℃。
該技術(shù)工藝的主要特點(diǎn)是能夠動(dòng)態(tài)調(diào)整吸收鍋爐必然存在的膨脹而不是硬性遏制膨脹。它強(qiáng)調(diào)整體柔性密封，把泄露點(diǎn)置于密封層的中心部位；從高度方向自然向底部水平方向延伸不少于500 mm，使高度與水平方向形成一個(gè)緊密結(jié)合的整體；一般部位鋪設(shè)3層陶瓷纖維，但不是簡(jiǎn)單的平鋪，每2層之間用高溫粘合劑粘接，能吸收的理論膨脹量為75 mm；在陶瓷纖維層上鋪設(shè)不銹鋼網(wǎng)，固定在事先焊接好的不銹鋼釘上，用彈性逆止卡環(huán)壓緊并焊接牢固。該項(xiàng)工藝大大增強(qiáng)了密封層的強(qiáng)度，并形成一個(gè)三維囊狀結(jié)構(gòu)，將膨脹區(qū)域完全包覆在密封層內(nèi)。如果有因特殊情況出現(xiàn)的大裂縫，則適當(dāng)增加陶瓷纖維層數(shù)及延展尺寸，該工藝所能吸收的最大膨脹量為220 mm。
4、改造修復(fù)區(qū)域及修復(fù)效果
需要進(jìn)行密封改造修復(fù)的區(qū)域主要有鍋爐爐頂?shù)那敖徊妗?cè)墻與頂棚管交接處、末級(jí)再熱器（如圖3所示）、后水冷壁拉稀管及穿頂棚管部位等。
經(jīng)過(guò)密封修復(fù)改造后，爐頂?shù)那敖徊妫瑐?cè)墻與頂棚管交接處，再熱器的穿墻管部位及折焰角與側(cè)墻的交接處等部位漏灰現(xiàn)象消失，改造效果良好。
5、經(jīng)濟(jì)效益分析
從目前使用狀況看，采用非金屬立體柔性密封技術(shù)后，爐頂及折焰角處的密封可保證3個(gè)大修期(12年)不更換、修復(fù)，采用傳統(tǒng)金屬密封工藝及保溫措施，12年內(nèi)至少要大修3次。采用立體柔性密封技術(shù)對(duì)硬性金屬密封改造修復(fù)投入費(fèi)用為99- 55萬(wàn)元，采用該技術(shù)后12年內(nèi)可節(jié)約費(fèi)用約490. 24萬(wàn)元。
綜上所述，采用立體柔性密封技術(shù)對(duì)鍋爐爐頂進(jìn)行密封，設(shè)計(jì)壽命按12年計(jì)算，可節(jié)約資金390. 69萬(wàn)元，每年可節(jié)省資金32. 55萬(wàn)元，經(jīng)濟(jì)效益明顯。
6、結(jié)束語(yǔ)
采用該立體柔性密封技術(shù)后，消除了670 MW直流鍋爐爐頂硬性密封因受熱膨脹造成的漏煙、漏灰問(wèn)題，經(jīng)濟(jì)效益明顯，具有較大的推廣應(yīng)用價(jià)值。
相關(guān)生物質(zhì)鍋爐顆粒機(jī)產(chǎn)品：
1、
生物質(zhì)蒸鍋
2、
秸稈壓塊機(jī)
3、
木屑顆粒機(jī)
