白马3 0 0 M W 循环流化床锅炉 安装介绍( 四川电力建设三公司)1工程概况白马I * 3 0 0 M W 循环流化床示范电站工程锅炉为法国A l s t o m 设计、制造的单汽包、自然循环、半露天布置的循环流化床锅炉，全钢架支吊结构，采用高温旋风分离器进行气固分离，采用外置换热器控制床温及再热汽温，汽包采用悬臂支撑式结构。主体安装工程由四川电力建设三公司承建。锅炉本体由五跨组成，第一、二跨布置有由炉膛、高温钢板旋风分离器、回料器以及外置换热器组成的主循环回路、冷渣器以及二次风系统等；第三、四跨布置尾部烟道( 高温过热器、低温再热器以及省煤器、省煤器灰斗等) ；第五跨为单独布置的回转式空气预热器。炉膛采用全膜式水冷壁结构，宽1 5 0 5 1 m m ，深1 2 6 1 5 m m ，炉膛底部采用裤衩型将炉膛分为两个床。布风板之下为由水冷壁管：弯制围成的水冷等压风室。锅炉采用混料器给煤和给石灰石，四个混料器布置在回料器至炉膛的灰道上。在进入水冷等压风室前的两个热一次风道内各自布置有一台风道点火器，另外在每个床上还设置有4 支床上点火油枪。四台高温旋风分离器布置在炉膛两侧的钢架副跨内，在旋风分离器下各布置一台回料器。由旋风分离器分离下来的物料一部分经回料器直接返回炉膛，另一部分则经过布置在炉膛两侧的外置换热器后再返回炉膛。锅炉尾部后竖井烟道内从上到下布置有高温过热器( H T S ) 、低温再热器( L T R ) 、省煤器( E C 0 1 、E C 0 2 ) 。2 主要施工技术方案介绍2 。1汽包吊装本工程锅炉汽包重1 6 5 t ，长1 9 m 。布置在炉前钢架K A 前1 8 0 0 m m ，由轴承支撑在钢架上。汽包吊装采用液压顶升装置，由布置在汽包顶上的2 台2 0 0 液压千斤顶，将汽包由锅炉零米水平抬吊就位，然后安装汽包支撑梁及轴承，松钩就位。2 2 水冷壁吊装在水冷壁安装中，为保证扩展水冷壁安装质量，避免空中对口，采用炉顶顶开口，水冷壁从上往下吊装，最后封闭顶棚水冷壁。施工中，最大限度加大地面组合率，保证设备外形尺寸，满足相关技术要求。水冷壁最重件达8 3 t ，并采用了小坦克炉顶滑移就位技术。水冷壁组合时，还将炉墙耐热钢筋尽可能的焊接上，保证耐热钢筋安装质量。对关键的水冷壁布风板，精确调整水平，确保4 6 6安装要求。2 3 烟风道施工旋风分离器采用直段和锥段单独吊装，空中对接，分离器进口烟道在水冷壁吊装之前预先吊装就位，用倒链接钩，待上部水冷壁找正后开始找正固定。分离器出口烟道边吊装边找正。在组件分段上，进口烟道制作成一件，出口烟道按照设计进行分段，主要是考虑到现场制作机具限制。灰道在受热面吊装前吊装到位，水冷壁安装找正后，即可安装找正。4 、外置床施工外置床壳体施工是关键工序，应在钢架安装期间就开始安装，确保炉墙及下一步受热面施工提供足够的时间。首先，把外置床底板( 布风板) 安装到位，然后安装四侧墙板以及中隔墙以及流化风帽，再浇注，然后把受热面管排吊装完后再安装外置床顶板，最后安装受热面集箱以及受热面管排。在循环流化床锅炉中，循环流化床锅炉内的固体物料浓度为煤粉锅炉的几十倍到上百倍，由于锅炉内的高颗粒浓度和高运行风速，烟气流速较大、颗粒较粗，使耐火材料受到大量周体物料的不断冲刷磨损，因此耐火材料的防磨问题应特别重视。耐火防磨结构的安装是关系机组正常、安全运行的关键。锅炉炉墙施工是循环流化床锅炉安装技术的又一个关键环节。本工程锅炉炉墙砌筑和耐火耐磨材料的浇注的工作量特别大，约4 0 0 0 多吨；涉及耐火、保温材料的种类较多，总计2 0 多种材料，每种材料又有多种规格。砌筑耐火砖和耐火浇注料的施工主要在磨损严重区域，如旋风分离器、回料器、外置床、冷渣器、燃烧器以及相关的进出口烟道、灰道等部位。循环流化床锅炉耐火耐磨施工量较大，环节较多，涉及面广，质量工艺要求高，设备内部结构形状极不规则。耐火不定型材料的施工是循环流化床锅炉安装的重点，也是难点。