摘要：随着经济和各行各业的快速发展，电站锅炉朝着节能高效方向发展，锅炉炉顶密封变得越来越重要。本文结合某1050ＭＷ超超临界锅炉密封设计原理及密封结构进行了分析，普及锅炉炉顶密封知识，从而引起从事炉顶密封设计、安装和锅炉运行人员对炉顶密封的高度重视。因此，做好炉顶密封、减少漏风率对降低排烟热损失也很重要，也是保证锅炉效率的关键。从近年来投运的机组来看，对锅炉炉顶密封设计不够重视，特别是一次密封设计不合理，存在密封拉裂、密封性能差等问题造成了锅炉漏风率大、现场安全文明生产环境差、炉顶散热损失大，后期被动实施改造，增加了企业的生产成本。
关键词：锅炉；炉顶；密封
引言
随着经济和科技水平的快速发展，大型电站锅炉顶部密封设计、安装是一个既复杂又烦琐的工作，是设计、安装人员公认的难题。结合工程实践案例，分析、总结了某电厂2×1050MW 2-PASS锅炉机组项目上对锅炉炉顶密封优化设计改进，通过锅炉运行一年以上表明，炉顶及穿墙部位密封达到了良好的效果，该锅炉炉顶密封设计能够对类似工程炉顶密封起到借鉴作用，避免炉顶密封泄漏频繁发生，增加后期设备维护及运营成本。
1炉顶密封的重要性
锅炉的密封包括气密性密封和热密封，气密性密封是指锅炉本体加装能吸收多向热膨胀的密封件，以防止烟气向外泄露和炉外冷空气漏入炉内；热密封是在锅炉炉顶加装大罩壳，对炉顶管道进行集中保温。锅炉炉顶密封的质量直接关系到锅炉运行的安全性和经济性，更主要的是能否满足日益受到重视的环境保护的要求，设计时如对密封环节考虑不周，可能造成以下问题：造成烟气泄露，影响锅炉效率：若锅炉炉顶密封不严，炉内烟气就容易泄露，甚至出现烟灰飞扬、炉顶超温、平台积灰等现象，同时因炉外冷空气的漏入加大了漏风系数，造成排烟损失的增加，降低了锅炉效率。增加对管壁的磨损：在发生锅炉漏风漏灰时，由于锅炉内外压力差，烟气在漏风处形成涡流，烟气中颗粒物对管壁不断形成冲刷磨损，管壁厚度减小，造成应力集中，从而导致爆管，造成电厂被迫停产的事故。此外，炉顶漏灰时还会增加锅炉本体钢架等相关承重件的负荷、增加引风机负荷以及造成烟灰中的有害元素对炉顶管道等承压部件的腐蚀，因此，对于锅炉炉顶密封，一定要给予相当重视，杜绝烟气泄露的出现。
2锅炉炉顶密封不严的原因
2.1施工人员方面的问题
在现代化电厂锅炉密封结构当中厂般都会采用箱型密封结构但是这种密封结构在第一次密封时不以保证其密封质量极容易产生泄漏现象若施工人员在第二次密封过程中,为了追赶工期而没有严格按照规定要求进行密封,施工人员的不规范化的操作,就会导致泄漏问题越来越严重更不容易达到理想的密封效果再加上锅炉的长期使用,导致炉顶出现许多裂缝最终出现“三漏”问题。
2.2设计方面的问题
在对锅炉炉顶密封结构进行设计的过程中,由于设计人员没有严格按照规定要求进行设计选择穿墙管排节距时缺乏合理性这就在一定程度上加大了密封结构的施工难度在焊接过程中出现各种问题达不到理想的密封效果。
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3炉顶各部位一次密封设计改进
3.1顶棚与前墙水冷壁密封
锅炉炉膛尺寸为33.9734m×18.8284m×72.5m，前墙锅炉水冷壁管子规格φ31.8mm×7.5mm，材质12Cr1MoVG，节距63.5mm，管子数量534×2根。顶棚管子规格φ63.5mm×10mm，φ57mm×9mm，材质12Cr1MoVG、15CrMoG，管子数量296根，节距114.3。顶棚管固定装置安装沿炉宽度方向每隔1.5m，共计22个。改进前，该部位采用大密封盒结构。主要存在密封焊接工作量大，膨胀沿着炉深度、高度方向上考虑不足，运行中容易出现密封焊缝拉裂。取消了该部位的大密封盒结构，改为折板连接，折板两端直接与密封塞块焊接，同时折板按2m左右分段，相邻板间留30～100mm左右间隙，在此中间用小密封盒连接，中间固定处采用小密封盒结构。
3.2柔性密封技术
目前在国内锅炉炉顶的密封改造中，流行一种柔性密封技术，它是在部分金属密封（梳形板、耐火材料）的基础上，用非金属柔性密封材料对密封部位进行密封，动态的吸收各密封部位间的膨胀，我们也称之为二次密封。如果能保证设计安装和运行合理，均能保证炉顶漏风为零，但在实际运行当中，由于密封结构属于冷作件，不属于精密制造，在现场安装中稍有纰漏，就会出现漏风、漏灰问题，如果柔性密封能结合金属密封一起使用，尤其在一些结构复杂、高温冲刷严重的区域（比如高温过热器、高温再热器、炉顶前交叉），配合金属密封使用，就能达到更理想的密封效果。
3.3后竖井前包墙穿顶棚管密封装置
后竖井前包墙上部穿顶棚位置，在炉宽方向布置了99排管子，管间距为342.9mm。每排有2根或者3根管子，其中一根为承重管φ54×15，其余为φ38.1×7。前包墙穿顶棚密封采用多排管子连体密封盒结构，每排管子之间用折板δ3，12Cr1MoV连接，用于吸收沿炉宽方向的膨胀。密封盒与顶棚连接处设有膨胀节δ3，12Cr1MoV，用于吸收高度方向的胀差。密封盒内部敷设轻质保温材料。在安装时，在烟气能接触密封钢板的部位其空间内填充保温材料或用耐火材料隔离，折板、钢板在填充保温材料或耐火材料后密封。改进后优点：有效吸收了高度方向上的膨胀，膨胀节为整体结构，现场安装简单，同时采用折板结构容易吸收宽度方向的膨胀。
结语
电厂锅炉炉顶的密封越来越受到人们的重视，锅炉炉顶密封事关锅炉的安全性和经济性，因此一定要引起重视，不光需要密封设计人员进行良好的设计，其他锅炉设计人员也应为密封设计创造良好的条件；现场安装人员尤其要重视，在进行密封安装前一定要先看说明书及相关图纸，理解设计原理及安装顺序，从而保证安装质量；锅炉运行人员也应保证锅炉按设计工况运行，同时要经常对炉顶密封情况进行检查，一旦发现有泄露等情况，一定要及时报告和处理，防止更大事故的出现。
参考文献：
[1]丁明舫．锅炉技术问答1100题[N]．北京：中国电力出版社，2018.1234-1235.
[2]周强秦．锅炉原理[M]．北京：中国电力出版社，2018.．
[3]杜昌飞，于飞，张瑞芬．锅炉炉顶柔性密封技术的应用[J]．发电设备，2017.
论文作者:夏洁玫
论文发表刊物:《电力设备》2018年第33期
论文发表时间:2019/5/16
标签：炉顶论文; 锅炉论文; 结构论文; 顶棚论文; 烟气论文; 柔性论文; 部位论文; 《电力设备》2018年第33期论文;