锅炉钢架构及其附属设备

锅炉钢架构及其附属设备 京能集团运行人员培训教程 BEIH Plant Course 锅炉钢结构 Specific system of boiler HNA TD NO.100.2 目 录 1 锅炉建筑钢结构及其附件 ................................................... 2 2 锅炉本体钢结构及其附件 ................................................... 9 3 锅炉密封 ................................................................ 28 4 金属膨胀节及其它附件 .................................................... 37 5 非金属柔性补偿器 ........................................................ 44 6 锅炉的保温 .............................................................. 47 防磨材料 ............................................................ 59 7 耐火 8 炉内受热面的固定、夹持、防磨设备 ........................................ 68 9 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 试题库 .............................................................. 73 1 1 锅炉建筑钢结构及其附件 锅炉钢架是支吊锅炉本体及附属设备，并维持其相对位置的空间钢结构。锅炉建筑钢结构 锅炉构架按其作用可划分为柱梁和支撑系统、顶板系统和平台楼梯三个部分。 1.1 柱梁和支撑系统 柱梁和支撑系统包括地脚螺栓、柱底板、柱、梁、垂直支撑、水平 支撑等部分。锅炉构架柱通过柱底板与基础采用预埋地脚螺栓连接，柱与柱底板采用分离式 柱脚形式;柱与柱间的连接为铰接，轴力的大部分通过柱与柱间顶紧来传递，其余的通过柱 接头的连接板传递;梁与柱、梁与梁及水平支撑与梁的连接均采用角钢连接。 垂直支撑的作用是将风和地震等水平荷载传递至基础，同时也起到保证构架稳定和控制构 架侧移的作用; 水平支撑的作用形成刚性平面，使各柱接头具有足够的刚性，保证柱的平面稳定，同时将 非立面桁架节点上的水平荷载传递至立面桁架。 图1—1 炉顶主梁的弧面支座图 图1—2 炉顶主梁就位的限位铁板 1-立柱;2-弧面支座;3-主梁;4-下翼挡板 1-立柱;2-弧面支座;3-限位铁板 图1—3 柱、梁和支撑示意图 2 1.2 顶板系统 顶板系统由支吊梁、支承梁、大板梁和端部支撑组成，形成一个刚性较大的顶板梁格。锅炉本体受压部件通过吊杆支吊在支吊梁和支承梁上，支吊梁与支承梁采用平接形式。部分大板梁直接搁置在柱顶支座上，部分大板梁两端与柱采用高强螺栓连接。 1.3 平台楼梯 凡有人孔、看火孔、测量孔、吹灰器、阀门和燃烧器等需要巡视、操作和维护处均设置了必要的维护操作平台和通道。锅炉主要楼梯在炉前左右两侧集中布置，方向一致，与电梯停靠层相对应，楼梯倾角为45?，平台框架上面放置由扁钢和方钢焊接成的栅架。所有平台设有高度为100mm的挡板和栏杆。 1.4 屋顶结构 在构架顶部设置轻型屋顶结构。屋顶墙皮采用彩色压型钢板。屋顶集中排水，排水管采用UPVC，坡度为3:100。 1.5 杆件的截面和材料 钢架构组件为角钢、槽钢、工字钢、H型钢、T型钢以及压型钢板，材质一般为碳素结构钢(Q235)和低合金结构(16Mn或Q345、15MnV或Q390)钢，各构件通过节点板(连接板、加劲板)以焊接或螺栓方式进行连接，组合型式主要有框架式和桁架式。 大型电站锅炉构架主要承重杆件均采用钢板焊接的组合断面。梁、柱、垂直支撑采用钢板拼制而成的工字型断面，水平支撑采用槽钢对扣内加缀板断面，大板梁和支承梁采用钢板拼而成的工字型和箱型断面，支吊梁采用钢板和型钢组合的箱型断面。材料采用高强度低合金钢Q345-B。所有杆件表面经过 工艺 钢结构制作工艺流程车尿素生产工艺流程自动玻璃钢生产工艺2工艺纪律检查制度q345焊接工艺规程 性处理，高强度螺栓的连接面摩擦系数不小于0.4。扭剪型高强度螺栓连接副由螺栓(20MnTiB)，螺母(15MnVB或35号钢)和垫圈(45号钢)各一个组成。 3 图1—4 炉顶钢架图 1-大梁;2-次梁;3-水平拉条;4-垂直拉条;5-立柱 1.6 钢架载荷 按《建筑抗震 设计规范 民用建筑抗震设计规范配电网设计规范10kv变电所设计规范220kv变电站通用竖流式沉淀池设计 》GB50011-2010;《钢结构设计 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 》GB50017-2003;《建筑结构荷载规范》GB50009-2012进行设计、安装和维护工作。 永久载荷(恒载荷):钢架自重、锅炉及辅助设备荷载、锅炉膨胀力和设计院设计的其 4 它荷载。 可变载荷(活载荷):平台扶梯、屋顶活载荷、风载荷、雪载荷、多遇地震载荷、安全阀反作用力等。 1.7 钢架构的连接 各柱、梁之间的组合方式一般采用桁架式。 桁架式由直杆组成的一般具有三角形单元的平面或空间结构。在荷载作用下主要承受拉压力。各杆件受力均以单向拉、压为主，通过对上下弦杆和腹杆的合理布置，可适应结构内部的弯矩和剪力分布。由于水平方向的拉、压内力实现了自身平衡，整个结构不对支座产生水平推力。结构布置灵活，应用范围非常广。钢桁架与实腹式的钢梁相比较，其特点是以弦杆代替翼缘和以腹杆代替腹板，而在各节点处通过节点板(或其它零件)用焊缝或其它连接将腹杆和弦杆互相连接;有时也可不用节点板而直接将各杆件互相焊接(或其它连接)。这样，平面桁架整体受弯时的弯矩表现为上、下弦杆的轴心受压和受拉，剪力则表现为各腹杆的轴心受压或受拉。桁架梁和实腹梁(即我们一般所见的梁)相比，在抗弯方面，由于将受拉与受压的截面集中布置在上下两端，增大了内力臂，使得以同样的材料用量，实现了更大的抗弯强度。在抗剪方面，通过合理布置腹杆，能够将剪力逐步传递给支座。这样无论是抗弯还是抗剪，桁架结构都能够使材料强度得到充分发挥，从而适用于各种跨度的建筑屋盖结构。更重要的意义还在于它将横弯作用下的实腹梁内部复杂的应力状态转化为桁架杆件内简单的拉压应力状态，使我们能够直观地了解力的分布和传递，便于结构的变化和组合。 组合式衍架的加强结构，包括支柱、加强杆，其特征在于:所述支柱沿长轴方向开有槽，槽体的宽度大于槽的开口的宽度，还包括有一对定位板，两个定位板的一端为嵌合式，可嵌入所述支柱的槽内，并与槽的截面形状配合，另一端可挟持所述加强杆，两定位板与加强杆上对应设有孔，可以用螺栓、螺母固定，定位板与加强杆紧固连接时，所述两定位板的嵌合部向外扩展，与支柱的槽紧密配合。本实用新型不必在支柱上设置很多的孔，不会造成支柱强度的降低;可以将加强杆定位在支柱的任意位置，方便地改变支柱的间隔，同时便于拆除和搬运桁架构件，提高工作效率。 5 图1—6 不同外形的平面屋架 (a),(c)三图表示两端简支屋架在满跨均布受荷时的受力情况，粗线为压杆，细线为拉杆， 虚线为零应力干;(h)图中虚线表示受压面退出工作的杆件 钢结构主要承力构件均由Q345-B的钢板焊接制造而成。构件间使用高强螺栓连接，起连接作用的称为连接板(如系杆连接板、支撑连接板、隅撑连接板等)。连接板是使相分离的两个或是多个结构件连接为一个整体的结构件。它的样式结构非常多，有矩形板、多边板、异形板等等，种类一般有隅撑连接板，系杆连接板为水平支撑连接板、柱间支撑连接板几种。对于高度较大的钢梁来说，受竖向荷载作用时，由材料力学中的压杆稳定理论可知，梁容易挠曲变形，且并没有发挥其材料的承载力，这时加入竖向加劲板，相当于加强了梁的刚度，使其不宜变形。同理，横向加劲板是在受横向荷载的时候用的。 6 图1—7 钢架组件 7 1.8 钢架构组件的类型 图1—8 热轧型钢及冷弯薄壁型钢 (a)角钢;(b)工字钢;(c)槽钢;(d)H型钢;(e)T型钢; (f)钢管;(g)冷弯薄壁型钢;(h)压型钢板 1.9 钢架构的维护 钢结构的检测应按照《建筑工程基桩检测技术规范》JGJ106-2003、《建筑结构检测技术标准》GB/T50344-2004、《砌体结构现场检测技术标准》GB/T50344-2000、《钢结构现场检测技术标准》(GB/T50621-2010)、《混凝土结构试验方法标准》GB/T50152-92进行定期检查和维护。 1.9.1 既有钢结构: (1)钢结构安全鉴定; (2)钢结构抗震鉴定; (3)钢结构大修前的可靠性鉴定; (4)建筑改变用途、改造、加层或扩建前的鉴定; (5)受到灾害、环境侵蚀等影响的鉴定; (6)对既有钢结构的可靠性有怀疑或争议。 1.9.2 在建钢结构: (1)在钢结构材料检查或施工验收过程中需了解质量时; (2)施工质量或材料质量有怀疑或争议; (3)对工程事故，需要通过检测分析事故的原因; 1.9.3 检测内容 (1)外观质量检测; 8 (2)表面质量的检测--磁粉检测、渗透检测; (3)内部缺陷的检测--超声波检测、射线检测; (4)高强度螺栓终拧扭矩检测; (5)变形检测; (6)钢材厚度检测; (7)钢材材质检测; (8)防腐涂层厚度检测; (9)防火涂层厚度检测; (10)检查钢架构与锅炉传热部件之间的保温隔热情况，防止超温。 2 锅炉本体钢结构及其附件 2.1 锅炉受热面等设备的支吊和定位结构 支吊架的作用是承受管道的自重以支撑管道，并使管道的自重应力在要求的范围内;增强管道刚度，避免过大的挠度变形和振动;通过支吊架控制管系热位移的大小或方向，承受由此而引起的力和力矩，达到有利于管道和连接设备运行的目的。支吊架按其作用分为承重、限位、减振三大类。承力作用的支吊架按其承力方式分为支架、吊架两种。按其是否允许垂 直方向的管道热位移分为弹性支吊架、可变支吊架和刚性支吊架。常见支吊架有固定支架、导向支架、滑动支架、弹簧支架、刚性吊架、弹簧吊架、恒力吊架、限位支吊架、阻尼器、减震器等。 2.1.1 支吊系统的相关性能要求: (1)支吊架的荷重是指作用到支吊架的力和力矩。包括设备和工质重量、弹簧支吊架预压弹簧产生的附加力、转移荷重、摩擦力、管道热胀冷缩、冷紧或连接设备的热位移产生的力和力矩、介质产生的作用力。工作荷重计算的基本原则:目前工作荷重计算多采用“热态吊零”的原则计算。按照静力平衡原则和热态吊零的原则，管道热态时的支吊架工作荷重应满足以下三个最基本公式:ΣP,0;ΣM x ,0;ΣM y ,0。 (2)支吊架的间距是保证管道的强度和防止过大变形的重要参数，它由管道的自重应力、变形刚度和稳定性等因素确定。 (3)管道支吊架材料应本着经济、合理、通用的原则选用，尽可能多用型材。在建筑物、构筑物上生根构件的材料，可选用Q235一A?F;在碳钢设备及管道上生根构件的材料，宜选用Q235一A;在合金钢或不锈钢设备及管道上生根构件的材料还应与设备及管道材料相同或 9 相容，防止相互损伤。与管道或设备直接接触的支吊架零部件如吊板、管卡等，其材料应按相应的设计温度选用。 (4)管道支吊架的许用拉伸应力值[o]应根据GB,T17116《管道支吊架》中表1选取。参考GB150和有关材料的国家标准列出的材料常温和高温性能得出。基本上相当于钢材在使用温度下最小抗拉强度的1,4。与其它规范相比，安全系数偏高。支吊架专用构件形状特殊，受力情况比较复杂，要做精确应力分析比较困难，因此适当提高安全系数是必要的。许用剪切应力[r]取为0(8[o]。水压试验时的许用应力可以提高到0(8倍的最小屈服极限。 (5)吊架结构设计应根据使用过程中各种可能的工况下在结构上可能同时出现的荷载分别进行荷载效应组合，并取其中最不利的组合进行设计。在进行荷载效应组合时，当永久荷载效应对结构有利时，永久荷载取其计算值，当永久荷载效应对结构不利时，取计算值的1(2倍。 (6)对于一些重要管道的关键支架应根据管系详细应力分析( SAR?)给出的各种可能的工况下支架荷载进行设计。管道支吊架的受力情况复杂，工作条件多变，而且常常受到安装位置的限制。应在全面考虑和分析支吊架的受力和工作条件的基础上，结合结构要求、施工和使用经验进行设计。在保证使用安全可靠的前提下，把复杂多变的载荷条件加以合理的简化，设计既安全可靠又尽可能接近实际情况的力学模型。用相应的计算公式按刚度、强度或稳定性条件进行核算。 (7)在设计大直径管道支吊架生根部构件时，不仅要对其自身进行强度、刚度及稳定性的校核，还要对被支撑的大直径管道进行局部应力校核。可以利用HG,T21629—1999(管架标准图>附录C中描述的方法进行。也可以用ANSYS程序进行分析设计。