鍋爐修複方法
2023-07-22 20:55:31
專利名稱：鍋爐修複方法
技術領域：
本發明涉及一種鍋爐密封修複方法，特別涉及一種柔性鍋爐環保密封修複方法。
背景技術：
現在國內大型鍋爐廠生產的主流配30、60萬機組的主流鍋爐一般為1000t/h、2000t/h的亞臨界中間再熱自然、控制循環汽包鍋爐或直流爐。鍋爐漏風、爐頂漏灰是各個電廠普遍存在的問題，因此電廠每次大修都要花費很多人力、物力來處理；而且鍋爐冷熱態時因金屬護板、流型板、穿牆套溫度差引起的位移所造成的各部位開裂、原有一次密封間隙擴大從而引起漏風漏灰現象，採用通常的補焊甚至加迷宮密封結構等，實踐證明都只能保證密封效果在2年左右，有時僅1年多就開始失效。
鍋爐本體不同金屬構件管材不同導致其相對膨脹量不同產生漏風漏灰現在大容量鍋爐一般採用大罩殼保溫，且頂棚採用鰭片管。所以在其上不鋪設澆灌保溫材料，而只是在爐頂管分段鰭片處、工地補焊處以及穿牆管處澆灌耐火可塑料，其厚度與爐頂管上沿齊平。而耐火可塑料上面就是內護板。因為考慮到內護板要受高溫煙氣的直接衝刷，所以一般採用低合金耐熱鋼(12Cr1MoV，15CrMo等)以保證其抗衝刷性能，但其膨脹量達到7.44mm/m，橫貫爐寬的絕對膨脹量應在100mm左右，與它相接的穿牆管的最小膨脹量僅為3.33mm/m，可見相對膨脹量差別之大。這是導致洩漏的重要原因之一。
鍋爐本體尺寸過大，導致鍋爐本體的絕對膨脹量過大產生漏風漏灰從鍋爐設計尺寸可知，現有鍋爐的縱向尺寸較大。從頂棚前集箱至尾包牆的長度20多米。由於鍋爐爐頂的膨脹中心不明確、受熱面本身結構的限制和工地現場安裝管子不可避免得誤差等原因，造成個別管排之間的內護板難以鋪設和焊接。在長期熱力工況下也會被拉裂和燒損。而各廠鍋爐的此部位也是洩漏嚴重的部位之一。
正常運行時爐頂經常處於正壓狀態產生漏風漏灰大型鍋爐一般採用平衡通風，即鍋爐配有送、引風機。爐膛負壓測點低於爐頂10米時，爐頂大氣壓力將低於爐膛負壓測點處的大氣壓力約120Pa，故爐頂爐內實際是處於正壓狀態，這也是導致爐膛漏風漏灰的重要原因。
現有密封保溫材料不足以吸收鍋爐的膨脹產生漏風漏灰如耐火可塑料等硬性材料的膨脹量過小，只能作為耐火層而不能吸收膨脹。鍋爐投運後，只要頂棚管受熱膨脹不均勻，就會產生間隙大小不均，導致耐火層的損壞脫落，進而使高溫煙氣直接衝刷密封鋼板。
漏風漏灰嚴重磨損金屬受熱面研究發現，承壓管道在漏風漏灰部位，時常發生管壁變薄甚至爆管現象，這是漏風漏灰造成的結果。
漏風漏灰對鍋爐輔機安全造成危害主要是引風機，當鍋爐發生洩漏時，降低了爐膛及換熱面的熱負荷，為了保證鍋爐出力，必須增加煤粉的投入量，此舉相應加大了爐膛煙道中的風粉量，增加了風速，加大了對引風機葉片的磨損。漏風漏灰嚴重腐蝕金屬構件導致每隔2至3個月就要組織人工清灰，非常費力費時。
漏風漏灰增加鍋爐本體荷重對鍋爐本體的安全運行造成極大的危害。
