新型锅炉漏风、漏灰密封修复技术

1、新型锅炉漏风、漏灰密封修复技术 均匀覆膜密封修复技术的应用贵州安顺发电厂 郑 乐（贵州省安顺市普定县太平安顺发电厂，邮编：561000）内容摘要 锅炉漏风、漏灰会造成大量粉尘积累、使风机出力受到限制或过载运行、引起对流烟道内煤粉再燃烧从而使过热器管过热和结渣、引起锅炉热效益损失、除尘器效率降低、使传热管管壁变薄甚至爆管、锅炉炉顶大包超温等严重问题，它给发电厂带来严重的经济损失和环境污染。所以应对锅炉漏风、漏灰部位进行密封修复。采用由Hasle Isomax公司开发的均匀覆膜密封修复技术能解决传统密封方法不能彻底根治锅炉漏风、漏灰问题。用它对锅炉漏风、漏灰部位进行密封修复能有效地提高锅炉的热效益

2、、改善工作环境、保证发电厂安全运行等。该项技术值得各发电厂大力推广和应用。关 键 词 锅炉漏风、漏灰 均匀覆膜 经济效益 环境污染 密封 修复前 言 锅炉漏风、漏灰是许多发电厂锅炉普遍存在老大难问题，尤其是那些老的锅炉和那些有传热管穿过炉膛及有对流烟道的锅炉而言，这种问题尤为严重。在烟道内气体冷却到约1600°F以下（碳的燃点）后，锅炉漏风、漏灰对燃烧是绝对不利的，并且还会造成发电厂热效益损失。而锅炉漏风、漏灰造成的环境污染是众所周知的，它一直影响着发电厂的正常运行和经济效益。它的主要危害表现在以下几个方面：1 产生积灰问题：锅炉漏风、漏灰将造成大量粉尘积累和环境污染，这将产生严重的

3、安全隐患并带来持续的经济负担。积累的粉尘将增加构筑件和承压部件的应力，并且对人还有灼伤的潜在危险，冷却和清理积灰将耗费额外的费用和时间。漏风会造成烟道内水分增加，粉尘吸收水分后重量会急剧增加，增加的重量将直接危及到设计上没有考虑到这部分负荷对构筑件的安全。如果锅炉顶部有大量积灰，将严重影响锅炉停炉检修并且清理积灰的费用昂贵。有些粉尘已经确认有害于人的健康，这将造成严重的环境污染，严重影响发电厂安全文明生产和经济效益。2使风机出力受到限制或过载运行：许多发电厂在运行期间，由于锅炉漏风使过量的空气通过对流烟道或炉顶渗透到炉膛，从而使风机的容量受到限制或过载运行。增加风机功率需要一笔较大的费用，风机

4、长期过载运行将使设备受损，风机过载运行将消耗大量的电能，会造成厂用电增加从而降低发电厂经济效益，给发电厂带来经济损失。3引起对流烟道内煤粉再燃烧从而使过热器管过热和结渣：由于锅炉漏风引起对流烟道内有煤粉再燃烧现象，会导致炉膛缺氧，破坏燃烧和空气平衡。当烟气中的燃料含量高，且温度达到1600°F时，如果遇到空气将发生二次燃烧，这将造成过热器管过热和火焰灭火，使粉尘中含碳量增加并产生结渣。4引起锅炉热效益损失： 对流烟道漏风将造成炉膛出口和空气预热器进口段氧气含量上升，氧气含量上升与锅炉漏风率成正比。因此锅炉漏风将造成锅炉热效益损失从而产生经济损失。也就是说，为产生同样数量的蒸汽要投入更

5、多的燃料，这种经济损失的数值与漏风量成正比，随着漏风量的增加，经济损失将加大。5除尘器效率降低： 除尘器对炉膛和除尘器本身的漏风很敏感，空气泄漏会造成通过除尘器的烟气流量增加，从而降低除尘器效率。在除尘器的热端，漏风与局部腐蚀相结合能加速金属部件的腐蚀损坏，缩短除尘器的使用寿命和增加检修费用。6造成锅炉传热管管壁变薄甚至爆管： 近期研究发现，传热管在漏灰、漏风部位，时常发生管壁变薄甚至爆管现象。专家认为这是漏风、漏灰造成的结果。当锅炉发生漏风时，由于锅炉内外压力差，在漏风处形成旋流，加速了炉灰中颗粒物对管壁的冲刷作用。长期以往，该处由于炉灰中颗粒物冲击摩擦，管壁厚度会减小，造成应力集中，这将可