设计实践表明大直径管道的局部应力才是大直径管道支吊架荷载计算的主要控制因素。当局部应力不能满足要求时，需要根据实际情况进行处理。采取诸如添加补强板，改变管部构件的结构型式，增加弹簧支架以分担荷载等措施。 2.1.2 大型电站锅炉本体元件的支吊配合: 包括炉水循环泵、汽包、膜式壁以及炉膛内、烟道内的屏式和对流受热面均通过炉顶支吊梁悬吊在锅炉建筑钢架构上，与之相连的空气预热器、煤粉管道、送风管道、流化床分离器 等附属系统通过锅炉各层钢架构进行独立支吊，其在接近本体悬吊系统处设置有不同类型的膨胀节;支吊装置功能根据其载荷设备在各种状态下的力学、金属膨胀和位移特性来选择，同时在管间鳍片、穿墙管、长管道以及膨胀方向不一致的角部连接部位采取温差限定、预留 10 膨胀缝、柔性密封、加弯减小刚度等措施，以保证炉本体承压部件以支吊点为基点实现固定点自由膨胀，减小承压部件内部由于膨胀不一致引起的附加应力，还能在一定范围内提供各种激振工况的微量位移，最大程度地发挥载荷设备的强度、刚度和冲击韧性，同时其它附属系统也能进行正常的膨胀和固定。 电厂锅炉汽包内是饱和状态的工质，壁温与对应压力下饱和温度相近，高压以上电厂锅炉的汽包壁温均在300?以上，加以大容量电厂锅炉汽包长度较长，故有较大尺寸的纵向膨胀伸长。同时，汽包两侧连结了大量管道，这些管道的膨胀伸长，不一定能相互抵消，使汽包会有一定的横向位移。电厂锅炉在汽包的支撑结构上，必须保证它能自由膨胀。解决汽包膨胀位移的方法与汽包的支吊方法有关。汽包采用支承式结构时，是将汽包以活动支座支承于钢架上，支座下的活动滚柱保证汽包的纵向膨胀，下排小滚柱可保证汽包的横向位移;汽包采用悬吊式结构时，是通过链片式悬吊装置将汽包悬挂于钢架顶梁上。悬吊装置的接头为活动接点，上端的螺母垫圈接触面都是弧形表面。这样，就保证了汽包的纵向及横向的自由位移。 图2—1 水冷壁下方的排渣设备(水封槽、冷灰斗)也是独立支撑系统。水封槽的作用是保持炉膛下部动静结合处的严密性，防止空气漏入。水冷壁是悬吊于炉顶的，它的长度将随着温度的变化而热胀冷缩。位于它下部的灰渣斗是固定的，灰渣斗与水冷壁下联箱的相对位置将是变化的。运行时要求它们之间有保证水冷壁向下膨胀的间隙，又保证冷风不得从间隙处漏入。水封槽装在灰渣斗顶部，水冷壁下联箱下部沿长度装有钢板，并插入水封槽的水中。钢板随下联箱上下位移，但始终不会离开水面，这就一方面保证了水冷壁的胀缩自由， 又保证了胀 11 缩过程中的良好密封。水封挡板插入水下的深度，要保证炉膛压力达上限值时仍能保证水封效果。 图2—2 2.1.3 炉本体受热面的支吊: 2.1.3.1 支吊装置(支吊架):管部、连接件、功能件与根部等零部件集合的总称。 (1)管部:支吊装置与管道直接连接的零部件的总称。管部结构的分类: 1) 按与管道的连接方式可分为整体型和非整体型两种。整体型管部连接件(如吊板、支腿及不带管夹的支座、托座、管座等)与管道铸造或锻造成为整体，通常选用与管道材料相同(或相当)的材料制作管部连接件。焊接式管部连接件增加了焊接和焊缝检验工作量，其是不推荐使用的结构型式，通常只用于次要的碳钢管道上。然而，焊接式管部与管道直接相焊，不存在管部与管道之间相对滑移问题，它允许承受各个方向较大的力和力矩，这是非整体型管部连接件难以做到的。在这种情况下(如限制角位移的限位装置等)就不得不采用焊接式管部结构。非整体型管部连接件(如管夹、管箍、管卡、管托等) 采用夹持或支托的方式与 12 管部连接并传递管道荷载。夹持式管部还可分为直接型(管部结构直接与管道接触)各隔热型(管部结构与管道之间有绝热层隔开)两种非整体型管部连接件安装简便，容易调整，可大大减少现场施工工作量，缩短建设周期，是广泛推荐使用的结构型式。 2) 按其连接管道的空间位置和形状可分为水平管道管部结构、垂直管道管部结构和弯头(管)管部结构三种。 承重支吊架管部连接件的主要荷载作用线总是通过管道轴线的铅垂线。对于水平管道，受力线垂直于管道轴线;对于垂直管道，受力线平行于管道轴线;对于弯头(管)，受力线与弯头(管)的垂直段轴线重合。因此，所连接的管道的空间位置和形状不同，管部连接件的结构不同。例如夹持式的垂直管道管部连接件，是通过对焊在管道上的两对或以上的承载块的支承来承受管道荷载，而不是通过夹紧管夹产生的磨擦力来承载的。限位装置和振动控制装置的管部连接件的主要荷载作用线往往是通过功能件轴线，其受力线与管道轴线的相对关系随其功能要求而定，而不是固定不变的。水平管道的管部可用于垂直管道;而垂直管道的管部也可用于水平管道;无严格的区分。 (2)连接件:用以连接管部与功能件、功能件与根部，或管部与根及自身相互连接的各种零件的总称。悬吊式管道连接件(如管夹、管箍、吊板等)都是将管道通过中间连接件或(和)功能件悬吊在其上方的承载结构上，它适用于吊架结构。支承式管部连接件(如支座、托座、管座等)，大多是位于管道的下方， 对于垂直管道则位于管道的两侧，由下向上支承着管道，而管部自身则直接固定在其下方的承载结构上，或通过滚滑连接件(或带滚滑连接件的功能件)搁置在其下方的承载结构上。它主要用于支架结构，也可用于双吊杆横担型吊架(即将支承式管部搁置在吊架横担上)。拉撑式管部连接件(能承受拉伸、压缩和侧向弯曲等荷载的管 夹或管座)大多用于限位装置、减振装置和阻尼装置，对于限制角位移的限位装置通常需要一对或两对管部连接件;对于振动控制装置，有时需要同时装设两个或三个不同方向的减振器或阻尼器。因此，拉撑式管部连接件与功能件连接的节点数为1,2mm 之内。通常拉撑式管部的孔与销轴之间、管部的销轴与功能件的杆端关节轴承之间的配合公差采用GB1800,1804-79《公差与配合》规定的基孔制H8/f7 的间隙配合。 13 14 (3) 根部:支吊装置与承载结构直接连接的各种辅助钢结构。 15 图2—3 支、托、吊架的生根连接 a)螺栓或膨胀螺栓直接固定;b)吊杆与预埋件连接;c)钢结构吊卡;d)异型钢在吊杆上固定 (4)支吊点(吊点):管道上装设管部部位承受力的代表点。 (5)功能件:功能件的选择、安装和整定计算应结合弹簧的类别、弹簧型号的选择、串 16 连或并联数量、弹簧的安装压缩值、工作过程的转移荷重和荷重变化率。 1)恒力弹簧支吊架根据力矩平衡原理，用合适的连杆机构让弹簧侧力矩与荷载力矩相等，保证载荷变化很小或不变，变力弹簧支架用于有垂直位移的动力管道或设备的支承，它能适应管道或设备的热位移，可以起减振作用。恒力支吊架是按力矩平衡原理设计的 , 在规定的载荷位移范围恒力支吊架结构图 2)变力弹簧吊架:可变弹簧支吊架(也称变力弹簧支吊架、弹吊)主要用于有垂直位移的动力管道或设备的支承。由于其主要依靠弹簧力来支承荷载，因此只适宜用在垂直位移较小的场合。 可变弹簧支吊架内装有圆柱螺旋弹簧，在承载的同时，它能适应管道或设备的热位移，也能吸收管道的振动，可以同时起到减振作用，加上它比恒力支吊架经济，因此在应力计算允许的情况下，被设计人员广泛地采用。 17 1.顶板; 2.弹簧压板(兼指示用); 3.锁定销; 4弹簧; 5.弹簧罩壳; 6.底板; 7.花兰螺母; 8.铭牌 图2—5 变力弹簧吊架结构图 3)弹吊按弹簧的形式可分为圆柱螺旋弹簧式和碟形弹簧式二种。按整定方式可分为整定式和简易式二种。简易式弹簧支吊架的弹簧全变形量不应超过50mm，且不设荷载或位移指示牌以及行程锁定装置。这种弹簧组件可用于垂直位移不大于6.3mm和不需作精确的荷载及位移计算的地方。对于重要的热力管道，如“四大管道”以及管内压力较大的管道，只允许采用整定式弹簧支吊架，且一般都使用圆柱螺旋式弹簧。 图2—6 整定式弹吊组件应设有荷载和行程指示牌以及预先设定“热”和“冷”态位置的标志。 弹簧组件应有防止弹簧过应力或脱载的限制位移设施。整定式弹吊组件应有安装和水压实验用的锁定装置。弹吊应按支吊架冷态荷载整定并锁定。 碟形弹簧形状为圆锥碟状，与传统弹簧不同，功能上有其特殊的作用，主要特点是，负荷 大，行程短，所需空间小，组合使用方便，维修换装容易，经济安全性高。适用于空间小，负荷大之精密重机械。其压缩行程最佳使用范围在其最大压缩行程的10%-75%之间。 18 图2—7 碟形弹簧 4)刚性吊架:刚性支吊架对管道垂直方向呈刚性约束，它只能用于管道没有垂直位移或垂直位移很小且允许约束的地方。刚性支吊架能承受较大的载荷，保持管位置不下沉，增强管道系统的刚性和减少管子的振动。刚性支吊架中的限位装置用于管道中需要限制某一方向或某些向上位移的地方，它不承受管道的重量。可以调整管道的应力分布、减小管道对设备的推力和简化管道支吊架的设计;不同结构型式的限位装置可限制管道某一方向或二个方向的线位移，也可同时限制某一、二个乃至三个方向的角位移;可以增加管系的稳定性，合理分配管系的位移。 图2—8 刚性吊架 19 5) 减振器:用以控制管道低频高幅晃动或高频低幅振动，对管系的热胀、冷缩有一定约束的装置。有限位式、螺圈弹簧式、油压式等几种。 图2—9 减震器 (1)结构部件及其功能:A防尘罩:防止脱落的碎屑、灰尘等进入;B折叠防尘波纹管(不是所有减震器都有);C导套:在顶部形成油封并容纳阻尼阀;D阻尼阀:可以从外部对减震力进行调整，通常使用两个或以上阀门;E活塞杆:形成减震器附件与活塞杆之间的连接;F油缸:减震力在油缸中形成;G活塞单向阀:允许油用很小的阻力就从活塞下方空间流到活塞上方空间;H活塞:将油缸空间分为两个空间，同时也用作活塞杆的导向装置;I储油室:形成减震器外罩并且消化油量差异;J小储油室:形成附加储油室;K底阀单向阀:允许油用很小的阻力就从储油室流到油缸。 20 (2)动作原理:当活塞杆向外运动时，由于阻尼阀D和单向阀关闭，油压累积在活塞H之上，，阀门G为单向阀，保持关闭状态;当达到设定压力时，阀门D打开，油在活塞推动下，从油缸经阀门D流到储油室;油遇到一种可以控制的阻力，活塞之下的容积增大，需要的油量经过单向阀K从储油室被吸入到油缸阻尼器 1-头部关节轴承;2-活塞杆;3-液压缸;4-贮油缸;5-阻尼控制阀; 6-行程指示刻度;7-尾部关节轴承 2.1.3.2 支吊架维护 管理制度 档案管理制度下载食品安全管理制度下载三类维修管理制度下载财务管理制度免费下载安全设施管理制度下载 (1)检查管道位置是否符合安全技术规范和现行国家标准的要求; (2)检查管道与管道、管道与相邻设备之间有无相互碰撞及摩擦情况; (3)检查管道是否存在挠曲、下沉以及异常变形等; (4)检查支吊架是否脱落、变形、腐蚀损坏或焊接接头开裂; (5 )检查支架与管道接触处有无积水现象; ( 6)检查恒力弹簧支吊架转体位移指示是否越限，冷热态标记是否有明显变化; (7)检查变力弹簧支吊架是否异常变形、偏斜或失载; (8)检查刚性支吊架状态是否异常; (9)检查吊杆及连接配件是否损坏或异常; 21 (10)检查转导向支架间隙是否合适，有无卡涩现象; (11)检查阻尼器、减振器位移是否异常，液压阻尼器液位是否正常，是否有漏油现象; (12)检查承载结构与支撑辅助钢结构是否明显变形，主要受力焊接接头是否有宏观裂纹。 (13)检查有无失载(脱载)，由于非正常原因引起承载支吊架完全失去荷载的现象。 (14)检查有无超载，超过支吊架设计最大额定荷载的现象。 2.2 膜式壁的钢性梁及滑动膨胀系统 锅炉的全部受压元件均采用悬吊结构，在正常运行工况下管子加扁钢焊接成的密封膜式壁炉膛和后烟道难以承受外界自然风力、地震、自重和附加负载、炉内负压、爆燃或脉动等荷载及运行中的各向膨胀，尤其在爆燃的非正常工况下还会受到更高的冲击压力。为保证受压元件管墙不被破坏、使锅炉有序膨胀、良好密封和荷载正确传递，故必须设计完整的锅炉本体框架(Boiler Framing)。锅炉本体框架主要是由刚性梁系统(包括炉膛、尾部烟道的水平刚性梁及校平装置，水平烟道两侧的垂直刚性梁)组成，但对于采用螺旋水冷壁的直流锅炉还需设置张力板来悬吊螺旋水冷壁，并将与其连接的刚性梁系统及风箱的荷载传递到上部垂直水冷壁。 张力板和刚性梁等结构件不仅承受受压件的荷载和各种附加荷载，也因与受热元件的接触而接受热量的传递，因此称之为热结构。 2.2.1 刚性梁系统的作用 (1)防止由于炉膛爆燃正压、炉内运行负压、送/引风机事故跳闸因素引起炉内压力变化损坏受压管墙，防止燃烧振荡及烟气压力脉动引起炉墙低频振动造成管墙管子附加低频弯曲疲劳而降低使用寿命。 (2)建立锅炉整体膨胀中心、死点机构和补偿装置，使管墙各部位按设计确定的方向有 规律的膨胀，以便进行锅炉管道整体应力分析，避免因膨胀不畅产生附加应力超限而拉裂管墙，影响安全运行。 (3)建立外荷载有序传递导向，锅炉本体周围管道及其他附件所施加的荷载，地震力等能通过导向节点正确传递到钢架上，全部悬吊管墙设置合理导向和支承装置，保持平稳无晃动，膨胀时不受阻。 2.2.2 水平刚性梁 2.2.2.1 装配形式 (1) 单独梁:刚性梁为固定连接，它只承受此刚性梁和与之相连的校平装置的自重及所有外加垂直荷载，它随管墙一起向下膨胀。与之相邻的刚性梁属于另一组，不与之一起向 22 下膨胀，故与之相连的校平装置连接端为固定连接，另一端为滑动连接。 (2) 两根梁:一根刚性梁为固定连接，另一个刚性梁为自由连接。自由连接的刚性梁随固定连接的刚性梁(按固定刚性梁的膨胀量)一起向下膨胀。固定连接的刚性梁同时承受两个刚性梁和校平装置的自重和所有外加垂直荷载，故校平装置两端均为固定连接。 (3) 三根梁:三根刚性梁中有一根为固定连接，另外两根刚性梁为自由连接。自由连接的刚性梁随固定刚性梁一起按固定刚性梁的膨胀量向下膨胀。固定连接的刚性梁同时承受此三根刚性梁和与之相连的校平装置的自重和所有外加垂直荷载，故两根校平装置与刚性梁连接均为固定连接。 2.2.2.2 垂直管屏水平刚性梁结构 (1) 水平刚性梁固定形式(Anchor)有如下三种: (1)刚性梁/内绑带和内绑带/管墙:用于零膨胀点处，即内绑带与衬垫焊接，通过固定钢板将水平力传到刚性梁上，通过挡块作为约束。这种固定既传递了水平力又限制了刚性梁的膨胀。 (2)刚性梁/管墙:用于后烟道侧墙，固定钢板与衬垫相焊，通过固定钢板将水平力传到刚性梁上。通过挡块为约束，由于刚性梁不与内绑带连接，故只传递水平力，膨胀不受约束。 (3)内绑带/管墙:用于小梁的零膨胀点处。 23 图2—11 刚性梁结构 1-刚性板梁;2-搭板;3-角板;4-横板;5-加强板; 6-水冷壁管;7-销子与板梁上的椭圆孔;8-炉膛 2.2.3 校平装置 2.2.3.1 校平装置的作用 垂直管屏的校平装置:刚性梁设在管墙外侧，刚性梁重心远离管墙中心线，必然对管墙产生附加弯矩，而增加管子的弯曲应力，为了抵消此附加弯矩，故在各层刚性梁之间设有校平装置，使刚性梁保持水平，同时起到刚性梁的侧向支撑作用。 螺旋管圈的校平装置:与垂直管屏校平装置的作用相同。它与大、小连接件相连，炉膛压力首先通过大、小连接作用到校平装置上，再由校平装置传递到上、下层刚性梁上。 2.2.3.2 校平装置结构 滑动连接:校平装置端部用两个角钢和螺栓与刚性梁连接，角钢长度方向与校平装置 图2—11 校平装置 24 之间放置一个12mm临时垫片，该垫片应在安装保温之前就撤掉。 因炉膛压力是通过大、小连接传至校平装置上，再由校平装置传到水平刚性梁上，水平刚性梁不直接承受炉膛压力。 2.2.4 张力板系统 倾斜布置的螺旋水冷壁管承载能力弱，因此需在其管壁外侧设置焊接张力板来进行其自身重量和附加荷载的悬吊。 螺旋水冷壁前、后墙各布置一定数量的张力板，张力板从冷灰斗下部一直向上延伸到螺旋水冷壁和垂直水冷壁的过渡区。在过渡区张力板变为手掌型的张力板，然后与焊接于垂直水冷壁管屏鳍片上的手指型连接板连接，将荷载传递到上部水冷壁。 每条张力板实际上是由两根平行的钢板组成的，间距为50mm，每根钢板的内侧与焊接于螺旋水冷壁鳍片上的垫块(槽型钢)进行焊接连接。垫块起到传递荷载和热量的作用，每隔一根管子布置一块，材料为15CrMo。由于前后墙和侧墙的荷载不同，前、后墙的单根张力板宽度为150mm，两侧墙的单根张力板宽度为90mm，厚度均为35mm，材料为15CrMo。螺旋水冷壁前、后墙布置有一层燃烬风喷口和三层煤粉燃烧器喷口，双根张力板在喷口(垂直方向)区域分开成单根张力板绕过并再合成双根张力板。每根张力板间的连接处采用V型全焊透坡口。 张力板的设计和布置不仅考虑了承受的荷载，也考虑了在不同工况下的锅炉启、停过程中管子和张力板间的温差引起管子的热应力、张力板的热应力和因炉膛内的烟气压力而产生的弯曲应力。因此，锅炉在启、停过程中负荷变化率不允许超过锅炉运行说明书中的规定值。 2.2.5 螺旋管屏刚性梁结构 螺旋管屏与垂直管屏的水平刚性梁装配形式相同(即分三种)，但其附件及传递荷载原理不同。螺旋管圈承受垂直荷载的能力较差，所以必须加强螺旋管圈的强度，采用焊接张力板来加强，使螺旋管屏和焊在鳍片上的垫块及张力板形成一体，共同将垂直荷载传递到炉膛上部的垂直管屏上。炉膛压力通过大、小连接传至校平装置上，再由校平装置传到水平刚性梁上，刚性梁不直接承受炉膛压力。 25 图2—13 2.2.5.1 大连接:一端与校平装置相焊，另一端用水平放置的”L”耳板与块及张力板相连， 以传递炉膛压力，中间用二个连接板与之相连，连接板中两销轴偏移量为该点的膨胀量的一半。在大连接下端用两块垂直放置的”L” 耳板与张力板相连，以承受垂直荷载。 2.2.5.2 小连接:一端与校平装置相焊，另一端用水平放置的”L” 耳板与块及张力板相连， 以传递炉膛压力，中间用二个连接板与之相连，连接板中两销轴偏移量为该点的膨胀量的一半。在小连接下端没有垂直”L” 耳板，故小连接只承受炉膛压力，不承受垂直荷载。 2.2.5.3 角部结构:角部用手指板与角部块和角部支撑板相连，再通过销轴将连接板与角部 支撑板连接起来，使其形成一个完整的刚性梁体系。 2.2.5.4 水平刚性梁固定形式:在零膨胀点处放置一特殊的固定结构，使其将水平力传到刚 性梁上，通过挡块作为约束,即传递了水平力又限制了刚性梁的膨胀。 锅炉本体采用全悬吊结构，使锅炉本体的每个部分能够比较充分的热膨胀，大大地减少了由于热膨胀受阻而产生的热应力。锅炉的自然热膨胀中心除了与锅炉的几何尺寸有关之外，还与温度的分布有关。而锅炉在启动低负荷、满负荷和停炉工况下温度的分布是不一样的。因此，锅炉的自然热膨胀中心是随着工况的变化而变化的。为了进行比较精确的热膨胀 26 位移计算，以便进行系统的应力分析和密封设计，需要有一个在各种工况下都保持不变的膨胀中心，作为热膨胀位移计算的零点。这个膨胀中心就是所谓的人为的膨胀中心，通过一定的结构措施就能实现它。 如前所述，锅炉某些层刚性梁的内绑带与衬垫焊接，通过固定钢板将水平力传到刚性梁上，通过挡块作为约束来实现零膨胀点。同时，利用与刚性梁和冷钢结构相铰接的刚性梁导向装置，将刚性梁上的水平荷载传递到刚结构上。炉膛前、后墙及后烟道前、后墙的膨胀中心设置在锅炉对称中心线。 2.2.6 顶棚刚性梁 沿着顶棚管长度方向，在整个顶棚管上布置有几道垂直筋板，把整个顶棚管分隔成几个板块，起到加固顶棚(承受炉膛爆炸力)、吊挂顶棚管束及焊接内护板的作用。 2.2.7 刚性梁及膨胀系统的维护 图2—14 (1)所有导向装置的整套结构，应有足够的强度，焊接牢固，无歪斜、变形、损坏等。 (2)膨胀指示器应安装牢固，刻度要清晰、正确。指针应有很好的刚性，其尖端与刻度板面可保持5mm的间隙，检修后应校正到零位，并做好零位标记。 (3)连接刚性梁和膜式壁的张力板、槽钢、剪力板或蹬形夹等，不得有开裂或变形，否则应按设计进行修复或加固。 (4)膜式壁四角各层的加强角板、槽钢等构件，不得有拉裂或变形， 否则应修复或加固， 27 并与膜式壁焊接牢固。 (5)各层刚性梁端部和角板的活动连接部件，应保持其结构完好、移动灵活。 (6)检查膨胀中心各层锚固连接构件与膜式壁的焊接情况，如有脱焊、变形的应进行修复和加固，同时检查炉顶各吊点的膨胀间隙和方向，应符合设计要求。 (7)各层导向装置的限位(制动)块和导向架之间，应按设计留有膨胀和滑动间隙，并应滑动顺畅，不得卡涩。 (8)刚性梁与膜式壁之间的空隙，应填充和压实硅酸铝棉，并使其与壁面和角部的保温层结合严密，但不得有卡涩现象。 3 锅炉密封 锅炉本体不同金属构件管材不同导致其相对膨胀量不同产生漏风漏灰，由各大锅炉厂的《锅炉说明书》可知，现在大容量煤粉锅炉一般采用大罩壳保温，且顶棚采用鳍片管。所以在其上不铺设浇灌保温材料，而只是在炉顶管分段鳍片处、穿墙管等处浇灌耐火可塑料。而耐火可塑料上面就是炉顶密封 锅炉本体尺寸大，导致锅炉本体的绝对膨胀量过大产生漏风漏灰，从锅炉设计尺寸可知，现有锅炉的纵向尺寸较大。以300MW锅炉为例，从顶棚前集箱至尾包墙的长度26米多。由此可知顶棚管的绝对膨胀量将达到120mm，以炉顶存在假设膨胀死点计算，其两侧的绝对膨胀量也将达到60mm 以上。由此可以看出其纵向膨胀量是最大的。相应的顶棚管与 28 两侧墙部位的密封必然是一大难点。现在大容量锅炉炉顶顶棚管为鳍片管焊接的膜式壁，并在炉墙层中设置了 顶棚管密封 3.1 密封结构的原则 (1)锅炉合理的膨胀中心设置和顺畅规则的膨胀是各部位良好密封的基础。 (2)根据各种工况下的金属体温度、膨胀方向和长度、线性膨胀系数以及膨胀量吸收补偿的结构，分析计算反应在密封结合部位的各金属体的最大膨胀矢量差，是选择最佳密封部位和密封结构的主要内容。 (3)膨胀矢量差较大的应选择能够提供足够伸缩量的膨胀节。 (4)膨胀矢量差较小结合部位的可适当预留一定形式的膨胀缝或柔性结构，并用护板、梳形板、高冠齿、微膨胀可塑料以及硅酸铝棉来进行密封。 (5)穿墙管比较集中的部位应尽量采取炉顶小室、密封盒的形式进行集中密封(二次密封)，以减少密封结构结合部位的总体长度。 (6)穿墙管密封部位与烟气接触的部分应用耐火防磨材料(可塑料、浇注料)进行封闭阻挡，浇注料以及可塑料的膨胀系数应与其所包覆的管子相差不大，否则必须在二者之间留有一定的膨胀空间(缠绕柔性保温材料或沥青漆)。 29 图3—3 各类密封结构 30 (7)轻质保温棉和致密性隔热材料适当配合使用，并充分考虑其膨胀问题，可与密封装置一起，起到加强密封和隔热效果的作用。 (8)几种常见的密封、隔热和防磨的组合方式，锅炉各部位常见密封结构: 1)炉膛折烟角处弯管、穿管、跳管区域均设有内护板(即采用了金属密封结构)，以隔绝烟气，保证气密性。其密封结构形式为:两侧水冷壁与折烟角斜面交接处，采用密封塞块与6mm厚的碳钢板密封;弯管、穿管、跳管区域采用梳形弯板、梳形板、梳形折边板、折边板和钢板构成密封盒将间隙密封。安装时注意弯管、穿管、跳管处密封盒内护板向火面需浇灌高强度耐火浇注料，高强度耐火浇注料的填实与内护板的安装程序要配合好，不能漏填和少填。为了安装方便，护板可以切割、修整，护板应紧贴水冷壁管。护板的焊接:为了保证气密性，除有特别注明外，护板与护板、护板与压力部件之间的工地焊缝高度均为3mm的角焊缝或对接焊，焊缝表面应该是均匀的，呈鳞状，焊缝与母材应该圆滑过渡，焊缝高度应严格按设计图样的规定，焊缝表面不得有缺陷，各零件焊前表面应消除油污、氧化物。耐火材料的浇灌与内护板的安装要配合好。 2)水冷壁前墙穿插在前炉顶过热器前端，两者形成前交叉，此处膨胀多向，胀差较大，故设置多级船形膨胀节，配合折边板密封，以吸收较大的胀差。膨胀节安装过程中，不允许有擦伤、裂纹、刻痕、深凹坑等缺陷。 3)辐射式再热器位于水冷壁内侧，水冷壁与辐射式再热器之间具有相对的膨胀差，故密封采用罩壳形式，以达到全密封的效果。此结构由槽钢、钢板、角钢和钢管、膨胀节等组成。槽钢和钢管主要起加强罩壳的刚度作用，而钢管是在安装罩壳时作定位之用，安装时必须按图尺寸固定罩壳位置。罩壳的顶部和侧面均有3mm厚的钢板通过角钢(加强筋)焊接而成，为了膨胀的需要，在罩壳上每隔一定的距离就布置一圈膨胀节，以使整个罩壳刚柔结合。在安装膨胀节时，需注意在膨胀节下面的钢板，必须按图示留有一定的距离，以确保发挥膨胀节的作用。辐射式再热器出口集箱引出管和吊杆穿出密封罩处，为吸收锅炉在启停和运行工况时引出管的膨胀位移，设置了多级膨胀节。特别注意，膨胀节必须在再热器出口连接管对口焊接前将其套入，吊杆也应事先套入膨胀节，膨胀节与连接管、吊杆均作密封焊。 4)穿顶管束密封结构，它是由一个密封盒构成，密封盒由梳形板、折边板组成，梳形板 与折边板、梳形板与梳形板、梳形板与穿顶管均作密封焊，而密封盒底部紧贴炉顶管的一层梳形板是由低合金耐热钢制成，其目的是阻挡高温烟气的冲刷，这里的梳形板与折边板、梳形板与穿顶管均无需焊接，以利穿顶管的膨胀。炉顶与侧墙的密封结构，主要由梳形弯板、U形弯板、梳形板等组成的柔性密封。梳形弯板应在水压试验前与侧墙管焊妥。U形弯板(作 31 为炉顶管上内护板与两侧墙上的梳形弯板作柔性密封连接之用，沿两侧墙连续布置，在可根据需要切割拼接。梳形板只需与侧墙管焊接，起阻挡高温烟气的作用，不能与炉顶管或U形弯板焊接。注意:此梳形板焊前应先在梳形板下浇灌高温微膨胀耐火可塑料。后炉顶过热器与后烟井后墙及两侧墙之间的密封结构，安装方法及要领与前炉顶过热器相同。各内护板之间焊成一体，以保证密封。 3.2 循环流化床锅炉的密封 主要包括:炉膛密封、燃烧室密封、水冷风室密封、集箱密封、一、二次集箱及返料口密封。 3.2.1 3.2.2 炉膛出口后的高低过穿墙管处的密封是采用套管加密封填块方式密封的。 水冷壁及包墙管从上到下的角部密封工作，就是对角部相邻管之间的纵缝宽度的要 求，纵缝的宽度就必须要在水冷壁及包墙管做钢性梁固定的同时，从上到下将水冷壁及包墙管任两者之间的纵缝的密封。 3.2.3 前墙水水冷壁上集箱与棚顶之间的密封以及水冷风室上部风管屏与前水冷壁横缝 用了折板结构，以保证其正常的膨胀及密封。 3.2.4 3.2.5 集箱密封:采用的密封方式是集箱罩壳加胀缩接头的方式进行密封。 一、二次风管及返料入口处的密封工作，一、二次风管的密封都是采用外部加罩壳 箱体，一端与风管外圆焊接，另一端以梳形板形式焊接到水冷壁包墙上，内部打浇注后密封。由于箱体多，有时会出现箱体之间位置冲突的现象，可以连为一体，只要浇注后起到同样密封作用即可。 