漏風漏灰降低鍋爐熱效率一是漏風會導致煙氣所帶熱量散失或降低煙氣溫度，導致各受熱面換熱不足，直接導致排煙溫度上升。漏風漏灰增加鍋爐散熱損失爐頂大量漏灰會使爐頂保溫層破壞，導致爐頂嚴重超溫，有些電廠因爐頂洩漏問題而導致保溫層表面溫度甚至達到了200多攝氏度，大大增加了鍋爐散熱損失。
由上所述，為了解決以上問題，有必要開發出一種新的柔性鍋爐密封修複方法，以解決目前大型鍋爐廠生產的鍋爐在使用中由於鍋爐冷熱態時因金屬護板、流型板、穿牆套溫度差引起的位移所造成的各部位開裂、原有一次密封間隙擴大從而引起漏風漏灰的問題。
發明內容
本發明的目的在於通過一種膨脹柔性鍋爐密封修複方法，鍋爐本體不同金屬構件管材不同導致其相對膨脹量不同產生漏風漏灰的問題。
本發明的另一目的在於通過一種膨脹柔性鍋爐密封修複方法，解決目前由於鍋爐本體尺寸過大，導致鍋爐本體的絕對膨脹量過大產生漏風漏灰的問題。
本發明的再一目的在於通過一種膨脹柔性鍋爐密封修複方法，解決正常運行時爐頂由於處於正壓狀態產生漏風漏灰的問題。
通過本發明一種膨脹柔性鍋爐密封修複方法，還要解決由於現在的鍋爐密封修復中使用的密封保溫材料的膨脹量過小，只能作為耐火層而不能吸收膨脹，鍋爐投運後，只要頂棚管受熱膨脹不均勻，就會產生間隙大小不均，導致耐火層的損壞脫落，進而使高溫煙氣直接衝刷密封鋼板的問題。
本發明是採用以下技術手段實現的；一種膨脹柔性鍋爐密封修複方法，包括以下步驟步驟1、檢查原鍋爐本體一次金屬密封結構及其下部耐火層的損壞情況，如果金屬密封層的裂縫大於5mm以上時需要補焊，裂縫大於10mm時需要進行Ω型金屬膨脹節或金屬搭接鋼板的製作焊接工藝；步驟2、清潔打磨密封施工區域，對所要修復工作面在清潔基礎上對內護板及穿頂管露出預施工部位作除鏽打磨工作，使所修復工作面達到無塵粒、無鏽跡狀態為止；步驟3、為固定稜型不鏽鋼網，在所要修復工作面焊接不鏽鋼鋼釘；步驟4在一次金屬密封層上部先鋪設一層鎳鉻錳鋼軟網；步驟5、鋪設陶瓷纖維，鋪設三層陶瓷纖維，三層陶瓷纖維之間用高溫黏合劑均勻塗抹；步驟6、在陶瓷纖維密封層上鋪設菱形鋼板網；步驟7、將鋼板網與一次金屬密封層及穿牆管固定在一起，平面用方型逆止卡環和圓形鋼環穿過鋼釘壓緊密封層，並把圓形鋼環焊在鋼釘上以緊固密封層；在管排的高度方向上穿過密封層外部鋼板網固定，並將其焊接在鋼板網上。
其中步驟1所述的金屬搭接鋼板選用厚度大於4mm的耐熱鋼，鋼板搭接量不得小於30mm。
其中步驟2所述的打磨量為密封區域延展量的110％，要求打磨部位無塵粒、無鏽跡，無油汙。
其中步驟3所述的鋼釘材料為1Cr18，鋼釘間距為20～35cm，呈交錯排列布置，每平米不得少於12根，並將焊渣等清除乾淨，鋼釘要求兩面焊接牢固。
其中步驟4所述的鋼釘材料為鎳鉻錳合金，絲徑0.1-0.2mm。抗拉強度不小於70Kg/mm2，鋪設延展量為陶瓷纖維延展量的80％。
其中步驟5所述的三層陶瓷纖維厚度分別為25.4mm、12.7mm、25.4mm，選用材料所述的高溫黏合劑為內涵陶瓷纖維添加劑的室溫固化無機膠粘劑，抗溫1400℃，PH＝6.7。高溫黏合劑的塗抹厚度為2mm，每層陶瓷纖維之間錯縫連接，錯縫量不小於50mm。
