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1、论述余热锅炉热膨胀系统及炉膛外壁超温处理摘要：余热锅炉的热膨胀及内保温结构对保温安装工艺提出了一定的要求，在余热锅炉的运行中，经常发生炉膛外壁的超温现象，特别是靠近锅炉结构梁/柱的超温，对锅炉支撑结构的强度会产生重大的影响，为锅炉及设备安全运行产生致命的威胁。本文在介绍余热锅炉热膨胀系统及内保温结构的基础上，重点介绍内保温系统安装工艺。关键词：余热锅炉 热膨胀 保温结构 保温工艺一、 概述余热锅炉的热膨胀及内保温结构对保温安装工艺提出了一定的要求，否则极易由于保温结构随锅炉热膨胀发生结构变化，造成炉膛外壁的超温现象，严重时，甚至会发生内护板脱落，特别是靠近锅炉结构梁/柱处，580左右的高温烟气
2、直接作用于炉壁，对锅炉支撑结构的强度会产生致命的威胁。二、余热锅炉热膨胀系统锅炉是由各种复杂的管系和钢结构组成的整体，若热膨胀受限必然造成炉墙和受压部件的局部损伤，影响锅炉的正常运行及其使用寿命。锅炉均有膨胀中心，以该中心为死点或原点，并根据各处的膨胀规律布置锅炉各种部件，从而完善了锅炉结构和密封问题。因此，在锅炉设计和改造时建立热态动平衡的观念是很重要的。余热锅炉同普通锅炉一样，均采用大板梁悬吊结构，在理论上可以自由膨胀，但锅炉要与辅助设备，如制粉、汽水和烟风管道系统相互连接。为保证锅炉热态自由膨胀，必须采取措施避免与外界部件的连接上的碰撞不畅。在热态运行时，冷态安装协调的锅炉要膨胀变形。由
3、于炉内受热面的结构和热负荷，汽水、烟风、煤粉管道结构及其内部工质热力参数，以及炉内外固定结构和连接方式等是多种多样的，因此各个部位的膨胀值和方向也是多样的。如何协调这些膨胀的相互关系，是保证锅炉部件自由膨胀，不受损伤，以及锅炉热态运行时严密性的关键。为控制锅炉的膨胀，使之有规律，就要设立锅炉的膨胀中心。以它为死点或原点进行有规律的膨胀，并根据膨胀规律集中各种部件，采用合理的密封结构。通常在弹性强度之内，将膨胀控制在三个方向上，即相对膨胀中心上下、前后、左右方向。膨胀死点位置的选择从整体或某一截面看应具有对称性，因为锅炉结构设计和炉内热负荷的分布基本上是对称的，这样容易保持中心。某厂350MW燃
4、气机组余热锅炉膨胀系统由以下组成 ：炉内系统 、炉外系统。炉内系统包括受热面、集箱、烟气阻隔板、炉膛保温内护板 ；炉外系统包括支吊架、膨胀指示器。检修前需对膨胀系统进行全面摸索进行检查，并对余热锅炉的膨胀系统的资料进行了全面的查阅， 在检修时对照图纸进行详细检查并记录。三、余热锅炉保温结构以某厂350MW燃气机组余热锅炉为例，余热锅炉保温结构包括：1. 本台锅炉的保温范围包括：锅炉的炉壳内保温、本体管道、进出口烟道、烟囱等部件。2. 本台锅炉出口烟道膨胀节前均为内保温，膨胀节后为外保温，具体各部分采用的保温结构如下：进口烟道区域保温结构：250mm 硅酸铝耐火纤维毯（由5 层50mm硅酸铝耐火
5、纤维毯重叠而成）0.6mm硅酸铝耐火纤维布+不锈钢丝网20x20x1.6内护板：施工时，每层均用弹性压板固定，各层之间应错缝压缝，用支撑钉和铁丝网将其固定，其表面设有内护板予以保护，为满足锅炉的热膨胀，内护板采取有规律的鳞片式搭接，每相邻的内护板存在一定得热态相对位移量。3. 炉壳的保温分为高温、中温、低温三个区域。四、内保温结构安装工艺保温材料的固定：内保温区域保温材料的固定：支撑钉与壳体焊接固定，保温材料用弹性压板将其固定，在保温层外表面铺设一层镀锌铁丝网20x20x1.6mm，弹性压板在铁丝网外面套入支撑钉，待压紧铁丝网至要求的保温厚度后将其自锁即可。保温及内护板的施工及技术要求如下1.