3.2.6 炉膛顶部穿墙的屏式受热面，也一般采用以梳形密封板、填块、防磨耐火料、轻质 保温料为主要部件的一次密封，结合以波纹膨胀节为主的二次密封，值得注意的时由于屏再材料为奥氏体耐热钢，其线性膨胀系数较大，其下部穿墙管与膜式壁结合处为相对膨胀死点(膜式壁膨胀量不能补偿屏再膨胀量)，因此炉顶穿墙管的膨胀量较大，密封部件必须设计足够的膨胀补偿。 3.3 亚临界锅炉的密封 3.3.1亚临界锅炉顶棚管横向节距较大，工质对鳍片的冷却远远小于对管子的冷却作用，二者误差接近56?，因此一般采用6mm厚的断续鳍片，以吸收二者的膨胀差。因此顶棚管之上必须设置密封装置，防止烟气外漏。顶棚管上设置护板，炉顶小室设计温度一般为430?左右，一般选用3mm厚的耐腐蚀钢板。在没有穿墙管的顶棚管之上平铺折边护板。在屏式受热面穿墙管处有与其一体的梳形板，高冠齿板将梳形板与端板连接。炉内受热面穿顶棚时尽 32 可能保证顶棚管不让管以保证管屏的规律性且易于密封，因此各受热面的横向节距均是M的整数倍， 3.3.2顶棚管与水冷壁侧墙和侧包墙结合部位处于管子的末端，相对膨胀量差较大，一般采取V形板和梳形板相结合的方式进行密封。 3.3.3顶棚管与前墙水冷壁结合部位是反应顶棚管膨胀量的主要部位，因此一般采取膨胀节方式进行密封。 3.3.4后顶棚烟气温度低一般采用连续鳍片，因此只在穿墙管处设置密封结构。 3.4 超临界锅炉的密封 图3—4 炉顶密封现场图片 3.4.1超临界锅炉炉深度方向膨胀中心为校平装置装置决定，顶棚管为全部连续鳍片密封，穿墙管密封方式采用受热面管子在穿顶棚处加装套管，套管之间用弯板连接，然后用密封板将套管与顶棚管鳍片连接，既达到了密封的作用又起到了吊挂顶棚的目的。顶棚管与侧墙水冷壁以及侧包墙之间采用梳形密封板连接,采用密封填块打底将管子找齐，其上焊接钢板，然后再与顶棚管边鳍密封焊连接，对于窄间隙处采用圆钢密封焊接。 3.4.2梳形密封板的改型:将折边式梳形密封板改为定位密封板(12Cr1MoV、δ,8mm)，定位密封板加工时将一定长度和宽度的钢板统一划线后，根据再热器管子直径钻通孔， 然后再 33 按照保护套管直径加工出深度为3mm的沉孔。屏式管子通过保护套管嵌入在定位密封板，保证了管子之间的节距，减少了管排的摆动。同时，这种焊接结构简单、方便，使焊接质量得到进一步提高，避免了折边式梳形密封板由于加工复杂而产生的偏差及装配困难，从而防止密封焊缝焊接质量降低。 加装保护套管加装过渡段保护套管的目的:(1)套管的材质和其内部穿墙管的材质相同，以保证管子与保护套管的工作焊缝采用同种钢焊接接头，将异种钢焊接接头转移到保护套管与定位密封板之间的联系焊缝，提高了穿墙管工作焊缝的抗裂性;(2)保护套管壁厚比再热器管薄，其规格为D68mm×3mm，降低其密封结构的刚性使焊接变形转移到套管上，消除了形成几何应力集中点，改善了穿墙管工作焊缝的受力情况。 图3— 5 34 图3—6 各类密封 3.4.3屏过、末过及高温再热器小集箱导向装置是独特的结构。上述部件的每片屏都有各自独立的小集箱，工质进入该集箱后经连接管道进入汇集集箱。由于每片屏穿顶棚处都采用套管密封形式与顶棚管相焊，这样就使得其与顶棚形成一体，在锅炉运行时一起膨胀，而小集箱由于与大连接管相连，且处于炉外，其膨胀量与管屏(顶棚管)不同，所以会相对顶棚运 动。为了限制其相对顶棚的位移量，使管道、集箱按设计确定的方向有规律性地膨胀，以便 35 进行锅炉管道的整体应力分析，避免因膨胀不畅产生附加应力超限而拉裂管墙，影响安全运行，加装了导向装置:即先将小集箱两端处顶棚管用填块找齐，其上铺设钢板，再对称焊两块角钢作为导向架，在集箱两端焊接导向板，使导向板在导向架内运动。 3.5 顶棚包覆框架 主要作用是对锅炉顶部管道、集箱的保温和二次密封。由于炉膛内烟温很高，为保证顶棚包覆框架内温度控制在455?左右，在顶棚管上铺设耐火浇铸料，四周用框架护板形成“保温大包”。 顶棚包覆框架由框架、护板、吊挂和导向装置四部分组成。框架由型钢组成，材料为Q345-B，分为顶部框架、两侧框架、前后框架和底部框架;所有框架间用型钢连成一体，外部铺上相应的护板，并将底护板用梳形密封板与受热面管屏相连。整个包覆框架的重量是通过两种方式共同将其重量传递到构架主梁上:一种是通过框架顶部四周的耳板经自身的吊杆将包覆框架部分重量悬挂于构架主梁上，且每处耳板的安装方向与该点和膨胀中心的连线方向相一致，以满足其膨胀要求;另一种是经过顶部框架内部沿炉宽方向布置的若干横梁借助于炉顶各管道、集箱已有吊点的吊杆将包覆框架部分重量吊到构架主梁上。 图3— 7 36 3.6 锅炉密封装置的维护 (1)热密封罩严密性的检查与修复应定期进行。 (2)热密封罩的壳体不得有漏泄、裂缝、变形等，否则应修复或焊补严密。 (3)检查热密封罩底部框架与膜式壁之间的外密封装置，应达到下列要求: 1)对金属密封装置(不得开裂、腐蚀，对起不到热补偿作用的结构，应修整或更换。 2)对非金属密封装置，不应烧损、老化、变质，否则应予更换。 3)对于设计不够完善的密封装置，应加以改进，并保证其严密性。 (4)穿过热密封罩的管道和吊杆，如因结构不良而引起漏泄时，则应改进为双层套筒或膨胀节套筒的密封方式，其金属膨胀节及其它附件 膨胀节习惯上也叫伸缩节,或补偿器，是用补偿器的弹性元件的有效伸缩变形来吸收管 37 线、导管或容器由热胀冷缩等原因而产生的尺寸变化以及机械振动引起的附加应力的一种补偿装置，属于一种补偿元件和挠性结构。可对轴向，横向，和角向位移的的吸收，用于在管道、设备及系统的加热位移、机械位移吸收振动、降低噪音等。 4.1 弯膨胀节是将管子弯成U形或其他形体，也称涨力弯。是利用形体的弹性变形能力 进行补偿，它的优点是强度好、寿命长、可在现场制作,缺点是占用空间大、消耗钢材多和摩擦阻力大。这种膨胀节广泛用于各种蒸汽管道和长管道上。 图4—1 弯管式膨胀节 4.2 套管伸缩节由能够作轴向相对运动的套管伸缩节 4.3 轴向补偿器为了减少介质的自激现象，在产品内部设有内套管，在很大程度上限制 了径向补偿能力，故一般仅用以吸收或补偿管道的轴向位移(如果管系中确需少量的径向位移，也可以吸收轴向、角向和任意三个方向位移的组合。 4.4 波纹管补偿器是以波纹管为核心的扰性元件，在管线上可作轴向、横向和角向三个 方向的补偿。 波纹管膨胀节是用金属波纹管制成的一种膨胀节。它能沿管道轴线方向伸缩，也允许少量弯曲。图4-4 为常见的轴向式波纹管膨胀节，用在管道上进行轴向长度补偿。为了防止超 38 过允许的补偿量，在波纹管两端设置有保护拉杆或保护环，在与它联接的两端管道上设置导向支架。另外还有转角式和横向式膨胀节， 可用来补偿管道的转角变形和横向变形。这类膨胀节的优点是节省空间，节约材料，便于标准化和批量生产，缺点是寿命较短。波纹管膨胀节一般用于温度和压力不很高、长度较短 的管道上。随着波纹管生产技术水平的提高，这类膨胀节的应用范围正在扩大。目前，波纹管膨胀节可用在最高压力6.0兆帕的管系中。 4.4.1波纹管补偿器按波的形状分类，以U形膨胀节应用得最为广泛，其次还有Ω形和C形等。U形波纹管膨胀节的结构类型较多，不同类型的膨胀节，适用的场合也各不相同。主要的类型有单式轴向型、单式和复式铰链型、复式自由型、复式拉杆型、直管和弯管压力平衡型等。各种类型的结构示意图见图 4-3,图4-12。为提高膨胀节的承载能力，可设计带加强环或稳定环的膨胀节，其结构示意 如图4-13 所示。 (1) 单式轴向型膨胀节 由一个波纹管及结构件组成，主要用于吸收轴向位移而不能承受波纹管压力推力的膨胀节(见图4-3)。 图4—3 单式轴向型膨胀节 1—端管 ; 2—波纹管 (2) 单式铰链型膨胀节 由一个波纹管及销轴、铰链板和立板等结构件组成，承受波纹管压力推力的膨胀节(见图4-4) 。 图4-4 单式铰链型膨胀节 1—端管;2—副铰链板;3-销轴;4-波纹管;5-主铰链板;6-立板; 39 (3) 单式万向铰链型膨胀节 由一个波纹管及销轴、铰链板、万向环和立板等结构组成，能在任意平面单式万向铰链型膨胀节 1—端管;2—立板;3—铰链板;4—销轴;5—万向环;6—波纹管; (4) 复式自由型膨胀节 由中间管所连接的两个波纹管( 及控制杆或四连杆)等结构件组成，主要用于吸收轴向与横向组合位移而不能承受波纹管压力推力的膨胀节(见图4-6)。 图4—6 复式自由型膨胀节 1—波纹管;2—中间管;3—端管 (5) 复式拉杆型膨胀节 由中间管所连接的两个波纹管及拉杆和端板等结构件组成、能吸收任一方向横向位移并能承受波纹管压力推力的膨胀节(见图4-7)。 图4—7 复式拉杆型膨胀节 1—端板;2 —拉杆;3—中间板;4—中间管;5—波纹管;6—端管 40 (6) 复式铰链型膨胀节 由中间管所连接的两个波纹管及销轴、铰链板和立板等结构件组成、 只能吸收单方向横向位移并能承受波纹管压力推力的膨胀节(见图4—8)。 图4—8 复式铰链型膨胀节 1—立板;2—销轴;3—波纹管;4—中间管;5—铰链板;6—端管 (7) 复式万向铰链型膨胀节 由中间管所连接的两个波纹管及十字销轴、铰链板和立板等结构件组成、能吸收一方向横向位移并能承受波纹管压力推力的膨胀节(见图4-9)。 图4—9 复式万向铰链型膨胀节 1—端管;2—波纹管;3—中间管;4—铰链板;5—十字销轴;6—立板 (8)弯管压力平衡型膨胀节 由一个或中间管所连接的两个工作波纹管和一个平衡波纹管及弯头或三通、封头、拉杆和 端板等结构件组成、主要用于吸收轴向与横向组合位移并能承受波纹管压力推力的膨胀节(见图4-10)。 41 图4—10 弯管压力平衡型膨胀节 1—端管;2—端板;3—中间管;4—工作波纹管;5—三通;6—平衡波纹管;7—拉杆;8—封头 (9) 直管压力平衡型膨胀节 由位于两端的两个工作波纹管和位于中间的一个平衡波纹管及拉杆和端板等结构件组成、主要用于吸收轴向位移并能承受波纹管压力推力的膨胀节(见图4-11)。 图4—11 直管压力平衡型膨胀节 1—端管;2—工作波纹管;3—拉杆;4—平衡波纹管;5—端板; (10)外压单式轴向型膨胀节 由承受外压的波纹管及外管和端环等结构件组成、只用于吸收位移而不能承受波纹管压力推力的膨胀节(见图4-12)。 图4—12 外压单式轴向型膨胀节 1—进口端管;2—进口端环;3—限位环;4—外管;5—波纹管;6—出口端环;7—出口端管; 42 图4—13 加强U形波纹管 4.5 在用工业管道膨胀节检查规定 (1)波纹管膨胀节表面有无划痕、凹痕、腐蚀穿孔、开裂等现象; (2)波纹管波间距是否正常、有无失稳现象; (3)铰链型膨胀节的铰链、销轴有无变形、脱落等损坏现象; (4)拉杆式膨胀节的拉杆、螺栓、连接支座有无异常现象。管道膨胀节、补偿器安装规 范和使用要求: 1) 膨胀节在安装前应先检查其型号、规格及管道配置情况，必须符合设计要求。 2)对带内套筒的膨胀节应注意使内套筒子的方向与介质流动方向一致，铰链型膨胀节的铰链转动平面应与位移转动平面一致。 3)需要进行“冷紧”的膨胀节，预变形所用的辅助构件应在管路安装完毕后方可拆除。 4)严禁用波纹膨胀节变形的方法来调整管道的安装超差，以免影响膨胀节的正常功能、降低使用寿命及增加管系、设备、支承构件的载荷。 5)安装过程中，不允许焊渣飞溅到波壳表面，不允许波壳受到其它机械损伤。 6)管系安装完毕后，应尽快拆除波纹膨胀节上用作安装运输的黄色辅助定位构件及紧固件，并按设计要求将限位装置调到规定位置，使管系在环境条件下有充分的补偿能力。 7)膨胀节所有活动元件不得被外部构件卡死或限制其活动范围，应保证各活动部位的正常动作。 8)水压试验时，应对装有膨胀节管路端部的次固定管架进行加固，使管路不发生移动或转动。对用于气体介质的膨胀节及其连接管路，要注意充水时是否需要增设临时支架。水压试验用水清洗液的氯离子含量不超过25PPM。 9)水压试验结束后，应尽快排波壳中的积水，并迅速将波壳内表面吹干。 10)与膨胀节波纹管接触的保温材料应不含氯离子。 43 5 非金属柔性补偿器 也称非金属膨胀节、非金属织物补偿器，可补偿轴向、横向、角向，具有无推力、简化支座设计、耐腐蚀、耐高温、消声减振等特点，特别适用于热风管道及烟尘管道。非金属膨胀节连接方式有法兰连接和接管连接。 5.1 织物补偿器特点 (1)补偿热膨胀:可以补偿多方向，大大优于只能单式补偿的金属补偿器。 (2)补偿安装误差:由于管道连接过程中，系统误差再所难免，纤维补偿器较好的补偿了安装误差。 (3)消声减振:纤维织物(硅胶布等)、保温棉体本身具有吸声、隔震动传递的功能，能有效的减少锅炉、风机等系统的噪声和震动。 (4)无反推力:由于主体材料为纤维织物，无力的传递。用纤维补偿器可简化设计，避免使用大的支座，节省大量的材料和劳动力。 (5)良好的耐高温、耐腐蚀性:选用的氟塑料、有机硅材料具有较好的耐高温和耐腐蚀性能。 (6)密封性能好:有比较完善的生产装配系统，纤维补偿器可保证无泄露。 (7)体轻、结构简单、安装维修方便。 5.2 基本结构 5.2.1蒙皮 蒙皮是非金属膨胀节的主要伸缩体，是由性能优良的硅橡胶或高硅氧聚四氟乙烯与无碱玻璃丝绵等多层复合而成，是一种高强密封复合材料。