塔式爐高溫爐煙管道選材設(shè)計管理及施工維護方案對比

塔式爐高溫爐煙管道選材設(shè)計管理及施工維護方案對比摘要：高溫爐煙管道作為褐煤塔式鍋爐的重要組成部件，其運行性能的穩(wěn)定性和安全性，對鍋爐整體的安全運行有著至關(guān)重要的影響。本文介紹燃用褐煤的塔式鍋爐風(fēng)扇磨高溫爐煙管道選材、設(shè)計管理和施工維護，并簡單介紹高溫爐煙管道的幾種結(jié)構(gòu)形式。關(guān)鍵詞：塔式爐高溫爐煙管道設(shè)計管理施工維護1.引言褐煤塔式爐已經(jīng)有60余年的應(yīng)用歷史，由于褐煤的水分含量大，所以需要對煤粉進行干燥，目前褐煤塔式爐通常會配置風(fēng)扇磨，通過高溫爐煙管道從爐膛抽取高溫爐煙，與煤粉在進入風(fēng)扇磨前進行混合和干燥。高溫爐煙管道的設(shè)計結(jié)構(gòu)直接關(guān)系到機組的安全可靠運行，通常是由鍋爐廠直接設(shè)計供貨。本文簡單介紹高溫爐煙管道的幾種結(jié)構(gòu)形式，重點說明管道材料的選擇，以及可能會影響施工的幾個因素。1.常見高溫爐煙管道結(jié)構(gòu)型式及選材風(fēng)扇磨通常是環(huán)繞鍋爐布置，所以高溫爐煙管道同樣是布置在鍋爐四周，從爐膛內(nèi)抽取高溫?zé)煔?，用于干燥煤粉。根?jù)高溫爐煙管道的保溫方式，通常有兩種高溫爐煙管道的結(jié)構(gòu)形式，外保溫型式和內(nèi)保溫型式，在實際運行過程中，高溫爐煙管道的保溫層如果脫落，將會導(dǎo)致管道等部件被高溫?zé)┗蜃冃危员匦问降倪x擇非常重要。外保溫型式高溫爐煙管道外保溫型式高溫爐煙管道在接觸高溫?zé)煔鈧?cè)采用耐高溫的合金鋼作為內(nèi)襯板然后依次由內(nèi)向外是保溫材料和金屬外護層。外保溫型式高溫爐煙管道相對來說有利于現(xiàn)場施工，吊裝重量輕，安裝難度較低。但是其缺點同樣明顯，首先就是成本高，因為使用了耐高溫的合金鋼襯板，投資費用要高出很多；其次是與高溫爐煙直接接觸耐高溫合金鋼容易收到熱應(yīng)力的影響而出現(xiàn)裂縫，維修比較困難；最后是保溫材料脫落，膨脹差異導(dǎo)致的保溫材料裂縫脫落，只有在金屬外護層發(fā)生明顯變形時才能發(fā)現(xiàn)。1.內(nèi)保溫形式高溫爐煙管道內(nèi)保溫形式高溫爐煙管道在最外側(cè)是碳鋼鋼管作為主體職稱材料，然后依次向內(nèi)是保溫材料和耐火材料，保溫材料和耐火材料通過各種金屬件固定在碳鋼鋼管上。內(nèi)保溫形式高溫爐煙管道相對來說，投資成本低，材料易于獲得，與外保溫型式相比，在熱應(yīng)力等方面的影響較小，但是在實際運行中，還是有一些嚴(yán)重的問題，首先是高溫爐煙沖刷耐火材料，尤其是耐火材料連接處，非常容易造成耐火材料脫落，然后保溫材料燒穿，外層鋼管也會變形會燒穿；其次是內(nèi)部金屬件容易開焊，直接導(dǎo)致耐火材料和保溫材料脫落；再次是鍋爐啟停及磨煤機啟停過程中，高溫爐煙溫度從環(huán)境溫度都1000°C左右急劇變化，由于管道本身的保溫結(jié)構(gòu)形式熱補償能力差，運行一段時間后，保溫和耐火材料脫落，嚴(yán)重時，會將磨煤機葉輪和打擊板損壞，直接導(dǎo)致停爐；最后是現(xiàn)場施工困難，施工周期長，高空作業(yè)多。另外還有一種膜式水冷壁高溫爐煙管道，就是在碳鋼管道內(nèi)部并行排列圍繞布置管束，管束與鍋爐汽水系統(tǒng)相連，能夠更為合理的利用煙氣的熱能，提高機組效率，這種方式也存在一定問題，因為管束中的冷水和高溫?zé)煔獾臒峤粨Q，致使保溫材料可能會出現(xiàn)脫落的情況。高溫爐煙管道內(nèi)保溫及耐火材料的選擇結(jié)合國內(nèi)外項目實際情況，做一個簡單的成本對比，根據(jù)國內(nèi)某電廠的傳統(tǒng)方式的內(nèi)外結(jié)合保溫形式作為參考，內(nèi)外結(jié)合保溫形式是綜合了內(nèi)保溫和外保溫的優(yōu)點而設(shè)計的一種保溫形式。即高溫段采用普通碳鋼管加內(nèi)保溫，與原煤混合的干燥段采用耐熱鋼，加外保溫。我們執(zhí)行設(shè)計管理的國外某項目高溫爐煙管道全部采用內(nèi)保溫形式，故只參考國內(nèi)電廠內(nèi)保溫形式的數(shù)據(jù)。（1）國內(nèi)電廠內(nèi)保溫的管道大約40米，除鋼管以外的材料清單如下：主要材料如下：鋼管?3220*10Q235-B陶瓷纖維氈S=405mmY型鉤釘5=14mm304鋼板網(wǎng)5=2mm,20*40304耐火澆注料S=114mm剛玉耐磨澆注料高溫承重環(huán)310S根據(jù)國內(nèi)電廠給出材質(zhì)和型號，以及參考圖紙資料可計算得出，內(nèi)部保溫材料總重約960噸，共計8根管道，每根40米，可估算得出每米的內(nèi)部材料重量約為3噸，鋼管是?3220*16的Q235-B，每米鋼管的重量約為1.3噸，由此可知每米鋼管和內(nèi)部材料的總重量為4.3噸，此重量未包含管道附件重量。