6、保温材料的安装1.1保温作业时期的防雨措施：保温材料的安装原则上在室内进行，如在室外进行保管、运输、施工时必须十分注意，以防被水濡湿。1.2防止保温材料损伤，安装保温材料和护板时，必须在上面铺设垫板再进行。1.3安装第二层保温材料时，在保温材料、护板上铺设垫板后再进行作业以防损坏保温材料。按作业位置移动垫板位置，三、四层以上的作业其方法相同。1.4为了防止烟气漏入保温材料与护板的间隙而造成局部表面温度上升，因此保温材料的对接处必须保持平整，不得产生间隙，避免如下图所示的情况产生。另外，为防止结露、漏水造成保温材料塌缩，施工时对保温材料施加一定的压缩量。1.5保温材料的接缝位置各层间及各层内保温
7、接缝位置通常错位25mm 以上，接缝位置绝对不要成为“十”字形。1.6各层间保温材料接缝位置2.内护板的安装2.1保温材料以及护板安装作业时必须采取措施谨防损伤已施工好的保温材料。2.2开孔错误时的修正如果护板安装时开孔产生了误差，则在旧孔后面用同样材料做成方或者圆形后盖点焊（4 一8 点）固定再用电钻开制新孔（如下图）2.3由于运行时的热膨胀，螺栓与护板之间会产生移动差，故护板与垫圈之间必须有滑动间隙。但为了保证内护板的整体稳定性，注意内护板上开有13 和11 孔处的垫片不允许滑动。为此，螺母的紧固必须严格遵守以下事项。2.3.1螺母用手紧固。2.3.2螺母紧固后护板上安装的垫圈能够滑动。2
8、.3.3螺母紧固后确认垫圈能够滑动，但不能太松，不能让护板有松动间隙。2.3.4确认上述事项后，对于除炉壳底部内护板处以外，其余区域为防止螺母退出，按施工图指示的位置进行止退焊接。为了防止焊接飞溅，采用TIG 焊接（见下图）。2.3.5对于炉壳底部内护板螺栓处，采用双螺母紧固。2.3.6安装护板以及紧固螺母时同样边移动铺设的垫板边进行作业。2.4护板与保温材料的间隙护板安装时，保证保温材料与护板密合、无间隙。如有间隙，可追加保温材料填满间隙。2.5保温材料填充要领内部部件（防撞装置、吊挂螺栓、膨胀节、墩座等）部件的护板内用保温材料填实，不留间隙。2.6铺设进口烟道硅酸铝耐火纤维布时，其接缝处应
9、设在支撑钉和弹性压板所在位置，接缝宽度100mm。2.7事项和步骤要领。1) 螺栓定位距离要准确按图纸尺寸，如果有超差，要同时调整内护板上的孔距。2) 4 保温钉要焊牢，修复时建议节距250mm 左右，即保温钉与保温钉之间、保温钉与螺栓之间节距250mm 左右。门孔四周和边缘要注意加保温钉，其作用是固定保温材料的。3) 铺设保温材料采用板状硅酸铝（容重128 /m3），无需挤压。保温棉同层接缝之间要平整严密，层与层之间要错缝，每铺一层保温材料均压一片弹性压板。弹性压板自锁保温钉只能使用一次自锁功能，弹性压板仅需陷入保温棉5mm 左右。4) 保温材料按设计层数铺好后，再铺铁丝网，用弹性压板压在其
10、上。要保证保温材料与内护板之间尽可能无间隙。铁丝网断开处要采用铰接或搭接方式连接。5) 内护板搭接要注意方向，按图规定，内护板的搭接处螺栓孔可按U 型开孔，以便插接其他内护板处。螺栓孔处上下均有垫片压住内护板。螺母的拧紧度要保证内护板可自由膨胀。螺母与螺栓要点焊。6) 试验用的测量孔处管子周围超温严重，主要是管腔成了导热体，修复时管腔内填实保温材料以绝热，管子两端堵住。注意保温钉、弹性压板、铁丝网均为不锈钢材质。五、结论本文作者在余热锅炉检修工作中，积累了宝贵的经验，通过以上余热锅炉内保温结构安装工艺的实施，可有效处理余热锅炉炉膛外壁的超温情况，某电站余热锅炉曾发生过高温段L3柱附近内护板、保温脱落，造成L3承重柱超温达300摄氏度以上，停炉处理后恢复正常，在之后的C级检修中对余热锅炉高温段进行了普查及处理，原来多处外壁温度达170以上的超温点，经过处理，均将外壁温度控制在60以下。可见，余热锅炉热膨胀系统及炉膛内保温结构的检查、检修是保证余热锅炉运行安全的一个重要环节。