其作用是吸收膨胀量，防止漏气和雨水的渗漏。 (1)橡胶复合布:采用玻璃纤维涂覆优质的有机硅橡胶而制成，具有拉伸强度高，耐温性能( -70? ——260?)好，耐老化性能强，防腐等优点。一般的烟风道可采用硅橡胶复合布。 (2)氟橡胶:是一种耐高温、耐腐蚀的含氟高分子弹性体，经与玻璃纤维涂覆组成的复合胶布。其独特的高温可达300?，具有良好的抗化学腐蚀的特性，还有优异的耐天候老化性，广泛用于强腐蚀气体的工况场合。 (3)无碱工业玻纤夹不锈钢丝布:是用不锈钢丝与优质的玻璃纤维混纺在一起以提高玻纤布在高温时的强度。耐高温可达到280?，并可耐瞬间高温。非金属圈带中加入无碱工 44 业夹丝玻纤布后耐压明显增强 (4)聚四氟乙烯膜:为聚四氟乙烯树脂模压坯料经车削加工制得的不定向薄膜，它具有非常优良的耐蚀和耐热性能，除熔金属锂、钾、钠、三氟化氯、高温下的三氟化氯、高流速的液氯外，它几乎可以抗所有化学介质(包括浓硝酸和王水)。它可以长期在230?——260?下操作，它比用在普通非金属膨胀节上所用的聚四氟乙烯布(俗称四氟布)更耐腐蚀性。保温棉方便现场安装维修。 5.2.2不锈钢丝网 不锈钢丝网是非金属膨胀节的内衬，阻止流通介质中杂物进入膨胀节和阻止膨胀节中绝热材料的向外散失。 5.2.3保温棉 保温棉是兼顾非金属膨胀节的保温和气密性的双重作用，它是由玻璃纤维布、高硅氧布和各类保温棉毡等组成，其长度和宽度与外层的蒙皮一致，具有良好的延伸性和抗拉强度。根据不同的工况条件和温度采用不同的保温材料。用高密度高温不锈钢网和高温布)高温线等包覆保温材料，根据所需要填充的容积和管道设备外表温度可制成各种形状体积的保温填料， 5.2.4隔热填料层 隔热填料层是非金属膨胀节绝热的主要保证，它是由多层陶瓷纤维等耐高温材料组成，其厚度可根据流通介质温度及耐高温材料的导热系数等通过传热计算确定。 5.2.5机架 机架是非金属膨胀节的轮廓支架，保证有足够的强度和刚度，机架的材料应与介质温度相适应。一般在400?以下用Q235-A ，600?以上用不锈钢或耐热钢制成，机架一般有与所连接的烟风道相匹配的法兰面。 5.2.6挡板 挡板是起导流和保护隔热层的作用，材质应与介质温度相一致，材料应是抗腐蚀和耐磨的，挡板还应不影响膨胀节的位移。 45 图5—1 非金属膨胀节类型 图5—2 非金属膨胀节实物图片 5.3 主要性能指标 允许的最大补偿量?a、 公称通径、公称压力、温度、连接形式适用介质。如下表: 46 6 锅炉的保温 6.1 电厂保温材料基本有如下专业术语: (1)保温(层)材料 thermal insulation material:为达到对载热体保温的目的而设 置的隔热(层)材料。 (2)膨胀珍珠岩绝热制品:expanded perlite insulation以膨胀珍珠岩为主要成分，掺加适量的粘结剂制成的绝热制品。 47 图6—1 (3)硅酸钙绝热制品:calcium silicate insulation以经蒸压形成的水化硅酸钙为主要成分并掺有增强纤维的绝热制品，按产品水化产物不同， 分为托贝莫来石型和硬硅钙石型等。 图6—2 (4)岩棉:rock wool:主要由熔融天然火成岩制成的一种矿物棉。 图6—3 (5)矿渣棉:slag wool:主要由熔融矿渣制成的一种矿物棉。 48 图6—4 (6)玻璃棉:glass wool:主要由熔融玻璃原料或玻璃制成的一种矿物棉。 图6—5 (7)硅酸铝棉:aluminum silicate wool:主要由熔融状硅酸铝矿物制成的一种矿物棉。 图6—6 (8)硅酸盐复合绝热涂料:silicate compound plaster for thermal insulation以硅酸盐类纤维材料、填料及粘合剂、助剂等为原料按一定配比，先将纤维松解，然后再经混合、搅拌而成粘稠状浆体，涂敷在工作面上，干燥后作为绝热层的材料。 49 图6—7 (9)泡沫石棉制品:asbestos foam以温石棉为主要成分制成的多孔状制品。 图6—8 (10)保护层:insulation jacket包裹绝热层的各种金属或非金属及灰浆抹面层。 (11)憎水率(度):hydrophobic ratio绝热材料浸水后，抵抗水渗透的性能，以质量百分比或体积百分比表示。 (12)火电厂保温材料之热荷重收缩温度 temperatury for shrinkage under hot load试样在荷重作用下，厚度收缩率为10%时所对应的温度。 6.2 保温材料的性能 6.2.1 导热系数(W/(m•K)〉:导热系数是指在稳定传热条件下，1m厚的材料，两侧表面 的温差为1度(K,?),在1小时内，通过1平方米面积传递的热量。导热系数是反映材料的导热能力，也是保温材料的主要热物理特性，它与材料的温度、密度、含水率、内部结构、保温层尺寸等物理性能密切相关。非晶体结构、密度较低的材料，导热系数较小。材料的含水率、温度较低时，导热系数较小。通常把导热系数较低的材料称为保温材料，而把导热系数在0.05W/m?K以下的材料称为高效保温材料 材料保温主要是因为材料阻止了热量的传递，热量传递主要有三种方式:热传导、热对流和热辐射。保温材料的内部有很多密闭的小孔，这些小孔内部的空气几乎静止，因此有效的阻止了热对流，也因此大部分热量得通过热传导的方式去传递，而由于保温材料内部的小孔非常多，热量要沿着这些小孔的孔壁去传递，这样，相对于其它材料热量的传递路线就变 50 长了很多，这样就有效的降低了热传导的速度。另外，有些保温材料的也具有热反射功能，能有效的阻止热辐射。 6.2.2 容重:容重是在溫度为110?时经过烘干且呈松散状态的保温材料，其单位体积的 重量。它具有一个最佳容重值，即在最佳容重下，它才具有较小的导热系数和较好的保温效果。在工程上为了节约能源和减少保温管道支吊架结构荷重，应尽量采用容重小的保温材料。一般软质和半硬质材料的容重不得大于150kg/m?，硬质材料的容璽不得大于220kg/m?。 6.2.3 最高使用温度:保温保湿材料长期安全可靠工作所承受的极限温度。一般无机材料 的耐热温度比较高。 6.2.4 负荷。 6.2.5 6.2.6 抗折强度:是材料受到弯曲负荷作用下破坏时，单位面积上所受的力偶矩。 含水率:是保温材料吸收水的性质。其值升髙，材料导热系数随之升髙，严重破坏 抗压强度:是材料受到压缩力作用而破坏时，每单位原始横截面上承受的最大压力 保温效果。一般有机材料的含水率较低。 6.2.7 渣球含量:测定残留在耐火纤维棉及其制品中的非纤维物质。它是在耐火纤维生产 过程中，耐火原料在高温熔融状态下，经高压气流喷吹时产生的非纤维状有害物质。耐火纤维及其制品中的渣球含量多少。不仅直接影响耐火纤维制品的热导率、热容、加热线变化及弹性等，而且也反映出纤维工艺技术水平以及除渣工序的效率。 6.2.8 矿物棉制品的压缩回弹率。 表 保温材料性能列表一 51 6.3.1 6.3.2 6.3.3 6.3.4 6.3.5 6.3.6 介质温度在350—600?的设备和管道选用硅酸钙制品、硅酸铝复合保温; 介质温度小于350?的设备和管道用岩、矿棉制品等保温，油罐应选用 阀门、弯头等异形件选用轻质保温材料或保温涂料保温; 外径小于38mm的选用普通硅酸铝纤维绳保温;禁止使用石棉制品; 潮湿环境中的低温设备和管道选用憎水保温材料保温。 炉墙材料的特殊要求 (1)绝热材料不应使用密度大于300kg/m?的硬质制品;也不应使用密度大于200kg/m?的半硬质、软质矿物棉制品。微孔硅酸钙制品的密度宜选用200,240kg/m?;硅酸铝棉毡的密度宜选用180,200kg/m?;岩棉板的密度宜选用110,130kg/m?。 (2)绝热浇注料中不得掺用矿渣棉、有碱玻璃棉做为纤维增强材料。 (3)工作温度大于或等于400?的炉墙，其隔热层的内层不应采用树脂型的岩棉和矿渣棉制品。 (4)检修所用软质、半硬质矿物棉制品的厚度，应考虑增加10%,20%的安装压缩量。 (5)不定形耐火材料的配制，应选用高铝水泥、低钙铝酸盐水泥、磷酸盐及硅酸钠(水玻璃)等作胶结剂。不得掺用化学促凝剂或防冻剂。 (6)工作温度超过400?的炉墙部位，不得采用普通碳素钢作钢筋网架、支撑固定件和金属密封件。 (7)注意保温材料中氯离子对奥氏体钢材的腐蚀，不锈钢设备保温材料中氯离子含量不超过25ppm;保温材料的成分在设计中，应选择保温材料安全无毒、无辐射且稳定性强的材料。 6.3.7 炉墙金属密封件的材质 金属密封件不宜选用奥氏体钢制作。一次金属密封件，应选用耐热钢，二次金属密封件可采用耐热钢或碳素钢。炉墙常用金属材料的使用温度应符合《火力发电厂锅炉炉墙检修工艺 规程》附录B(标准的附录)的要求。 6.4 纤维保温材料，硬质材料，轻质材料和保温涂料等介绍 6.4.1 纤维类保温材料及其质量的提高 52 在电力工程中实际使用表明，耐高温玻璃棉制品应用效果是好的，其保温性能好于硅酸铝棉制品，能在400?的设备管道上作主保温层，但有机物的含量不应超过5,，密度不宜太小，施工时应有5,——10,的压缩量。对于纤维类保温材料能减小纤维直径、增加纤维长度、降低渣球含量、就能提高使用温度。使用温度的提高对于纤维材料扩大使用范围非常有利，目前提高使用温度的主要途径是改进固化剂，选用耐温无机粘结剂等。机组锅炉炉墙、热风道、电除尘器作主保温层，在540?主蒸汽道作复合保温层。 6.4.2 硬质材料向低密度、低导热发展 在确保其性能满足国标的要求下，目前不少生产厂家努力降低硅酸钙绝热制品、珍珠岩制品的密度和导热系数。如硅酸钙绝热制品，有的产品密度为130kg/m?，70?时导热系数为0.0455 W/(m?K);有的产品密度为115 kg/ m?，23?时的导热系数为0.035 W/(m?K)，70?时导热系数为0.042 W/(m?K);又如复合硅酸盐管壳(板)制品是用复合硅酸盐绝热涂料经模具加工，烘干脱模而成的制品，其性能丸密度150——160kg/m?，70?时的导热系数为0.048——0.055W/(m?K)，憎水率不小于98,，使用温度-40——600?，适用于热网管道及热力设备管道保温。 6.4.3 轻质镁铝辐射绝热材料 该材料对辐射热屏蔽能力高达50,~60,(岩棉只有36.2,)。该材料同时具有对辐射、传导、对流3种传热形式的屏蔽功能，常温导热系数0.032 W/(m?K)，使用温度-60——1250?，尤其是高温导热系数较低，350?时的导热系数为0.064 W/(m?K)，比硅酸铝棉和硅酸钙绝热制品低得多。 6.4.4 喷涂保温 喷涂保温是射流技术在绝热工程中的应用，它是20世纪70年代初发展起来的一项新技术，在国内冶金、石化、建筑、电力行业均有采用，如在大型火电厂、核电厂应用于汽机保温，近几年进口的发电设备汽机保温设计大多数采用喷涂保温，如大亚湾核电站汽机高压缸、低压汽门和汽动给水泵采用干式喷涂保温。 6.4.5 其他保温方式和保温材料 (1)复合型保温结构 复合的型式主要有硅酸铝棉,岩矿锦、硅酸铝棉-泡床石锦、硅酸铝棉,玻璃棉制品、硅酸铝棉,硅酸钙绝热制品，及硅酸盐复合毡与岩棉、玻璃棉制品的复合结构。采用这些复合结构充分考虑到使用温度和经济的合理性能。根据电力设计规程规定，当表面温度超过400?，即不宜使用岩棉、玻璃棉、泡沫石锦制品。因此，在设计的热设备温度大于400? 53 时，内层选用硅酸铝棉和硅酸盐复合毡作高温层保温，这种保温结构导热系数不大，较经济合理，能满足工程的要求。在目前火电厂的高温管道保温，除硅酸钙绝热制品以外，采用这种保温结均较多。 (2)复台结构组成的保温材料 硅酸盐复合绝热涂料、硅酸盐复合绝热制品、硅酸盐复合绝热毡等类型保温材料，是由纤维材料和颗粒集料复合而成，颗粒材料内部呈微小封闭多孔结钩，颗粒之间为松散后的短纤维填充，粘结剂用量较少，对流和辐射传热小，综合传热效率低，实际应用中显示出良好的保温性能，尤其在150 ?以上时，随着温度升高，导热系数的增加比较平稳。其导热特性与硅酸钙绝热制品相似，但比硅酸钙制品要小。这种复合型结构的保温材料恨据使用的要求可以做成涂料、制品及毡等多种形式，可以说是近几年发展起来的新型保温材料。硅酸盐复合绝热涂料的出现对一些异型的设备如阀门弯头、汽缸、水箱、容器等的保温起过很好的作用。硅酸盐复合绝热涂料保温层无缝隙，因而提高了保温效果，但也存在密度变化大、体积收缩大、冷态施工固化时问长等问题。 (3)低温保温保冷材料发展闭孔结构制品 泡沫橡塑绝热制品、酚醛泡沫、SKJ-T发泡隔热材料均属于闭孔结构，经与玻璃纤维制品(开孔结构)、泡沫聚乙烯(连孔结构)相比有导热系数小、吸水率和水蒸气渗透率都较低的特点，因而非常适用于低温保温和保冷。 (4)纳米绝热材料 纳米绝热材料是建立在低密度和超级细孔(小于50nm)结构基础上的。某纳米绝热材料性能如下:密度200——300 kg/m?抗压强度1.3Mpa，使用温度1000?，导热系数:100?时0.022 W/(m?K)，400?时0.029 W/(m?K)，800?时0.040 W/(m?K)。它的化学成分为:SiO2 59%——65%，TiO2 31%——37%，Al2O3 2.5%。