其中步驟6所述的鋼板網材料為1Cr18Ni9Ti，厚度0.7mm，網徑20mm×30mm；要求完全覆蓋下部陶瓷纖維密封層，鋼板網之間搭接量不小於10mm，鋼網搭接部位用連接環固定，每延展米的連環還不小於50個。
其中步驟7所述的螺母為1Cr18Ni9Ti，直徑為6mm；要求高度方向螺母分配均勻，每平米不小於15個，要求螺母滿焊。
前述的陶瓷纖維的密度＞128kg/m3，分類溫度為1400℃，纖維直徑為4μm，纖維長度為220m，抗拉強度為1507Kpa。
本發明與現有技術相比具有明顯的優勢和有益效果1、膨脹柔性鍋爐環保密封修複方法理論上的創新點在給出了綱領性的原理闡述的同時，給出了三個施工原則作為密封工程的指導性前提。
2、膨脹柔性鍋爐環保密封修複方法在材料選型方面的創新點給出了密封用陶瓷纖維的判定標準並增加了鎳鉻錳鋼網。
3、膨脹柔性鍋爐環保密封修複方法在施工工藝方面的創新點增加及重點創新了三項內容。
4、膨脹柔性鍋爐環保密封修複方法在每個工藝流程中給出了具體驗收規範，完成了整體工程實用化，可控化過程。
5、膨脹柔性鍋爐環保密封修複方法在圖紙設計方面全面提升了設計的規範化和精確化。
可見，本發明膨脹柔性鍋爐環保密封修複方法通過在密封理論的升華、材料選型的判定及施工工藝的實用性三方面的完善提高，將完全滿足鍋爐本體的二次密封要求。該專利具有理論系統性強、工藝可行性強、材料選取針對性強等特點，可以說是當今中國電力系統已投運或在建鍋爐本體二次密封的首選技術。
圖1為柔性鍋爐密封修複方法流程圖；圖2為陶瓷纖維密封結構圖；圖3為單管密封結構圖；圖4為多管密封結構圖；圖5為前交叉部位密封結構圖；圖6為頂棚管與側牆密封結構圖。
具體實施例方式
下面結合附圖詳細說明膨脹柔性密封鍋爐的密封修複方法。
請參閱圖1所示，為膨脹柔性鍋爐密封修複方法流程圖，從該流程圖中可以看出，本方法包括如下步驟步驟1、檢查原鍋爐本體一次金屬密封結構及其下部耐火層的損壞情況，如果金屬密封層的裂縫大於5mm以上時需要補焊，裂縫大於10mm時需要進行Ω型金屬膨脹節或金屬搭接鋼板的製作焊接工藝；步驟2、清潔打磨密封施工區域，對所要修復工作面在清潔基礎上對內護板及穿頂管露出預施工部位作除鏽打磨工作，使所修復工作面達到無塵粒、無鏽跡狀態為止；步驟3、為固定稜型不鏽鋼網，在所要修復工作面焊接不鏽鋼鋼釘；
步驟4在一次金屬密封層上部先鋪設一層鎳鉻錳鋼軟網；步驟5、鋪設陶瓷纖維，鋪設三層陶瓷纖維，三層陶瓷纖維之間用高溫黏合劑均勻塗抹；步驟6、在陶瓷纖維密封層上鋪設菱形鋼板網；步驟7、將鋼板網與一次金屬密封層及穿牆管固定在一起，平面用方型逆止卡環和圓形鋼環穿過鋼釘壓緊密封層，並把圓形鋼環焊在鋼釘上以緊固密封層；在管排的高度方向上穿過密封層外部鋼板網固定，並將其焊接在鋼板網上。
這裡所說的陶瓷纖維毯為一種纖維狀輕質耐火密封材料，在該技術中用於密封用途。容易根據具體部位自然成型。
軟網為一種用於陶瓷纖維纖維密封層的專用鎳鉻錳鋼網。