如包含加強板、支架、吊架、膨脹節(jié)等材料重量，估算每米的總重量為5噸。（2）國外項目高溫爐煙管道長度約65米，如果采用傳統(tǒng)的內(nèi)保溫形式，則單臺爐高溫爐煙管道的總重量計算如下主要材料如下：鋼管?3216*10A36416t陶瓷纖維氈S=405mm330tY型鉤釘5=14mm304107t鋼板網(wǎng)5=2mm,20*4030467t耐火澆注料S=114mm剛玉耐磨澆注料10691高溫承重環(huán)310S215t內(nèi)部保溫材料總重17881,由此可知每米鋼管和內(nèi)部材料的總重量約為4.231,此重量未包含管道附件重量。如包含加強板、支架、吊架、膨脹節(jié)等材料重量,估算每米的總重量為4.77噸。（3）通過如上對比,國外項目由于施工工期較短,施工機械配置不足等問題,我們積極的尋找新的辦法,在通過多方詢問,尋找到高溫爐煙管道內(nèi)襯碳化硅的形式,并對廠家進行了實地考察。如下為耐磨耐熱碳化硅陶瓷的技術(shù)參數(shù)：名稱名稱體積密度：±2.45g/cm3耐磨碳耐磨碳化硅陶瓷常溫耐壓強度：±98MPa

導(dǎo)熱系數(shù)：11w/m?k線膨脹系數(shù)（1000°C）：4.5X10-6耐火度：三1450C耐磨性（cm3）W5化學(xué)成分SiC：±70%化學(xué)成分SiC：±70%熱振穩(wěn)定性±25次（1100性，空冷）高溫爐煙管道內(nèi)層碳化硅陶瓷與外壁之間的支撐件、承重環(huán)和連接件采用耐熱不銹鋼材料制造，每種材料的選用必須經(jīng)過強度計算后才能確定。承重環(huán)的規(guī)格、數(shù)量應(yīng)滿足高溫爐煙管道的強度計算和安裝要求。高溫爐煙管道系統(tǒng)要求在供方工廠內(nèi)預(yù)制完成，在工地現(xiàn)場提供管道外壁鋼管的焊接連接的技術(shù)服務(wù)和支吊架安裝的技術(shù)服務(wù)工作，管道接口處應(yīng)采用可靠的密封絕熱結(jié)構(gòu)，以防止高溫?zé)煔庑孤秾?dǎo)致局部超溫。這樣能最大限度減少現(xiàn)場施工的作業(yè)量，同時保證耐火澆注料的澆筑環(huán)境，現(xiàn)場的高空作業(yè)也會大幅度的減少。評嗎，冊肝“匚胡臂譽闿比旺應(yīng)和譽竺⑹建卿退壯…」評嗎，冊肝“匚胡臂譽闿比旺應(yīng)和譽竺⑹建卿退壯…」44^幵審連廛酋氐CctiEECtn口廠翰匚丄蛋飆電也3Thg如財Fgnw1.常見高溫爐煙管道施工及維護方式對比1.外保溫型式高溫爐煙管道外保溫型式的高溫爐煙管道在現(xiàn)場施工過程中，在組合場或鍋爐附近，先將一段內(nèi)部鋼板組合焊接完成，然后點焊所有保溫鉤釘，并安裝完保溫材料和外部金屬防護層，預(yù)留鋼板頂部和底部的焊接段，全部完成預(yù)制后，整體吊裝就位，然后將連接處進行焊接，補充保溫材料和外層金屬防護層，高空作業(yè)較少，大部分工作在地面組合場完成，且后期維護量和維護費用也相對較低，在安裝完成后后期運行基本不需要進行管道內(nèi)的維護施工，對于施工人員的安全維護有利。1.內(nèi)保溫形式高溫爐煙管道內(nèi)保溫形式的高溫爐煙管道在現(xiàn)場施工過程中，需要先將完成鋼板吊裝就位然后在連接處搭設(shè)內(nèi)部以及外部腳手架，鋼板焊接完成后，安裝保溫材料，砌筑耐火磚或澆筑耐火材料，等待澆注料成型上強度，然后進行下一段的施工，直至完成全部管道安裝。從各個電廠的大修統(tǒng)計數(shù)據(jù)中可以看出，由于高溫爐煙煙管道內(nèi)襯材料的脫落，增大了維修工作量和維修費用，而且危險性高。另外，由于脫落的內(nèi)保溫材料均進入磨煤機，故增加了磨煤機的磨損，也就是增加了磨煤機維護量。而且這種保溫脫落現(xiàn)象通過檢修也難以根本解決。1.碳化硅內(nèi)襯內(nèi)保溫形式高溫爐煙管道碳化硅內(nèi)襯形式的好處是可以在廠內(nèi)或現(xiàn)場組合場完成預(yù)制，如同外保溫型式管道一樣，而且由于碳化硅硬度高，基本不會發(fā)生變形，抗磨性能也非常出色所以不論是熱膨脹的影響，還是從安裝工序的安排，都能對保溫脫落起到一定的防護作用。1.結(jié)語對每一個配置高溫爐煙管道的電廠來說，在高溫爐煙管道的結(jié)構(gòu)型式選擇上材料的選擇上，都是一個重要的