该材料首先被应用于航天航空、核电站，现已应用于冶金、建材、石化、电力等行业。 (5)金属反射型保温材料的应用 金属反射型保温材料是由多层铝或不锈钢重叠组合起来具有多层气隙结构的保温制品。利用金属反射的特性进行保温是很有效的方法。国外已把它用作压水堆和沸水堆核电站的设备和管道保温。 6.4.6 电厂常用保温材料性能比较: (1)岩棉板:导热系数0.041-0.045防火、阻燃、吸湿性大、保温效果差。 (2)陶瓷保温板:导热系数0.08-0.10防火、不燃、不吸水、施工方便。 54 (3)珍珠岩等浆料:导热系数0.07-0.09防火性好，耐高温保温效果差，吸水性高。 (4)玻璃棉的主要技术参数: 容重:10—98kg/立方，导热系数:常温下0.030— 0.044 ;憎水性:98% ;使用温度:-120—400?。 (5)硅酸盐保温涂料主要技术参数——容重:膏体650—700干燥后180—200 导热系数:0.040—0.050。 6.5 保温设施安装的一般规定 6.5.1 保温设施的辅助材料。 (1)捆扎铁丝:直径为Φ2mm的镀锌铁丝。 (2)保护层:厚度为0.5mm的镀锌铁皮。 图6—9 55 (3)自攻螺钉:规格ST4.2X13-C-H(GB845-85)，用于保护层铁皮之间的相互连接。 (4)保温钉、活动圆环:用直径为Φ6mm的Q235-A下圆钢制作。 (5)镀锌铁丝网:用直径为Φ1.6mm的镀锌铁丝编织而成的16×16mm的方孔铁丝网(GB5330-85)。 (6)油漆:油漆的牌号和颜色由装置统一规定确定。 6.5.2 设备保温应在设备焊缝检测、试压以及设备外壁的全部金属附件(包括保温支持圈、 保温钉、梯子平台支撑、管线及仪表支吊架等等)焊接及油漆工程完毕以后进行。 6.5.3 各部位保温形式 (1)锅炉膜式壁外保温一般是先焊好抓丁，然后辅上岩棉类保温材料，在露出的抓丁尖端上加上锁片，压紧后折弯抓丁，可在外层拉上钢网，在钢网上涂抹保温泥料然后油漆，也可在在辅保温棉前，在允许的适当位置处焊角钢，在辅设好保温层后，外辅采钢板，用拉铆抢往角钢上固定。 (2)炉顶棚保温，为了减少高温烟气对内护板的冲刷和腐蚀，在炉顶内护板与炉顶管之间必须先敷设高温微膨胀可塑料。在水压前在水冷壁前墙和顶棚管道之间焊接一道δ3×36×115mm的不锈钢板网，不锈钢钢板网点焊在前墙水冷壁的护板上。待锅炉水压试验结束，及金属护板撑角焊接好后，在顶棚管和鳍片上涂一道沥青漆。其中水冷壁前墙和顶棚管道之间敷设一层δ60mm高温微膨胀可塑料;水平段顶棚(前墙——后顶棚集箱处)，在炉顶内护板与炉顶管之间管隙内先敷设一层δ48mm高温微膨胀可塑料(顶棚管中心线算起)，要求表面平整，可塑料在施工好厚应每间隔2mm留设一道膨胀缝，膨胀缝深度为可塑料厚度的2/3左右，严禁穿透;水平段顶棚(后顶棚集箱——包覆后墙处)，在炉顶内护板与炉顶管之间管隙内先敷设一层δ18mm高温微膨胀可塑料(顶棚管中心线算起)。待高温微膨胀可塑料干燥后，由机务在膨胀可塑料上面覆盖一层铁板密封。 (3)炉顶穿墙管处保温 炉顶穿墙管处是由一个密封盒构成，盒盖是由梳形板或密封铁件和水冷壁管、包覆管相焊接成一体，在盒内的梳形板与穿墙管均不施焊，所以为了保证此处不渗漏，应在梳形板上浇注60mm厚的膨胀可塑料进行密封(顶棚管中心线算起)，施工前穿墙管处必须先涂有2mm厚的沥青漆。待膨胀可塑料施工结束后箱盒内用散棉填塞满。 (4)顶棚与侧水冷壁处保温 顶棚与侧水冷壁的密封为柔性结构。安装时，先将梳形板或密封塞块与水冷壁管、包覆管相焊接，然后通过U形弯板和折边板最终与炉顶管相连接，从而形成炉顶与水冷壁的密封 56 结构，严禁将耐火可塑料填塞到U形弯板内部防止影响膨胀。 (5)炉顶大罩内过热器、再热器各集箱保温 炉顶各穿墙集箱保温厚度为δ40mm，首先在集箱表面敷设一层φ2×22×75mm的不锈钢铁丝网，不锈钢铁丝网用φ2mm不锈钢铁丝绑扎在集箱的管束上，绑扎间距为600mm，后将δ40mm硅酸铝板敷设在铁丝网上面，施工时要求保温层表面平整。待保温层施工结束后再敷设一道φ1.6×20×20mm镀锌铁丝网。 (6)炉顶大罩保温 炉顶大罩保温有两种结构组成，底部、侧部为软质保温材料施工，保温厚度为δ180mm，分3层施工，第一层为δ30mm硅酸铝板，第二层为δ75mm岩棉板。施工时，首先在集管处上敷设一层3×22×75mm的钢板网，钢板网用φ2mm不锈钢铁丝绑扎在集箱的管束上，绑扎间距为600mm，保温钩钉焊接在钢板网上，后将保温敷设在铁丝板上面，待保温层施工结束后再敷设一道φ1.6×20×20mm镀锌铁丝网。施工时要求保温层表面平整。顶部由于今后检修行人需要采用硬质保温结构采用轻质保温浇注料浇注成形，先浇注一层220mm的耐火保温浇注料(保温浇注料搅拌加水量要适中，以手捏成团不散为宜)。 (7)炉墙刚性梁保温 刚性梁炉墙处采用散棉或小块保温材料敷设，施工时要求散棉分布均匀，并保证散棉有一定的密实度(150kg/m?)，刚性梁区域为锅炉保温设计的薄弱部位，易造成超温，所以施工中应予严格监控。 (8)汽包保温 仅两端需要保温，中间端在大罩内部不需要保温。二端封头保温厚度为δ150mm，分二层施工，第一层为δ75mm硅酸铝板，第二层为δ75mm岩棉板。施工时，首先在汽包上安装抱箍，抱箍间距为400一档，抱箍采用扁钢制作，用螺杆连接固定在汽包壁上(严禁在汽包壁上焊接、引弧)，保温材料固定在抱箍上，由于汽包底部保温材料处于悬挂，要求此处保温材料绑扎必须严密牢固，以防在运行中产生空隙影响保温效果。 (9)孔门、吹灰孔保温 对于炉膛受热面的人孔门，吹灰孔一般设置有密封盒，凸出水冷壁，内部在地面组装时以浇注好耐火浇注料，为了保证保温效果，此处必须进行保温。在保温施工前，先在其表面焊上φ3.2mm的钩钉，后保温二层岩棉板，总厚度为110mm，对有凹凸部位应用岩棉板敷设平整，并应保证孔门处的保温厚度不小于110mm。 (10)热风道、烟道、空预器、电除尘保温 57 上述设备均为方型结构，保温厚度根据内部介质的温度不同而不同，均采用岩棉制品，保 温材料通过保温钉和压板固定，保温钉顶部间距为400×500mm ,侧面间距为333×500mm，底部333×333mm。保温钉为错列布置。施工保温材料前烟道表面应清理干净，相邻二片岩棉应对缝、错缝，敷设时不得有鼓包出现，不严密处应用散棉填实，在所有的保温钩钉在岩棉毡敷设好后应用压板压满。同时为了使设备顶部不超温，对热风道、烟道等设备保温好后在保温层和外护板之间，每间隔2——3米沿水平方向设置一档密封层，密封层用岩棉板和铁丝网加工成条形状，紧贴在设备保温层和外护板之间，防止设备运行时受热产生热对流，引起设备顶部超温。 (11)墙外护板安装 炉墙外护板的长短应跟炉墙刚性梁上下距离布置而定，分段承重。采用活动连接，外护板可在支撑架上下活动，不得影响炉墙受热面的热膨胀。 (12)管道保温 管道保温及其厚度随介质温度、保温目的不同而变化，保温层间隔300mm绑扎一道不锈钢铁丝，铁丝绑扎时严禁用螺旋法绕旋，保温层要求每层错缝压缝，外护层为的外护板，外护板轴向接口采用咬口搭接或用螺钉固定，水平接口应处在管道水平中心线上方，搭接余量应大于50mm，所有的垂直管每隔950mm 应设一挡托架，托架和主保温层厚度相同，外护板和托架应用螺钉固定，螺钉为φ4.8×12mm，轴向、径向每米都布置6只。所有的管道弯头外护板均应采用虾米弯施工工艺。各种搭接均应保证防止雨水流入。 (13)烟道炉墙耐火材料浇注 斜烟道同前包覆交接处(FL58m)的水冷壁管道由光管组成，无鳍片结构，为了保证上述部位不发生漏烟现象，必须对上述部位浇注一层耐火材料来密封。施工时首先在斜烟道的光管向火面嵌入φ3×36×115mm不锈钢板网，不锈钢板网要求单面绑扎在斜烟道光管上，绑扎间隔为200mm。后在向火面上浇注一层耐火材料浇注，斜烟道浇注料厚度为40mm。水平烟道处为50mm厚，在斜烟道和省煤器隔墙穿墙处，由于有让管交错，浇注高度略厚些，以保证最上层让管有50mm的耐火层。同时耐火浇注料沿锅炉宽度间隔1.5m设置4mm的膨胀缝，既浇注时在耐火浇注料内设置厚度为4mm的胶合板。上述部位的施工安排在锅炉水压试验结束后进行。 (14)门、吹灰孔、测孔耐火材料浇注 各人孔门主要二种方法施工，对测孔、看火孔等较小部位其沿各孔门设有框架，框架由机务在地面组装时焊接好三面，顶部一面在水压后待耐火材料浇注后再焊接密封。浇注时应 58 对各缝隙用软质材料填满，以避免浇注料从间隙处流挂，造成耐火材料突出炉墙的鳍片，保证向火面平整;同时耐火材料的浇注高度应略低于孔门框架高度10——20mm，后用耐火软质散棉填塞，以方便顶盖焊接组装;对检修等大型孔门的框架由机务在地面组装侧板，后耐火材料浇注到同侧板相平。备用吹灰孔，应用耐火浇注料浇注填塞平整，并在浇注前焊接一道不锈钢板网。 6.6 保温设施的检修维护 执行《火力发电厂热力设备耐火及保温检修导则》、《火力发电厂锅炉炉墙检修工艺规程》、《设备及管道保温设计导则》、《设备及管道保温技术通则》、《工业设备及管道绝热工程设计规范》、《火电厂保温材料技术条件》、《奥氏体不锈钢绝热材料使用规范》等相关规定。 6.6.1 保温系统所用的材料必须符合设计要求和有关规定。 6.6.2 保温层厚度应均匀，保温层与管道及设备应接触紧密，绑扎牢固，构造正确。接缝 位置应正确、严密，表面平顺整洁。 6.6.3 固定件、支承件应安装牢固，安装间距应符合设计要求，支承件不得外露保温层。 6.6.4 保温结构端部不得妨碍法兰、阀门、热计量装置、伸缩器等管道附件和支架的相应 功能。 6.6.5 缠裹式保护层包裹紧密，无松脱、翻边缺陷，缠绕起点和终点捆扎结实;涂抹保护 层表面平整光洁，无酥松和干缩裂缝，镀锌钢丝头无外露现象。 6.6.6 保温层接缝应平顺，纵缝处圆弧均匀，环缝处不得有明显凹凸变形。 6.6.7 保温层伸缩缝位置和宽度应符合设计要求，缝保温层接缝搭接宽度应符合要求，且顺水搭接。缠绕式保护层表面无皱褶、鼓包缺 陷。 6.6.9 保温层外部齐全、完整、平整、美观，表面温度符合规定，保温层耐火材料的概念和性能 7.1.1 耐火度不低于1580?的一类无机非金属材料。耐火度是指耐火材料锥形体试样在 没有荷重情况下，抵抗高温作用而不软化熔倒的摄氏温度。 7.1.2 耐火材料的物理性能包括结构性能、热学性能、力学性能、使用性能和作业性能。 59 (1)耐火材料的结构性能包括气孔率、体积密度、吸水率、透气度、 气孔孔径分布等。 (2)耐火材料的热学性能包括热导率、热膨胀系数、比热、热容、导温系数、热发射率等。 (3)耐火材料的力学性能包括耐压强度、抗拉强度、抗折强度、抗扭强度、剪切强度、冲击强度、耐磨性、蠕变性、粘结强度、弹性模量等。 (4)耐火材料的使用性能包括耐火度、荷重软化温度、重烧线变化、抗热震性、抗渣性、抗酸性、抗碱性、抗水化性、抗CO侵蚀性、导电性、抗氧化性等。 (5)作业性能 耐火材料的作业性包括稠度、塌落度、流动度、可塑性、粘结性、回弹性、凝结性、硬化性等。 7.2 耐火材料的种类 7.2.1 按耐火度高低分为普通耐火材料(1580,1770?)、高级耐火材料(1770,2000?) 和特级耐火材料(2000?以上)。 7.2.2 7.2.3 按化学特性分为酸性耐火材料、中性耐火材料和碱性耐火材料。 按矿物质组成可分为氧化硅质、硅酸铝质、镁质、白云石质、橄榄石质、尖晶石质、 含炭质、含锆质耐火材料及特殊耐火材料。 7.2.4 7.2.5 7.2.6 7.2.7 7.2.8 按制造方法可分为天然矿石和人造制品。 按其形状可分为块状制品和不定形耐火材料。 按热处理方式可分为不烧制品、烧成制品和熔铸制品。 按其制品的形状和尺寸可分为标准砖、异型砖、特异型砖、管和耐火器皿等。 还可按其应用分为高炉用、水泥窑用、玻璃窑用、陶瓷窑用等。 7.3 常见耐火材料 7.3.1 经常使用的耐火材料有AZS砖、刚玉砖、直接结合镁铬砖、碳化硅砖、氮化硅结合 碳化硅砖,氮化物、硅化物、硫化物、硼化物、碳化物等非氧化物耐火材料;氧化钙、氧化铬、氧化铝、氧化镁、氧化铍等耐火材料。 7.3.2 7.3.3 经常使用的隔热耐火材料有硅藻土制品、石棉制品、绝热板等。 经常使用的不定形耐火材料有补炉料、耐火捣打料、耐火浇注料、耐火可塑料、耐 火泥、耐火喷补料、耐火投射料、耐火涂料、轻质耐火浇注料、炮泥等。 7.4 散状耐火材料 散状耐火材料(不定形耐火材料):不定形耐火材料是由合理级配的粒状和粉状料与结合 60 剂共同组成的不经成型和烧成而直接供使用的耐火材料。通常，对构成此种材料的粒状料称骨料，对粉状料称掺合料，对结合剂称胶结剂。这类材料无固定的外形，可制成浆状、泥膏状和松散状，因而也通称为散状耐火材料。用此种耐火材料可构成无接缝的整体构筑物，故 还称为整体耐火材料。由耐火骨料、粉料、结合剂、外加剂等组成的用浇注法施工的不定形耐火材料。施工时加一定量的水(或含结合剂的溶液)，搅拌后浇注成型，再经养护、烘烤。可根据使用条件对所用材质和结合剂等加以选择。