6、能导致严重的爆管事故，被迫停产检修（如：我厂2#炉顶棚过热器管就曾经发生过因漏风吹损传热管引起爆管事故）。而发电厂停发电一天电所带来的经济损失，单从发电量计算就高达数百万元。7造成锅炉炉顶大包超温： 对于有炉顶大包的锅炉而言，由于锅炉漏风使大量含硫量较高的高温烟气漏出，将腐蚀大包内的保温材料，导致大包内的保温材料干粉碎化，失去了应有的保温性能。保温钩钉因腐蚀断裂而垮塌，从而造成炉顶大包超温、锅炉散热损失增大。含硫量较高的高温烟气漏出还会腐蚀大包内传热管，降低传热管的使用寿命。 由此可见锅炉漏风、漏灰将严重影响发电厂的安全文明生产和和经济效益、增加检修费用和检修工作量。所以各发电厂对锅炉漏风、漏

7、灰问题应该引起足够的重视，并采用价格合理的方法进行处理，从而消除锅炉漏风、漏灰带来的经济损失和环境污染。采用均匀覆膜技术进行密封修复 传统解决锅炉漏风、漏灰是采用金属密封技术和浇灌耐火浇筑料的方法进行处理。由于热变化造成不同部位间的不同方向的运动，使密封难以持久，也就是说，由于热变化造成的周期性的热胀冷缩，使传统密封方法在短时间内就可能被破坏。金属密封普遍存在因膨胀不畅或焊接质量不良等因素引起拉裂现象，浇灌的耐火浇筑料使用时间长了会产生开裂、密封不严等问题，所以传统的密封方法难以满足锅炉密封要求。因此，我们必须选择一种既持久耐用又价格合理的密封方法对锅炉漏风、漏灰部位进行密封修复。均匀覆膜（I

8、somembrane）密封修复技术是丹麦人发明的，由Hasle Isomax公司开发并拥有。此项密封修复技术在各国发电厂广泛应用，世界发达国家发电厂已有80%左右的热煤锅炉均采用该项技术进行密封修复，在节能降耗和控制环境污染方面取得了明显效果。美国Marshall发电厂一直存在锅炉炉顶漏风问题，停炉后炉顶积灰经常高达5英尺厚，估计积累的粉尘重量达100吨，导致结构负荷过重等问题。这些积灰清理之前，需要相当长时间冷却。经研究后，该厂决定采用均匀覆膜密封修复技术进行修复。安装均匀覆膜三年来，炉顶只有少量的积灰。现在每次停炉时该厂已经不再用真空吸尘和进行密封修复。从而提高了锅炉总效率、节省辅机电耗、

9、设备的运行不再受风机出力限制、除尘器的可靠性和除尘效率也提高到令人满意的水平。上海石洞发电厂1、2号炉、山东华能德州发电厂、河南焦作发电厂、江苏谏壁发电厂、华能上安发电厂等均采用均匀覆膜技术对炉顶密封进行修复，都取得了良好的密封效果。运行几年后，修复部位无任何漏风现象。这充分表明丹麦Hasle Isomax公司的均匀覆膜密封修复技术能完全满足发电厂的密封需要。1均匀覆膜密封修复技术的特点：1.1 均匀覆膜密封修复技术适用于炉顶、炉拱、折焰角、对流烟道穿墙管、烟道死角、空气预热器顶部、空气涡流死角和伸缩接头等处密封。1.2 它采用由丹麦Hasle Isomax公司研制的高密度陶瓷纤维毯，是由甩丝

10、工艺所做的1250级陶瓷纤维制成的，具有超长的丝状纤维使产品成为具有高弹性和高强度的针刺毯之一。它是锅炉炉顶密封和穿墙管等处复杂空间隔热及密封的理想填料，它具有很高的耐温性、富有弹性和韧性、热态收缩率小、导热系数小、密封性能好等特点，在动态情况下该材料能收缩自如，有自动补充空间的功能。把它作为密封材料与高温粘合剂粘合压实后，可始终保持均匀密实的状态，这样就可弥补传统密封材料可塑性差的缺点，其性能见表1。表1 陶瓷纤维毯性能表名称颜色分类温度密度拉伸强度永久线性收缩程度热 导 率理化指标白色1260128kg/m³103KPa10001.5%6000.15W/m.k12003.0%80

11、00.20W/m.k13005.5%10000.27W/m.k1.3 它采用由丹麦Hasle Isomax公司和法国Borown公司于1995年共同研制开发的高温粘合剂。它是一种可涂刷胶，呈密状高稠度，这可确保当涂刷于纤维表面时不会流动，它是自然硬化的，在温度超过300时，它的粘合强度会得到增强。是陶瓷纤维与金属、以及陶瓷纤维之间理想的粘合剂。它具有很高的耐温性，在高温情况下粘合力强，收缩率小，抗热冲击，稳定性好、优越的抗腐蚀性等特点，其性能见表2。表2：高温粘合剂性能表名 称颜色稠度最高工作温度比 重覆盖率收缩率气体阻力质保期理化指标浅褐色高稠度14001.52-1.58kg/m³