施工条件准备要充分，如备料、施工用的合格水源、木模的制作、耐热钢筋等金属件的安装、材料运输通道规划、照明、材料存放、试块试验、专用工器具准备、人员培训等一系列工作都进行了通盘考虑，各个环节的相互衔接有周密计划。独特的工作缝设置：在每个区域均设置小于1 0 0 0 唧1 0 0 0 m I 内工作缝，上层与下层必须错缝，工作缝为z 形工作缝，每条工作缝的向火面必须形成三角形沟槽。为此，只能分块、间隔施工。该设计木模难以固定：特别是炉膛斜面，容易跑模，胀模。对脚手架的搭设要求严，木模利用率低，成本高，工效低，施工工期长。特别是三角槽的形成非常困难。该锅炉不仅设计了集中膨胀缝，而且还设计有工作缝。集中膨胀缝主要设计在四周墙体角部和项部与侧墙，底部与四周侧墙的交界处，集中膨胀缝的形状和结构与国内设计相同；但分散膨胀缝与国内不同。工作缝按小于按1 米木l 米区域四周设计，该工作缝的结构为错牙布置，并且在混凝土的向火面，工作缝有l O m 高，2 0 m m 宽的9 0 度沟槽，同时在炉墙墙体中部工作缝之间填2 m 的陶瓷板。该工作缝可以补偿在高温时耐火混凝土的微膨胀，防止混凝土表面裂纹。因此耐火混凝土的施工不能进行整块大面积的施工，而是分成多个较小的工作区域分块进行施工，每块的面积小于1 0 0 0 I m * l O O O m m ，即最大的浇注面积不宜大于1m l 。这种设计施工难度较大，为保证错牙工作缝，混凝的施工分层若干层进行浇注，同时每层进行跳跃分隔施工，剩余的部分必须待木模拆除后才能进行下一步施工，工效低。因此，在木模配置上采取有效措施保证工作缝的形状。浇注质量的好坏关键取决于木模的配置和安装。因循环流化床锅炉耐火材料浇注面广，形状不规则，木模制作和安装工作量大，难度高。所以，组织了大批技术能力强、经验丰富的高级木工进4 6 7行施工。3 质量控制3 1 本工程锅炉主要承压焊口1 8 0 0 0 多只，汽机主要承压焊口7 0 0 0 只。公司和项目部高度重视工程焊接质量，明确了焊接质量目标，对焊缝表面和内部质量的要求高，对材料、工艺、方法、人员均提出了更新更高的要求。1 ) 工期紧，且设备钢种复杂、合金材料使用普遍，焊接工艺管理复杂，焊接施工组织的难度大。2 ) 锅炉水冷壁管向火面焊缝的表面要求较高，地面组合焊口数不足总焊口数的1 5 ，高空旅焊量大，且扩展水冷壁、低温再热器、高温过热器、外置床部件的焊口位置较困难。3 ) 锅炉大管焊口数较以往工程增多，占锅炉总焊口数的3 1 ，中管焊口数量相对较少，约占锅炉总焊口数的0 5 6 。3 2 锅炉炉内向火面焊缝打磨C F B 锅炉炉膛向火面要求很高，按照a l s t o m 的技术规范要求，制造焊缝和现场焊缝，均应平滑，不应有毛刺、尖锐突起，凹凸不允许超过0 5 m m ，否则运行中对设备磨损极快。水冷壁打磨成为循环流化床锅炉安装工艺的关键点。在水冷壁管屏安装结束后，立即组织炉内焊缝及焊口表面的打磨工作。炉内搭设满膛架，并准备足够的打磨机具、材料，还准备了部分特殊的打磨工具，应付一些位置狭窄的地方。打磨先定样板。然后定人定范围打磨，检查人员及时检查，挑出不合格项，打磨范围还包括制造厂制造不合格项。3 3 耐热钢筋施工炉墙耐火耐磨材料敷设位置全部设计有密布的耐热钢筋。耐热钢筋的安装质量直接影响耐火耐磨材料的使用寿命。耐热钢筋全部为不锈钢，壳体为碳钢，异种钢焊接难度大。耐热钢筋设计布置间距为1 0 0 2 0 0 m m ，形状复杂。为保证耐热钢筋排列整齐、美观，在需布置钢筋位置按设计距离用墨线按设计距离进行纵横放线，在线的接点处将耐热钢筋焊接在设备的向火面，布置成钢筋网。在焊接前，耐热钢筋与金属壳体焊接处，应用磨光机打磨，除净铁锈和油漆，保证根部焊接融合质量。耐热钢筋的焊接工作必须由合格焊工来施工，焊接好后，焊缝药皮及时清理干净，否则对混凝土有影响。为防止耐火浇注料的水分被保温层吸收，在保温层和耐火层之间贴油纸。