浇注料是一种由耐火物质制成的粒状和粉状材料，并加入一定量结合剂和水分共同组成。它具有较高的流动性，适宜用浇注方法施工，并无需加热即可硬化的不定形耐火材料。由耐火骨料、粉料、结合剂、外加剂、水或其他液体材料组成。一般在使用现场以浇注、震动或捣固的方法浇筑成型，也可以制成预制件使用。 主要按气孔率、结合剂、骨料品种分类。在实际使用中还经常以使用温度或功能特点进行分类。 (1)按气孔率分:有致密耐火浇注料和气孔率不低于45,的隔热耐火烧注料两种。 (2)按结合剂分 有水硬性结合、化学结合、凝聚结合耐火浇注料。 水硬性结合浇注料在常温下凝结硬化并通过水化作用而硬化，主要品种有硅酸盐水泥、普通铝酸钙水泥、纯铝酸钙水泥、电熔纯铝酸钙水泥浇注料等。化学结合浇注料在常温下一般通过加入促硬剂形成化学反应而硬化，主要品种有水玻璃、硫酸铝、磷酸盐浇注料等。凝聚结合浇注料为在煅烧过程中经烧结作用而硬化，主要品种有粘土浇注料等。 (3)按耐火骨料分 有粘土质骨料(Al2O3 30,,45,)、高铝质骨料(Al2O3%26ge;45,)、硅质骨料(SiO2%26ge;85,、Al2O3%26lt;10,)、碱性骨料(有镁砂、白云石等)、特殊骨料(有碳、碳化物、尖晶石、锆英石、氮化物等)和隔热骨料(有珍珠岩、蛭石、陶粒、漂珠、轻质砖砂、多孔熟料、氧化铝空心球等)。在实际使用中，根据工程要求允许采用某些混合骨料。 图7—1 耐火材料 图7—2 61 图7 —3 高温炉烟管道耐火浇注料结构的设计 7.5.1 炉墙的设计 炉墙的设计总原则是做成轻、重质料的复合炉墙，其厚度分别为40,200mm和230,300mm。下图为炉墙构造和锚固件的示意图。炉衬由耐火纤维毡、硅钙板或隔热耐火砖和耐火浇注料组成。耐火纤维毡靠炉壳安放或放置在隔热耐火砖衬和耐火浇注料衬之间。图中a和b型的不同，还有锚固砖、连接件的长短有差异。钢筋拉杆用的固定件分别为厚壁钢管和角钢，必须与炉壳钢板焊接牢固。锚固砖的长度应满足其冷端砌筑或浇注在隔热层中，以满足施工的要求。锚固砖用钢筋拉杆与炉壳连接，且为活动式的，锚固砖端面与炉壳间距应?40mm，这样能随着炉墙的涨落而上下移动，也能随着炉墙的胀缩而左右移动，保证了炉墙的稳定和长寿。 图7—4 炉墙构造和锚固件的示意图 a—半活动式;b—全活动式 62 1—炉壳钢板;2—厚壁钢管;3—钢筋拉杆;4—锚固砖;5—隔热材料; 6——耐火纤维毡;7—耐火浇注料工作衬;8—角钢固定件 耐火浇注料衬体中的锚固砖布置，必须是直线形的，即横平竖直布置，以便于振动棒在料中行走。从炉底工作面起，高度方向约为500mm处安装一排锚固砖，再每隔500,600mm安装一排，依次类推。最上一排锚固砖与炉顶工作面的最小间距为350,450mm。锚固砖的水平中心间距也是500,600mm;遇有孔洞时，其孔洞工作面与锚固砖最近面的间距，一般应大于150mm。同时，孔洞周围均用耐火浇注料进行浇灌。也就是说，耐火纤维毡和隔热材料不得直接接触火焰，其构造见下图。 图7—5 炉墙孔洞处的构造示意图 1—耐火纤维毡;2—隔热材料;3—锚固砖;4—耐火浇注料衬;5—孔洞 耐火浇注料衬体浇注后，一般经过数小时便获得强度，形成较坚固的整体。因此，衬体中一般不用放置金属支撑件和止推件。 7.5.2 炉顶设计 炉顶衬体用的材料，与炉墙的基本相同。其衬体材料也是轻、重质料复合使用，厚度分别为50,150mm和230,300mm。炉顶吊挂砖布置和吊挂形式，与耐火可塑料的基本相同，但必须是直线形布置，以利于振动棒的行走。低温部位或拱顶等特殊情况，吊挂砖的中心间距允许增大至340mm左右。 为了提高炉顶的使用寿命，通过锚固吊挂系统，使炉顶处于自由状态，即与炉墙分开。耐火黏土砖与炉墙耐火浇注料衬体之间，必须干砌，便于移动; 图中6和9是预留的膨胀缝，允许用耐火纤维毡、毯填充。当炉顶上、下涨落时，有水平膨胀缝缓冲。该缝大小与炉墙高度、炉顶下降程度和使用温度等因素有关，原则是在任何情况下，炉顶不能与炉墙上表 63 面和侧表面接触;当炉顶产生侧推力时，将推动砖墙，到侧膨胀缝处得到缓冲，该缝大小由炉顶的侧推力决定。另外，炉顶四周的吊挂砖应离开炉墙的上表面，即其中心线与炉墙工作面之间的距离，一般应大于200mm。 图7—6 炉顶与炉墙搭接处构造示意图 1—耐火浇注料衬体;2—隔热材料;3—吊挂砖;4—耐火黏土砖;5—封火黏土砖; 6—耐火纤维砖;7—隔热耐火砖;8—炉壳钢板;9—水平膨胀缝 7.5.3 膨胀缝留设 耐火浇注料衬体膨胀缝的留设，可根据其线膨胀系数进行计算，然后参照烧后线变化确定。在一般情况下，是根据这两个性能指标而凭经验确定的，因为衬体受到的热应力大小是较难计算的。 炉顶与炉墙搭接处的膨胀缝如图1-3-7所示，根据炉墙高度和使用温度等情况，其膨胀缝缝宽在35,70mm之间选定;炉顶和炉墙衬体的膨胀缝留设，与耐火可塑料的基本相同。不同之处是，在衬体浇灌过程中必须按设计要求的位置，安放好填缝材料。因为，耐火浇注料施工后有较高的强度，无法切膨胀缝。 7.6 耐火浇注料的施工 7.6.1 施工前的检查 (1)明确浇注料设备的外形结构并清洁。 (2)工艺孔洞的留设。 (3)施工机具的完好情况，振捣工具等必须有完好各用件。 (4)锚固件型式、尺寸、布置及焊接质量，金属锚固件必须作好膨胀补偿处理。 64 (5)周围耐火砖隔热层做好浇注料失水(胶)的预防措施。 (6)浇注料的包装和出厂日期，并进行预试验以检查是否失效。 (7)施工用水质必须达到饮用水的质量。 (8)施工工艺配方的落实。 (9)浇注程序 以上检查不合格时应处理合格后方可施工，过期失效的材料不得使用。 7.6.2 施工用模板 可用钢板或硬木板(竹板)制成。模板要有足够强度，刚性好，不走形，不移位，不漏浆。钢模板要用除模剂，木模板要刷防水漆。重复使用的木板要先清洗再使用。 7.6.3 浇注料衬里施工 (1)浇注料搅拌 搅拌时间应不少于5分钟。操作时要使用强制式搅拌机，搅拌时应先干混，再加入80%溶剂搅拌，然后视干湿程度和施工具体部位的要求，再徐徐加入剩余溶剂，直到获得适宜的工作稠度为止。在保证施工性能的前提下，溶剂量宜少为好。浇注料应整袋使用，搅拌好的浇注料必须在30分钟内有完。在高温干燥的作业环境中还要适量缩短时间。已经初凝或结块的浇注料不得使用，也不得加溶剂搅拌再用。 (2)振捣 浇注料倒入模板内应立即用振动器分层振实，每层高度小于300mm ，振动间距以2500mm为宜。振动时尽量避免触及锚固件，不得损伤隔热层，不得在同一位置久振和重振。浇注料表面返浆后应将振动器缓慢抽出，避免浇注料产生离析现象和出现空洞。浇注完成后的浇注体在凝固前不能再受压和受震。 (3)浇注量及膨胀缝 大面积施工浇注时要分块施工.每块浇注区面积以1.5?为宜(与一次搅拌量同步).膨胀缝按要求留设(一般在浇注时同步考虑),不得遗漏，以硅酸铝纤维棉毡为材料。 (4)养护及脱模检查 待浇注料表面干燥后根据施工养护要求进行必须的养护，特别是需水养护的浇注料，定期洒水，保持其表面湿润。浇注料终凝后可拆除边模继续洒水养护，但承重模板须待强度达70%后方可脱模。模板拆除后应及时对浇注体检查，发现蜂窝、剥落和空洞等质量问题要及时处理与修补。问题严重时要将缺陷部位凿去，露出锚固件，再用同质的捣固料填实继续养护。禁止用泥浆抹平掩盖问题。 65 7.6.4 复合衬里施工 对耐火隔热复合衬里要分层分段施工，严禁混层混浆施工，隔热材料(如硅钙板、硅铝板、石棉或矿渣棉等)应涂喷防水防潮材料。 7.6.5 烘炉:烘炉工艺至关重要，烘炉进行的好坏直接影响浇注料的使用寿命，烘炉主要 目的是为了蒸发掉浇注料里面的水分，和烧结浇注料里面的添加剂。烘炉一定要遵循缓慢加温的原则，所有浇注料制品烘炉时都应该缓慢加温，主要是防止浇筑层的剥落和炸裂现象发生。 7.7 防磨耐火材料的检修维护 7.7.1 执行《循环流化床锅炉检修导则》第五部分:耐火附面层检修 7.7.2 控制耐火材料的失效: (1)冲刷磨损是各种CFBB用耐火材料必须面对的问题，由于锅炉本身的特性，在运行中耐火材料每天要受到燃料、燃料灰、石灰石及其反应产物的固体床料的磨损。煤种不同其化学成分、挥发份和灰份不同，对耐火材料的冲刷速度也不同，热态下对耐火材料的磨损也不同。另外炉子的大小、设计结构和流速都与冲刷有直接关系，这些问题需要实际试验与论 66 证，才可把冲刷磨损降到最低限度。锅炉结构特殊部位常常会引起耐火材料的提前失效，尤其是炉膛上部出口及分离器上部的耐火材料在热循环和机械振动共同作用下，经常产生塌落，这些必须从设计、选材和安装上综合考虑解决。 (2)耐火材料随温度的升降，产生膨胀或收缩，如果此膨胀或收缩受到约束，材料内部会产生应力。耐火材料是非均质的脆性材料，与金属制品相比，由于它的热导率和弹性较小、抗拉强度低、抵抗热应力破坏能力差、抗热震性较低，热冲击循环作用下，耐火材料易先出现开裂剥落终至整体损坏，这是CFBB耐火材料的提前失效又一重要原因。影响耐火材料热震稳定性的因素是比较复杂的，要综合考虑各个因素的综合影响。 (3)耐火材料的理化性能非常重要，一般来说耐火材料的耐压强度、抗折强度、耐磨性、热震稳定性和重烧线变化是主要的考核指标，同时高温耐压强度指标也要考虑。特别是一些浇注料在CFBB燃烧温度下使用，不能达到烧结温度而强度较低。如加入高铝水泥的浇注料，由于钙的带入量增加，常温和100?干燥后强度达到高峰，但随着温度的升高强度下降，700?,1100?时强度最低。还有许多种耐火材料结合剂须经1200?以上温度烧结后才有一定强度，在1200?以下使用因耐火材料达不到烧结温度而强度很低，因此在CFBB上选用效果不理想。 (4)施工、安装和烘炉不合理也是耐火材料的损坏主要原因之一。大多数厂家都没有施工和安装的经验，在施工和安装中不能严格按照设计要求和材料生产厂提供的耐火材料施工要求进行监督施工。一些安装公司也没有CFBB耐火材料的安装经验，按照工业锅炉的砌筑办法和经验进行施工，结果造成安装质量缺陷较大。还有个别工程为了缩短安装工期提前运行，由于没有达到烘炉要求，使材料中所含的水份未完全转化为水蒸汽逸出，炉子点火运行后耐火材料中的水蒸汽压力超过了材料的拉伸强度时引起衬里分层和崩溃，导致炉子点火不久就引起炉墙大面积塌落。 (5)该严格执行定期检修，一般是一年一次小修，三年进行一次大修。一年一次小修是对严重磨损区域进行一次修补。锅炉在运行中要尽量减少停炉次数，多次停炉和启动会使耐火材料产生热冲击循环应力疲劳，局部裂缝加宽增多。检修时如发现永久性裂缝时要及时进行修补，可选用酸性高温粘合剂加部分高铝细粉混合后进行修补，也可选用专用补炉料进行修补。应注意小的裂缝，如不及时修补裂缝会继续加大，有时灰从裂缝进到保温层，天长日久缝隙中灰量逐步增加会引起炉墙突出塌落。 67 8 炉带状管夹与气冷定位管 1—蛇形管;2—角钢;3—梳形弯板;4—圆柱销;5—支承圆钢;6—气冷定位管 8.3 同一管排各管子间距固定 68 图8— 3 69 8.4 阻流板:在烟气省煤器进口各墙包覆管上装设有烟气阻流板，以防止形成烟气走廊造 成局部磨损，还增加了管子壁厚和将烟气平均流速控制在10m/s以下，大大提高了省煤器的抗磨能力。为防止锅炉尾部振动，在省煤器区域沿炉宽设置了4道防振隔板。 图8—4 8.5 防磨瓦 防磨瓦，又称防磨罩、防磨板、防磨护瓦、防磨盖板、防蚀盖板、锅炉爬管、防磨压板 等，是电站锅炉受热面管子常用配件，与卡环配合使用。防磨瓦主要用在锅炉的过热器、再热器、省煤器、水冷壁管道等受热面管子的迎风面，还有引风机也会用(用量很少)，主要作用是保护锅炉管道受风面，减少管道磨损，增加受热面管子的使用寿命。防磨瓦的使用期限在不同类型的锅炉、不同使用部位不尽相同，正常使用期限为锅炉的一个大修周期(3—5年)，一般锅炉每次检修都会更换或加装部分防磨瓦，主要更换的有防磨瓦磨损严重减薄超标的;先前安装时不牢固在锅炉运行中脱落的。更换时根据防磨瓦磨损情况，如果减薄严重需要更换，变形严重，起不到保护管子的也需要更换。另外，部分锅炉管子没有加装防磨瓦，但在锅炉定检时发现管子有磨损减薄趋势，通常也加装防磨玩，防止管子进一步磨损，造成锅炉爆管等严重后果。 70 71 图8—6 (1)常见故障: 1)设计管排夹持固定装置不合理，不能有效地限定管子的位移，表现为夹持管与管排间隙过大，固定装置间距布置过大等。 2)管排固定装置安装不合理，没有按照设计安装，造成管子膨胀受阻变形出排。 3)管排固定装置梳形卡强度不够，在高温环境中受晃动冲击变形，烧损变形后挤压管子出排、变形。 4)管材选用不合理，在受热时膨胀不均个别管子变形较大，造成乱排、错排。 (2) 常见措施 1)增加固定管卡，加强夹持管对管排的位移限制，减小管排晃动，确保管卡紧紧将夹持管贴在管屏上，有效地杜绝由于间隙而使管子晃动造成变形出列和与管子之间的碰磨，管卡与管卡呈间隔布置。 2)管卡的材料选择合适的不锈耐热钢，部件卡箍与连接板用焊接方式连为一体，改造后管排规则整齐无变形。 