12、每面1mm厚800以下0.5%30m/s12个月1.4 高温粘合剂将多层高密度陶瓷纤维与金属粘合起来，它把漏灰、漏风处严严的密封起来，外部再用耐高温的铬镍锰钢网把纤维层加以固定。这样的特点是高温粘合剂使纤维与金属牢牢地粘合在一起，而热态时金属温度差别引起的位移则由多层纤维来吸收调整，最大允许调整位移可达25厘米。整个“膜状”密封结构呈可塑性，因此将不再有因温差而引起的漏风现象。1.5 质量保质期200MW的机组锅炉为12年；125MW及以下机组锅炉为810年。2均匀覆膜密封修复技术的施工工艺：2.1 首先要彻底清除密封修复部位的积灰，直到看见金属面或二次密封面。 2.2 喷沙除锈或打磨金属面、

13、二次密封面或部分穿墙管再进行清灰，要求欲修复面无尘无锈。2.3 进行风压实验查出锅炉漏风、漏灰部位。2.4 对查出锅炉漏风、漏灰部位表面裂缝或空洞大于15cm的，用钢板或铬镍锰钢网进行焊接修复，并对膨胀不畅的部位采取增装膨胀节的方法进行补偿处理。2.5 补浇漏风、漏灰部位的耐火浇注料，耐火浇注料一定要捣打密实。2.6 在工作面上焊接不锈钢钢柱（ø=6 、L=830cm），纵横间距为20-35cm，交错排列，用于固定耐高温铬镍锰钢网。2.7 用高温粘合剂涂刷陶瓷纤维粘合在要修复的工作面上，一般铺设三层，每层之间高温粘合剂厚度为3mm。具体陶瓷纤维厚度视泄露程度而定。粘合的陶瓷纤维毯在工

14、作面的水平方向各延展25-30mm。粘合陶瓷纤维毯时一定要均匀，而且要错逢、压逢。2.8 铺设耐高温的铬镍锰钢网，用于防止密封面遭受的热冲击。铬镍锰钢网的覆盖以陶瓷纤维为准，并用弹性钢片、钢环固定于预焊的钢柱上，铬镍锰钢网之间采用专用的卯环进行连接。2.9 在粘合好的陶瓷纤维毯上敷设耐火浇注料（最高使用温度可达900），以形成保护壳。浇注料的厚度以刚好覆盖完铬镍锰钢网为宜，约310mm左右，并涂抹均匀、平整。采用均匀覆膜技术带来的经济效益例如：如果一座300MW的锅炉因漏风、漏灰造成一年的直接经济损失G可估算如下：1锅炉因漏风、漏灰造成一次爆管事故，如果抢修天数为4天造成的直接经济损失A为：1

15、.1 启停一次炉油耗费用B为；按每启停一次锅炉消耗柴油量为100吨、柴油的市场价格为3.2元/公斤计算：B =消耗柴油量×柴油市场价格= 100×1000×3.2=32万元1.2 发电量经济损失C为； 按锅炉每天运行24小时、每小时发电量300000kwh、厂用消耗电量占发电量的5%、平均煤耗0.386kgkwh、煤的市场价格为0.1元/公斤、上网电价为0.09元度电、抢修天数为4天计算：停炉4天发电量=每小时发电量×每天运行小时×抢修天数= 300000×24×4=2.88×107kwhC=停炉4天发电量

16、5;上网电价×（1-厂用消耗电量占发电量的比例）-停炉4天发电量×平均煤耗×煤的市场价格= 2.88×107×0.09×(1-0.05)-2.88×107×0.386×0.1 =135万元1.3 临修造成的材料及人工费用D约为10左右万元。锅炉因漏风、漏灰造成一次爆管事故，抢修天数为4天造成的直接经济损失A=B+C+D=32+135+10=177万元。2每年因锅炉漏风、漏灰造成热效益损失E可估算如下： 基本假设如下：锅炉每年运行7200小时；平均负荷率为90%；平均负荷率为90%时烟气流量为1.33

17、15;106kg/h；锅炉周围的环境温度为25°C；烟气温度为200°C；200°C时烟气比热为0.26kcal/(kg·°C)1；炉顶及烟道等的漏风量为5%；标煤发热量为7000kcal/ kg2；煤的市场价格为0.1元/公斤。2.1 热损失=平均负荷率为90%时烟气流量×锅炉每年运行小时×泄露率×（烟气温度-锅炉周围的环境温度）×烟气比热=1.33×106×7200×0.05×(200-25)×0.26=2.18×1010kcal2.2 折合

18、标煤=热损失÷标煤发热量 =2.18×1010÷7000 =3.11×106kg热经济损失E=折合标煤×煤的市场价格=3.11×106×0.1=31万元3锅炉因漏风、漏灰造成炉顶大包内的保温材料干粉碎化，失去了应有的保温性能而每年需更换保温的经济损失F为：保温材料的市场价格为2000元/立方米；炉顶大包内保温厚度为0.2m；炉顶大包总的面积为720m²；如每年需更换炉顶大包内50%的保温；3.1 保温材料费=保温材料的市场价格×炉顶大包总的面积×保温厚度×更换率=2000×720&#