循环流化床锅炉内衬的结构特点及检修导则

cai1972

中国石油锦西炼油化工总厂热电公司6#循环流化床锅炉，经过两年多的实际运行，发现锅炉炉膛出口烟道顶棚耐火混凝土和保温混凝土开裂比较严重，右侧炉膛出口烟道顶棚与旋风分离器筒体相交处耐火混凝土断裂下沉，顶部钢架结构过热变形，膨胀节耳板烧损，旋风分离器顶棚与中心筒相交处混凝土开裂，右侧筒体下沉等现象。为了找出设备损坏的主要原因以及确定检修方案，热电公司有关技术人员进行了大量的工作，通过对设计图纸的反复推敲和技术分析，决定在不改变原有设计方案的基础上进行局部修改。通过修改，大修后的锅炉运行状况良好，锅炉炉膛出口烟道顶棚耐火混凝土和保温混凝土开裂下沉现象彻底消除，为锅炉长周期运行提供了保证。





10.1　烟道顶棚及旋风分离器顶棚损坏情况





热电公司6#循环流化床锅炉炉膛出口烟道顶棚及旋风分离器顶棚经外观检查发现存在以下几个方面问题：





1．炉膛出口烟道顶棚耐火混凝土和保温混凝土开裂比较严重，开裂处内部抓钉外露，局部形成贯通缝。





2．右侧炉膛出口烟道顶棚与旋风分离器筒体相交处耐火混凝土断裂下沉，左侧炉膛出口烟道顶棚入口处耐火混凝土断裂下沉。





3．左侧炉膛出口烟道膨胀节损坏严重，顶部钢架结构过热变形，膨胀节耳板烧损。





4．旋风分离器顶棚与中心筒相交处混凝土开裂，右侧筒体下沉。





5．右侧旋风分离器顶棚承重钢架过热变形。





10.2　原因分析





通过对现场设备损坏情况勘察和技术分析，同时进行图纸校对和论证，发现锅炉顶棚钢结构设计上存在一定的缺陷。





1．炉膛出口烟道顶棚设计缺陷分析










炉膛出口烟道顶棚原设计为纵向4根、横向6根截面为20*165mm的井字形框架承重结构（见上图），耐火混凝土和保温混凝土均通过吊挂砖和抓钉吊于异型角钢之上，而角钢通过角焊缝固定在承重筋板上。由于角钢与承重筋板间只是通过焊接而没有采取任何加强措施，而焊道长度有限，所以在高温下造成焊口失效脱焊。顶部混凝土下沉、断裂损坏。





2．旋风分离器顶棚及中心筒支撑设计缺陷分析：





    旋风分离器顶棚框架承重结构与炉膛出口烟道顶棚框架承重结构相同，由于没有加强措施，所以很容易造成角钢开焊，混凝土结构下沉、损坏。





    另外由于中心筒支撑设计采用环形板承重结构，在纵向没有足够的支撑能力存在缺陷，使得中心筒在运行过程中位置下移，增加了顶部混凝土结构的载荷。造成中心筒与旋风顶棚结合处混凝土崩裂损坏（原中心筒支撑见下图）。










    另一方面由于中心筒的环形吊板将立面混凝土结构一分为二，在下沉过程中在环形吊板下面形成缝隙，使得烟气通过环缝串入钢梁空间，使钢梁过热变形。同时造成中心筒吊挂焊口失效开焊。





10.3　修复方案





1．膛出口烟道顶棚修复：





    针对存在的问题和缺陷，在原有顶棚承重结构上进行了加强处理。在异型角钢和承重筋板之间增加加强筋板。保证吊挂的承载能力。同时增加一层50mm硅酸铝纤维板保温层，提高绝热和密封能力（见下图）。










2．旋风分离器顶棚及中心筒支撑修复：





    通过检查发现，中心筒吊挂直接通过角焊缝，焊于支撑环板之上，在高温状态下受到耐火混凝土和保温混凝土的内部应力挤压，很容易造成焊口失效开焊（此次检修时发现右侧2/3吊挂开焊、左侧1/4开焊）。为此在修复时将原吊挂两侧吊板加长，穿过支撑环板在上部进行焊接，同时增加下部加强筋板，辅助下部焊接，确保吊挂强度。





    为了防止中心筒下移，在中心筒支撑筒壁与承重工字钢之间，安装8块支撑筋板，解决中心筒下沉问题（见下图）。



通过以上整改，在很大程度上保证锅炉炉膛出口烟道顶棚及旋风分离器顶棚的使用寿命，彻底消除锅炉设备存在的设计隐患。经过一年多的实际运行证明，改造取得圆满成功。保证了锅炉的长周期运行，为总厂的安全生产提供了保证。