密封要素為陶瓷纖維毯地抗透氣性、抗風蝕性能、壓縮回彈率、純度。
一次密封層為原鍋爐廠或設計院所設計的位於各金屬交接面外側的金屬密封層或不定型耐火材料構成的耐火層和防磨層。
二次密封層為在一次密封層外側的陶瓷纖維密封層。
陶瓷纖維密封層如圖2所示在密封鋼板上先焊接100mm左右高的鋼釘7。然後一般粘結三層陶瓷纖維7，由下而上的厚度分別為25.4，12.7和25.4mm，每層陶瓷纖維之間塗抹耐高溫黏合劑6，厚度一般為2mm左右。再在上面鋪設不鏽鋼網4；分別用方形卡環10和圓形墊片9先後穿過鋼釘7壓緊密封層，壓緊後將圓形墊片9焊死在鋼釘7上以形成一個緊固的密封整體。然後鋪設耐火澆鑄料5，厚度應覆蓋鋼網4，一般不小於3～10mm。焊接鋼釘的間距一般為交錯的250-300mm之間。
請參閱圖3所示為單管密封結構圖，固定陶瓷纖維用鋼釘7，上有方形卡環和圓形墊片將鋼板網4壓緊在陶瓷纖維密封層上，然後將圓形墊片焊死在鋼釘上。具體密封層結構圖見圖2。陶瓷纖維密封層必須將可能的洩漏點20放置在密封結構的中心點上，如圖所示，以膨脹點為中心一般向兩側延伸250mm左右自然形成立體結構。
請參閱圖4所示為多管密封結構圖，固定陶瓷纖維用鋼釘7，上有方形卡環和圓形墊片將鋼板網4壓緊在陶瓷纖維密封層上，然後將圓形墊片焊死在鋼釘上。固定陶瓷纖維用鋼釘7，上有方形卡環和圓形墊片將鋼板網4壓緊在陶瓷纖維密封層上，然後將圓形墊片焊死在鋼釘上。陶瓷纖維密封層必須將可能的洩漏點20放置在密封結構的中心點上，如圖所示，以膨脹點為中心一般向兩側延伸250mm左右自然形成立體結構。當管排間距大於200mm時，在兩管排見作出U型結構密封層；當管排間距小於200mm時，管間如圖所示用陶瓷纖維3充滿壓實。
請參閱圖5所示為前交叉部位密封結構圖，此為前交叉部位密封結構圖。立體撓性密封結構層在鍋爐廠原一次密封板的基礎上(A-A線為前交叉一次密封線)完成。為保證質量，採取內外包覆方案。外部以膨脹點為中心上下各延伸300mm，內部平面及高度方向延伸至少300mm。其中4為固定用不鏽鋼網30為均勻腹膜封閉層，41為鎳鉻錳鋼網。
請參閱圖6所示為頂棚管與側牆密封結構圖，此處的密封在原一次密封板基礎上實施。小膨脹節如有損壞先修補完整。由於側牆特殊彎處極易洩漏，所以本方案採用內外全包覆密封工藝。要求把所有膨脹點置於密封結構的中心點上。密封結構作出如圖所示形狀，其中7為固定用鋼釘，30為均勻腹膜封閉層，8為膨脹節。
在實施本方法發明時，應注意以下幾個方面1在一般穿牆管區域均採用立體撓性方式，把所有可能產生的膨脹點即洩露點至於密封層的中心點上，確保陶瓷纖維密封層能完整地吸收三方位的膨脹。陶瓷纖維的總延展量任何情況下不得小於500mm。在各部位穿牆管處保證吸收鍋爐膨脹量不小於60mm。在前交叉部位、頂棚管與兩側牆的接縫處等非穿牆管區域採用內外全包覆密封形式，保證吸收的膨脹量為不小於120mm。