因耐热钢筋密布，很多的定型材料需每颗耐热钢筋处需进行现场加工，如油纸、保温砖，加工工作量大，施工难度大。同时，为防止超温，在保温砖穿耐热钢筋处必须用保温浇注料进行填充。特别靠壳体侧设计保温浇注料，向火面设计保温浇注料，木模必须制作、安装两次。为安装保温浇注料的木模，全部采用上下口锯齿形的木模，并只能4 0 0 r a m 左右进行浇注。因耐热钢筋密布，振捣难度也特别大。搅拌是非常重要的过程，因为它对内衬质量起到决定性的影响。用于该锅炉的耐火材料比重大，较稠，传统的强制式搅拌机不易保证拌合质量。为此，针对现场实际情况，我们对搅拌机的叶片方向、叶片数量、转速、叶片与壳体的间隙均进行了改造。改造后的搅拌机能保证搅拌质量。每天坚持做好记录，对于所用耐火材料的搅拌，其搅拌时间、搅拌方法、搅拌时工作温度、环境温度，浇灌的位置及搅拌混凝土的量应有详细记录。均应以文字形式记录。并对每一批混凝土取样编号，以利以后4 5 8识别。该工程的耐火材料非常敏感，对环境温度、水温、储存、搅拌、加水量等要求高。加水量控制严格，为保证质量，加水量进行严格计量。该锅炉耐火材料的施工主要在夏季。夏季施工，气温高，耐火混凝土凝固时间短。如用于锅炉炉膛的耐火浇注料，在开工前在现场做试验。发现搅拌好的材料在7 分钟内就发生凝固，不能保证现场施工，特别是炉膛上部3 5 米4 3 米标高的区域，仅材料运输就需要5 “ - 8 分钟。试验的环境温度2 7 。C ，水温2 2 “ C 。因此，采用在水中加冰块对水进行降温，将水温降至8 1 5 。C ，搅拌出料1 8 分钟后发生凝固。实践证明加冰块降低水温的措施有效。为此，现场配置了专用冰柜储存冰块，保证施工用量。1 )炉膛的施工：一般的煤粉锅炉炉膛卫燃带区域设计耐火捣打料，不必进行木模的配置和安装，而在该示范电站的锅炉炉膛7 1 米1 6 1 米四周和上部炉膛与入口烟道接口的前后侧全部采用耐火浇注料。在炉膛区域，耐热钢筋密布，间距为1 2 0 m m * 1 2 0 m m ，浇注厚度为l O O m m ，( 该距离为混凝土表面离水冷壁管道表面间的距离) 。耐热钢筋的密集、V 型结构和鳍片式水冷壁结构给木模的安装和混凝土的振打带来很大的困难：特别是炉膛下部布置有3 0 多个二次风管到炉膛的接口，回料器、外置床、冷渣器等到炉膛灰道等2 0 多个大小不等，形状不规则的孔洞，给木模的制作和安装很大的难度。一个孔洞同时从内外进料，用四根振动棒才能将耐火混凝土振打到位。同时，这些接口的膨胀非常关键，膨胀缝的安装非常小心仔细。为缩短工期，增加工作面，炉膛上部和下部同时施工，为确保安全，炉膛中间采取隔离措施。2 )风室：炉膛风室设计为保温浇注料。为保证保温浇注料的性能不受影响，按技术规范，保温浇注料不能用振动棒进行机械振捣，只能用人工进行捣圃。因施工空间狭窄，耐热钢筋密布，完全靠人工捣固难以保证质量，很容易出现蜂窝、孔洞。我们捣固的机具进行改进，捣固方法进行完善，确保了保温浇注料的施工质量。3 )旋风分离器及进出口烟道的施工：旋风分离器以砌砖为主。为保证耐磨材料的使用寿命，我们首先按A L S T O M 的技术规范对耐火砖进行了认真检查，发现有部分耐火砖存在有裂纹。针对该情况，A L S T O M 专门派专家到现场进行抽检、筛选、确认，对淘汰的耐火砖组织重新订货生产，确保耐火材料的质量。因旋风分离器内在运行过程中磨损非常严重，因此，施工质量要求非常严格。如：耐火砖的灰缝饱满度必须大于9 0 以上，灰缝控制在1 - - 一3 m m ，相邻砖的平整度小于0 3 m m ，膨胀缝均匀，宽度在I m m 。同时，对旋风分离器的内径误差要求在3 r a m 内。这不仅对施工人员的技术工人水平要求高，同时对壳体的制造、筒体安装精度要求也非常高。如：每个旋风分离器锥段和直段的所有水平支撑环水平度必须严格保证。目前，本工程已完成锅炉水压试验，炉墙部分