大型锅炉密封技术的创新优化

大型电站锅炉的密封部分既复杂又烦琐，是设计、安装人员公认的难题。虽然经过不断改进，但部分锅炉在实际运行过程中仍然存在一些问题，导致锅炉发生漏灰、漏烟、漏风现象，影响锅炉运行指标，且污染环境，又会危及锅炉自身及其辅助设备运行的安全性、可靠性、经济性和可维护性。

1.炉墙保温存在的问题及改进方法

炉墙保温主要是在保温材料的选用及施工方面存在一些问题。

（1）保温材料的选用 某300MW机组，其炉墙保温层全部选用的是岩棉板，虽然其提供的最高使用温度为700℃，但是运行一段时间后发现炉墙表面温度超标，经检查发现岩棉板成为松散发酥的棉状物，失去了原有的体积密度。后分析认为其提供的最高使用温度是岩棉纤维的测试数据而非成形的岩棉板，而成形岩棉板的最高使用温度只有450℃。

显然，此300MW机组选用岩棉板作为保温材料不合适，应选用最高使用温度高于550℃的轻质保温材料，如硅酸铝耐火纤维成形制品，其理化性能指标见表4-4～表4-6。但硅酸铝耐火纤维制品价格相当昂贵，是岩棉板的几倍，经济性较差。

表4-4 硅酸铝耐火纤维的种类及化学成分

表4-5 硅酸铝耐火纤维板、毡的物理性能指标

表4-6 硅酸铝耐火纤维毯的物理性能指标

某600MW机组，其炉墙的保温层内层为100mm的硅酸钙板，外层为60mm的岩棉板。由于硅酸钙板是硬质材料且堆密度较大，故设计了许多金属固定构件。仅炉墙绝热层（含金属固定构件）重量就达700t之多，既不经济合理，又不利于运行维护。如将硅酸钙板用轻质保温材料硅酸铝耐火纤维成形制品代替，则会大大减轻炉墙重量。

所以经济合理的保温材料应为硅酸铝耐火纤维成形制品+岩棉板结构。硅酸铝耐火纤维毡用作紧贴受热管的第一层保温材料，使外层的岩棉板等材料处于更加安全的工作温度。(www.xing528.com)

（2）施工方面 对于膜式壁来说，施工方面还必须遵循“紧密接合”的原则。因为膜式壁管与管之间采用的是扁钢连接，管间存在间隙，会形成空气对流。所以施工时应先用硅酸铝耐火纤维加少量胶粘剂将间隙处填满，再在膜式壁上紧密的挂上成形硅酸铝耐火纤维毡，其外再铺上一层铁丝网（避免绝热层出现局部凹陷而其他地方鼓包的现象），铁丝网上可敷设10～20mm厚的抹面层。增设抹面层的目的主要是为了减少铆钉和铁丝网所引起的散热损失。最后装上外饰自锁压板（如镀锌铁板、铝板等）压紧。同时，外包饰板相互之间的接合处应上扣下，且接合严密。如果是露天设备，如有必要，还应在接合处涂抹硅酸钠（水玻璃），以避免雨水从接合处渗入，浸蚀绝热材料，腐蚀设备本体。

2.炉顶密封存在的问题及改进方法

大型锅炉的顶部密封装置基本上由两部分组成，即炉顶管的金属密封件和炉顶棚的热密封罩。目前，多数投运的锅炉，其炉顶的密封性能和效果均不令人满意。

1）设计方面 在设计方面，有些锅炉在炉顶受热面设备布置和穿墙管排节距选取上不尽合理。例如，有的300MW机组锅炉顶部设置的高温过热器与侧水冷壁的间距，不仅狭窄（约230mm），且纵向长度达2400mm，现场施焊很困难，质量不易保证。建议在锅炉整体方案设计和技术设计时，一定要考虑密封措施，使受热面布置、集箱位置、管排节距等满足密封构件焊接的可能性和可靠性。不然，再好的密封设计也不会有好效果。

2）安装方面炉顶密封主要的泄漏部位在炉顶管的金属密封处。因为炉顶管范围内，是穿顶管最集中的区域。并且是各部件的膨胀变形复杂的组合体（对于有墙式再热器的锅炉来说，更加复杂）。虽然理论上用金属构件焊封的方式，再加以对它们的热密封，可以有效地解决这一区域的密封问题。

但1台300MW机组锅炉炉顶的金属构件就有13t左右，140多种，近1000件。不仅品种繁多，焊接量大，而且焊缝密集，应力集中。在施工时有的金属密封件难以施焊或运行中由于膨胀不畅造成坡口开裂，形成泄漏。

另外有的电厂在金属密封内护板上浇注耐火可塑料、保温浇注料或铺设其他材料，完全没有必要。在内护板上增设炉墙材料将会引起荷重增加；内护板的金属元件都埋在炉墙材料中，使其金属元件的温度增高，影响金属密封件的寿命，同时使密封元件的膨胀量增加，破坏原设计。

比较好的解决办法是将穿顶管用金属梳形板密封，其上依次浇注快硬微膨胀耐火可塑料、保温浇注料、水泥抹面，然后再将集箱、管道等用内护板进行密封，并保证其具有一定的可膨胀性。实践证明，此种密封效果良好，炉顶没有积灰现象，而且炉顶保温效果也很好。

3.小结

对于现代大型锅炉来说，在进行保温施工作业时，应选用正确的绝热材料和施工工艺，才能保证设备在长期的运行中绝热层能正常地发挥作用，且又不至于太重。

对于炉顶密封来说，主要依靠金属密封件来完成，必须按有关焊接工艺要求与技术规范的规定，精心施焊和进行严密性检验，防止泄漏现象发生。如果在运行过程出现漏灰、漏风时，首先要全面检查所有构件和焊缝，是否有漏点或损坏现象，然后进行补焊或更换。而不是在密封构件上浇制耐火层，或敷设保温层，用炉墙保温材料进行所谓的二次密封。