2陶瓷纖維立體柔性密封層下部必須具備完備的耐火層和防磨層。最好直接在原始金屬密封層上進行。如果原鍋爐廠設計金屬密封盒尺寸過大(高、寬方向各大於500mm以上時)，可以考慮在密封盒內進行密封工作，但必須保證陶瓷纖維密封層下部具有良好的耐火層和防磨層結構。
3避免高溫煙氣的直接衝刷。如有本體區域因為結構或其它原因無法形成金屬密封結構，則必須在陶瓷纖維密封層下採取使高溫產生偏折或減壓的措施。
在選用有關施工的材料方面的原則是陶瓷纖維毯選用原則陶瓷纖維毯的選擇必須以抗透氣性、抗風蝕性能、壓縮回彈率、高純度為主，其它為次要指標。陶瓷纖維毯選取的標準應是重點考察抗透氣性、抗風蝕性能、壓縮回彈率、高純度。抗透氣性和抗風蝕性能決定了的密封性，壓縮回彈率決定了延展性，而純度的高低決定了陶瓷纖維毯在高溫下的熱穩定性。其餘指標，例如容重、抗拉強度、粒徑、渣球含量等都可以說是附屬於上述性能的必然反映，當然可以通過次要因素而間接地考察其密封要素地優劣，但僅是參考而已，不能作為判定因素。
高溫粘合劑選用原則密封用高溫黏合劑必須滿足四個原則。第一與陶瓷纖維的匹配性原則高溫黏合劑應內含陶瓷纖維添加劑，而不是在密封過程中把陶瓷纖維打碎摻在膠中。此舉大大增強了高溫粘合劑與陶瓷纖維之間的親和力。使陶瓷纖維、高溫粘合劑與金屬管壁之間形成一個緊密接合的三維網狀的撓性整體。第二高溫粘合劑無腐蝕性原則黏合劑為中性，即能根本上杜絕鍋爐上可能產生的腐蝕性問題。第三高溫黏合劑的抗高溫原則抗溫能力不得小於1400℃。但在300℃以上時其黏結性應達到黏結力的最強穩定點。這是充分考慮了現今大容量主流鍋爐的各穿牆管區域的介質溫度均大於300℃的實際情況而確定的研發點。此外，高溫粘合劑應為室溫固化膠，即無需特殊加熱在室溫下即可固化。第四高溫粘合劑的化學成分原則必須採用無機膠粘劑。
專有輔材特殊選用原則在選用上述兩種密封主材的同時增加引進鎳鉻錳鋼網，鎳鉻錳鋼網置於整體密封層的最底層，用高溫黏合劑裹住軟網作為密封第一層。
最後應說明的是以上實施例僅用以說明本發明而並非限制本發明所描述的技術方案；因此，儘管本說明書參照上述的各個實施例對本發明已進行了詳細的說明，但是，本領域的普通技術人員應當理解，仍然可以對本發明進行修改或等同替換；而一切不脫離發明的精神和範圍的技術方案及其改進，其均應涵蓋在本發明的權利要求範圍當中。
權利要求
1.鍋爐修複方法，包括檢查、打磨、固定不鏽鋼網和鋪設纖維層；其特徵在於包括以下步驟步驟1、檢查原鍋爐本體一次金屬密封結構及其下部耐火層的損壞情況，如果金屬密封層的裂縫大於5mm以上時需要補焊，裂縫大於10mm時需要進行Ω型金屬膨脹節或金屬搭接鋼板的製作焊接工藝；步驟2、清潔打磨密封施工區域，對所要修復工作面在清潔基礎上對內護板及穿頂管露出預施工部位作除鏽打磨工作，使所修復工作面達到無塵粒、無鏽跡狀態為止；步驟3、固定稜型不鏽鋼網，在所要修復工作面焊接不鏽鋼鋼釘；步驟4在一次金屬密封層上部先鋪設一層鎳鉻錳鋼軟網；步驟5、鋪設陶瓷纖維，鋪設三層陶瓷纖維，三層陶瓷纖維之間用高溫黏合劑均勻塗抹；步驟6、在陶瓷纖維密封層上鋪設菱形鋼板網；步驟7、將鋼板網與一次金屬密封層及穿牆管固定在一起，平面用方型逆止卡環和圓形鋼環穿過鋼釘壓緊密封層，並把圓形鋼環焊在鋼釘上以緊固密封層；在管排的高度方向上穿過密封層外部鋼板網固定，並將其焊接在鋼板網上。