3)对原设计用来固定对流过热器与高温再热器的梳形卡进行结构改造，采用吊箍卡来固定管排:改造梳形卡为吊箍卡，增大固定装置与管子接触面积，且在原有装置的基础上增加吊箍卡数量来增大固定装置的密集度，这样有效地改善了管子变形出排，也避免了梳形卡对管子的碰磨。连接销在两根管之间卡住前后两波浪板并焊死，管卡连接销的开口方向呈上下相间布置，这样可以防止吊箍卡上下受力不均。 4)在对流过热器与高温再热器的下部弯处加装梳形板，限制管排下部管束出排与屏间摆动过大:对于过长悬吊的受热管屏，运行中产生的晃动会在下部发生碰磨或水平段管子轻微出列，故可在下部弯处加装了耐热合金梳形板。 72 73 9标准试题库 9.1 填空题 1、锅炉钢架是支吊锅炉(本体)及(附属设备)，并维持其相对位置的空间钢结构。 2、锅炉建筑钢结构锅炉构架按其作用可划分为(柱梁和支撑)系统、(顶板)系统和平台楼梯三个部分。 3、柱梁和支撑系统包括地脚螺栓、柱底板、(柱)、(梁)、(垂直支撑)、水平支撑等部分。 4、垂直支撑的作用是将风和地震等(水平荷载)传递至基础，同时也起到保证构架(稳定)和控制构架(侧移)的作用; 5、水平支撑的作用形成(刚性平面)，使各柱接头具有足够的(刚性)，保证柱的(平面)稳定，同时将非立面桁架节点上的水平荷载传递至立面桁架。 6、钢架构组件为角钢、槽钢、(工字钢)、(H型钢)、(T型钢)以及压型钢板，材质一般为(碳素结构钢)(Q235)和低合金结构(16Mn或Q345、15MnV或Q390)钢，各构件通过节点板(连接板、加劲板)以焊接或螺栓方式进行连接，组合型式主要有(框架)式和(桁架)式。 7、钢架的永久载荷(恒载荷)包括钢架(自重)、锅炉及辅助设备荷载、(锅炉膨胀力)和设计院设计的其它荷载。 8、钢架的可变载荷(活载荷)包括(平台扶梯)、屋顶活载荷、风载荷、(雪载荷)、多遇地震载荷、(安全阀)反作用力等。 9、桁架式由直杆组成的一般具有(三角形)单元的平面或空间结构。 10、支吊架按其作用分为(承重)、限位、(减振)三大类。承力作用的支吊架按其承力方式分为(支架)、(吊架)两种。按其是否允许垂直方向的管道热位移分为(弹性)支吊架、(可变)支吊架和(刚性)支吊架。 11、支吊架的间距是保证管道的(强度)和防止(过大变形)的重要参数，它由管道的自重应力、(变形刚度)和(稳定性)等因素确定。 12、支吊装置(支吊架)由(管部)、连接件、(功能件)与(根部)等零部件集合的总称。 13、支吊架连接件用以连接(管部)与功能件、(功能件)与根部，或管部与根部及自身相互连接的各种零件的总称。 14、减振器用以控制管道(低频高幅)晃动或(高频低幅)振动，对管系的热胀、冷缩有一定约束的装置。有限位式、螺圈弹簧式、油压式等几种。 15、阻尼器用以承受管道(冲击荷载)或地震荷载，控制管系高速(振动位移)，允许管道 74 自由(热胀)、(冷缩)的装置。 16、膨胀指示器应安装牢固，刻度要(清晰)、(正确)。指针应有很好的(刚性)，其尖端与刻度板面可保持5mm的间隙，检修后应校正到(零位)，并做好零位标记。 17、锅炉合理的(膨胀中心)设置和(顺畅规则的膨胀)是各部位良好密封的基础。 18、穿墙管比较集中的部位应尽量采取(炉顶小室)、(密封盒)的形式进行集中密封(二次密封)，以减少密封结构结合部位的总体长度。 19、膨胀节习惯上也叫(伸缩节),或(补偿器)，是用补偿器的弹性元件的有效伸缩变形来吸收管线、导管或容器由(热胀冷缩)等原因而产生的尺寸变化以及机械振动引起的附加应力的一种补偿装置，属于一种补偿元件和挠性结构。 20、膨胀节可对(轴向)，横向，和(角向)位移的的吸收，用于在管道、设备及系统的加热位移、(机械)位移吸收(振动)、降低噪音等。 21、弯膨胀节是将管子弯成(U形)或其他形体，也称涨力弯。是利用形体的(弹性变形)能力进行补偿，它的优点是强度好、寿命长、可在现场制作,缺点是占用(空间大)、消耗钢材多和摩擦阻力大。这种膨胀节广泛用于各种蒸汽管道和(长)管道上。 22、波纹管补偿器是以(波纹管)为核心的扰性元件，在管线上可作轴向、横向和角向三个方向的补偿。 23、非金属柔性补偿器也称(非金属膨胀节)、非金属织物补偿器，可补偿轴向、横向、角向，具有(无推力)、简化支座设计、(耐腐蚀)、耐高温、(消声减振)等特点，特别适用于(热风)管道及(烟尘)管道。非金属膨胀节连接方式有法兰连接和接管连接。 24、保温(层)材料是指为达到对载热体保温的目的而设置的(隔热(层))材料。 25、导热系数是指在稳定传热条件下，(1m)厚的材料，两侧表面的温差为(1度)(K,?),在1小时内，通过1平方米面积传递的(热量)。导热系数是反映材料的(导热能力)，也是保温材料的主要热物理特性，它与材料的温度、(密度)、(含水率)、(内部结构)、保温层尺寸等物理性能密切相关。 26、容重是在溫度为(110?)时经过烘干且呈松散状态的保温材料，其单位体积的(重量)。 27、耐火材料的耐火度不低于(1580?)的一类无机非金属材料。耐火度是指耐火材料锥形体试样在没有荷重情况下，抵抗(高温作用)而不软化熔倒的摄氏温度。 28、耐火材料的物理性能包括结构性能、(热学)性能、(力学)性能、使用性能和(作业)性能。 29、耐火材料的热学性能包括(热导率)、(热膨胀系数)、比热、热容、(导温系数)、热发 75 射率等。 30、耐火材料的力学性能包括耐压强度、(抗拉)强度、抗折强度、抗扭强度、剪切强度、冲击强度、(耐磨)性、(蠕变)性、粘结强度、弹性模量等。 31、耐火材料的使用性能包括(耐火度)、荷重软化温度、重烧线变化、(抗热震)性、抗渣性、抗酸性、抗碱性、抗水化性、抗CO侵蚀性、导电性、抗氧化性等。 32、耐火材料分类按耐火度高低分为普通耐火材料(1580,1770?)、高级耐火材料(1770, 2000?)和特级耐火材料(2000?以上)。 33、耐火材料分类按化学特性分为酸性耐火材料、(中性)耐火材料和(碱性)耐火材料。 34、耐火材料分类按其制品的形状和尺寸可分为(标准)砖、(异型)砖、特异型砖、管和耐火器皿等。 35、烘炉主要目的是为了蒸发掉浇注料里面的(水分)，和烧结浇注料里面的(添加剂)。 36、防磨瓦，又称(防磨罩)、防磨板、(防磨护瓦)、(防磨盖板)、防蚀盖板、锅炉爬管、防磨压板等，是电站锅炉受热面管子常用配件，与卡环配合使用。 37、防磨瓦主要用在锅炉的过热器、再热器、省煤器、水冷壁管道等受热面管子的(迎风面)，还有引风机也会用(用量很少)，主要作用是保护锅炉管道受风面，减少管道(磨损)，增加受热面管子的使用寿命。 9.2 问答题 1、顶板系统的组成及连接方式, 顶板系统由支吊梁、支承梁、大板梁和端部支撑组成，形成一个刚性较大的顶板梁格。锅炉本体受压部件通过吊杆支吊在支吊梁和支承梁上，支吊梁与支承梁采用平接形式。部分大板梁直接搁置在柱顶支座上，部分大板梁两端与柱采用高强螺栓连接。 2、 钢结构的检测内容, (1)外观质量检测; (2)表面质量的检测--磁粉检测、渗透检测; (3)内部缺陷的检测--超声波检测、射线检测; (4)高强度螺栓终拧扭矩检测; (5)变形检测; (6)钢材厚度检测; (7)钢材材质检测; (8)防腐涂层厚度检测; 76 (9)防火涂层厚度检测; (10)检查钢架构与锅炉传热部件之间的保温隔热情况，防止超温。 3、支吊架的作用, 是承受管道的自重以支撑管道，并使管道的自重应力在要求的范围内;增强管道刚度，避免过大的挠度变形和振动;通过支吊架控制管系热位移的大小或方向，承受由此而引起的力和力矩，达到有利于管道和连接设备运行的目的。 4、常见支吊架有哪些, 常见支吊架有固定支架、导向支架、滑动支架、弹簧支架、刚性吊架、弹簧吊架、恒力吊架、限位支吊架、阻尼器、减震器等。 5、刚性吊架的作用及应用, 刚性支吊架对管道垂直方向呈刚性约束，它只能用于管道没有垂直位移或垂直位移很小且允许约束的地方。刚性支吊架能承受较大的载荷，保持管位置不下沉，增强管道系统的刚性 和减少管子的振动。刚性支吊架中的限位装置用于管道中需要限制某一方向或某些向上位移的地方，它不承受管道的重量。可以调整管道的应力分布、减小管道对设备的推力和简化管道支吊架的设计;不同结构型式的限位装置可限制管道某一方向或二个方向的线位移，也可同时限制某一、二个乃至三个方向的角位移;可以增加管系的稳定性，合理分配管系的位移。 6、刚性梁系统的作用, (1)防止由于炉膛爆燃正压、炉内运行负压、送/引风机事故跳闸因素引起炉内压力变化损坏受压管墙，防止燃烧振荡及烟气压力脉动引起炉墙低频振动造成管墙管子附加低频弯曲疲劳而降低使用寿命。 (2)建立锅炉整体膨胀中心、死点机构和补偿装置，使管墙各部位按设计确定的方向有规律的膨胀，以便进行锅炉管道整体应力分析，避免因膨胀不畅产生附加应力超限而拉裂管墙，影响安全运行。 (3)建立外荷载有序传递导向，锅炉本体周围管道及其他附件所施加的荷载，地震力等能通过导向节点正确传递到钢架上，全部悬吊管墙设置合理导向和支承装置，保持平稳无晃动，膨胀时不受阻。 7、校平装置的作用, 垂直管屏的校平装置:刚性梁设在管墙外侧，刚性梁重心远离管墙中心线，必然对管墙产生附加弯矩，而增加管子的弯曲应力，为了抵消此附加弯矩，故在各层刚性梁之间设有校 77 平装置，使刚性梁保持水平，同时起到刚性梁的侧向支撑作用。 螺旋管圈的校平装置:与垂直管屏校平装置的作用相同。它与大、小连接件相连，炉膛压力首先通过大、小连接作用到校平装置上，再由校平装置传递到上、下层刚性梁上。 8、锅炉密封装置的维护内容, (1)热密封罩严密性的检查与修复应定期进行。 (2)热密封罩的壳体不得有漏泄、裂缝、变形等，否则应修复或焊补严密。 (3)检查热密封罩底部框架与膜式壁之间的外密封装置，应达到下列要求: 1)对金属密封装置(不得开裂、腐蚀，对起不到热补偿作用的结构，应修整或更换。 2)对非金属密封装置，不应烧损、老化、变质，否则应予更换。 3)对于设计不够完善的密封装置，应加以改进，并保证其严密性。 (4)穿过热密封罩的管道和吊杆，如因结构不良而引起漏泄时，则应改进为双层套筒或膨胀节套筒的密封方式，其内部可填充硅酸铝棉。 (5)汽包两端和下降管穿过热密封罩的密封结构应严密不漏，并不得影响它们之间的相对膨胀。 (6)热密封罩顶面的保温结构符合工艺要求。 9、织物补偿器的特点有哪些, (1)补偿热膨胀:可以补偿多方向，大大优于只能单式补偿的金属补偿器。 (2)补偿安装误差:由于管道连接过程中，系统误差再所难免，纤维补偿器较好的补偿了安装误差。 (3)消声减振:纤维织物(硅胶布等)、保温棉体本身具有吸声、隔震动传递的功能，能有效的减少锅炉、风机等系统的噪声和震动。 (4)无反推力:由于主体材料为纤维织物，无力的传递。用纤维补偿器可简化设计，避免使用大的支座，节省大量的材料和劳动力。 (5)良好的耐高温、耐腐蚀性:选用的氟塑料、有机硅材料具有较好的耐高温和耐腐蚀 性能。 (6)密封性能好:有比较完善的生产装配系统，纤维补偿器可保证无泄露。 (7)体轻、结构简单、安装维修方便。 10、 保温材料的保温原理, 材料保温主要是因为材料阻止了热量的传递，热量传递主要有三种方式:热传导、热对流和热辐射。保温材料的内部有很多密闭的小孔，这些小孔内部的空气几乎静止，因此有效 78 的阻止了热对流，也因此大部分热量得通过热传导的方式去传递，而由于保温材料内部的小孔非常多，热量要沿着这些小孔的孔壁去传递，这样，相对于其它材料热量的传递路线就变长了很多，这样就有效的降低了热传导的速度。另外，有些保温材料的也具有热反射功能，能有效的阻止热辐射。 11、电厂常用保温材料性能特点, (1)岩棉板:导热系数0.041-0.045防火、阻燃、吸湿性大、保温效果差。 (2)陶瓷保温板:导热系数0.08-0.10防火、不燃、不吸水、施工方便。 (3)珍珠岩等浆料:导热系数0.07-0.09防火性好，耐高温保温效果差，吸水性高。 (4)玻璃棉的主要技术参数:容重:10—98kg/立方，导热系数:常温下0.030—0.044;憎水性:98%;使用温度:-120—400?。 (5)硅酸盐保温涂料主要技术参数——容重:膏体650—700干燥后180—200 导热系数:0.040—0.050。 12、防磨瓦常见问题, (1)设计管排夹持固定装置不合理，不能有效地限定管子的位移，表现为夹持管与管排间隙过大，固定装置间距布置过大等。 (2)管排固定装置安装不合理，没有按照设计安装，造成管子膨胀受阻变形出排。 (3)管排固定装置梳形卡强度不够，在高温环境中受晃动冲击变形，烧损变形后挤压管子出排、变形。 (4)管材选用不合理，在受热时膨胀不均个别管子变形较大，造成乱排、错排。 13、常见耐火材料有哪些, (1) 经常使用的耐火材料有AZS砖、刚玉砖、直接结合镁铬砖、碳化硅砖、氮化硅 结合碳化硅砖,氮化物、硅化物、硫化物、硼化物、碳化物等非氧化物耐火材料;氧化钙、氧化铬、氧化铝、氧化镁、氧化铍等耐火材料。 (2) 经常使用的隔热耐火材料有硅藻土制品、石棉制品、绝热板等。 (3) 经常使用的不定形耐火材料有补炉料、耐火捣打料、耐火浇注料、耐火可塑料、 耐火泥、耐火喷补料、耐火投射料、耐火涂料、轻质耐火浇注料、炮泥等。 79