2.根據權利要求1所述的鍋爐修複方法，其特徵在於步驟1所述的金屬搭接鋼板選用厚度大於4mm的耐熱鋼，鋼板搭接量不得小於30mm。
3.根據權利要求1所述的鍋爐修複方法，其特徵在於步驟2所述的打磨量為密封區域延展量的110％，要求打磨部位無塵粒、無鏽跡，無油汙。
4.根據權利要求1所述的鍋爐修複方法，其特徵在於步驟3所述的鋼釘材料為1Cr18，鋼釘間距為20～35cm，呈交錯排列布置，每平米不得少於12根，並將焊渣等清除乾淨，鋼釘要求兩面焊接牢固。
5.根據權利要求1所述的鍋爐修複方法，其特徵在於步驟4所述的鋼釘材料為鎳鉻錳合金，絲徑0.1-0.2mm。抗拉強度不小於70Kg/mm2，鋪設延展量為陶瓷纖維延展量的80％。
6.根據權利要求1所述的鍋爐修複方法，其特徵在於步驟5所述的三層陶瓷纖維厚度分別為25.4mm、12.7mm、25.4mm，選用材料所述的高溫黏合劑為內涵陶瓷纖維添加劑的室溫固化無機膠粘劑，抗溫1400℃，PH＝6.7。
7.根據權利要求6所述的鍋爐修複方法，其特徵在於步驟5所述的高溫黏合劑的塗抹厚度為2mm，每層陶瓷纖維之間錯縫連接，錯縫量不小於50mm。
8.根據權利要求1所述的鍋爐修複方法，其特徵在於步驟6所述的鋼板網材料為1Cr18Ni9Ti，厚度0.7mm，網徑20mm×30mm；要求完全覆蓋下部陶瓷纖維密封層，鋼板網之間搭接量不小於10mm，鋼網搭接部位用連接環固定，每延展米的連環不小於50個。
9.根據權利要求1所述的鍋爐修複方法，其特徵在於步驟7所述的螺母1Cr18Ni9Ti，直徑為6mm；要求高度方向螺母分配均勻，每平米不小於15個，要求螺母滿焊。
10.根據權利要求1所述的鍋爐修複方法，其特徵在於所述的陶瓷纖維的密度＞128kg/m3，分類溫度為1400℃，纖維直徑為4μm，纖維長度為220m，抗拉強度為1507Kpa。
全文摘要
本發明公開了一種鍋爐修複方法，該方法按以下步驟進行鍋爐密封修復；檢查原鍋爐本體、清潔打磨密封施工區域、固定稜型不鏽鋼網、在一次金屬密封層上部先鋪設一層鎳鉻錳鋼軟網、固定稜型不鏽鋼網、在所要修復工作面焊接不鏽鋼鋼釘、在一次金屬密封層上部先鋪設一層鎳鉻錳鋼軟網、鋪設三層陶瓷纖維、在陶瓷纖維密封層上鋪設菱形鋼板網；採用了抗透氣性、抗風蝕性能、壓縮回彈率高指標的高純度陶瓷纖維毯和內含陶瓷纖維添加劑的高溫粘合劑，有效的解決了目前大型鍋爐廠生產的鍋爐在使用中由於鍋爐冷熱態時因金屬護板、流型板、穿牆套溫度差引起的位移所造成的各部位開裂、原有一次密封間隙擴大從而引起漏風漏灰的問題。
文檔編號F23M11/00GK1796871SQ200410102798
公開日2006年7月5日 申請日期2004年12月28日 優先權日2004年12月28日
發明者王欣 申請人:北京保利泰克電力能源工程技術有限公司