摘要：本文以达赉湖热电公司高温炉烟内保温失效为例，对失效原因进行归类分析。同时结合内保温的特性，明确修用料选择及复施工工艺，为褐煤锅炉直吹制粉系统高温炉烟内部浇筑料及保温层修复提供参考样例。
关键字：高温炉烟，内保温，浇注料
目前褐煤锅炉风扇磨直吹系统的高温炉烟管道保温型式主要有两种，即外保温型式和内保温型式。内保温型式常规用再600-1100℃温度区间服役工况，其采用耐磨耐火材料作为管道内部保护层,直接接触烟气,采用耐高温的硅酸铝保温材料作为保温层,外层管道采用碳钢管,材质为 Q235-A。外保温型式常规用在600℃以下温度服役工况，其里层采用耐热铸钢管道,外面包敷保温材料,最外层为镀锌铁皮保护层。内保温型式具有安全性高、使用寿命长、维护费用低、密闭性好、维护量低等优点，特别是该种保温型式能够保持高温炉烟管道长年稳定运行，这一点是外保温型式无法比拟的。缺点是造价略高、安装难度相对较高。
对于采用风扇磨直吹系统的电站锅炉，需要用高温炉烟来干燥原煤。高温炉烟是从炉内燃烧高温区域抽取，抽取烟温常规在900-1050℃，此种温度高温炉烟的保温在高温区域常选用内保温型式，耐磨耐火材料作为管道内部保护层,直接接触烟气,采用耐高温的硅酸铝保温材料作为保温层。由于浇注料长期在高温、飞灰冲刷的工况下服役，会出现浇注料脱硫、保温层损坏等问题，保温层损坏后，管道壁受热温度升高，管道处于红热状态，容易造成管道断裂，，支吊架管部开焊及补偿器顶死等故障，影响机组安全运行。
本文结合满洲里达赉湖热电公司高温炉烟内部浇注料及保温损坏为样例进行原因分析，并提出改进措施。满洲里达赉湖热电有限公司所配HG-670/13.7-HM18型锅炉，是哈尔滨锅炉厂有限责任公司设计、制造的超高压参数单汽包自然循环锅炉，单炉膛，一次中间再热，平衡通风，室内布置，固态排渣煤粉炉。锅炉选用直吹式制粉系统，采用风扇磨运行方式，每台炉6台磨煤机，4台运行，一台备用，一台检修，燃烧器布置在炉膛水冷壁的四面墙上，呈六角切圆布置，在炉膛中心形成逆时针旋向的两个直径稍有不同的假想切圆。每台磨煤机对应一条高温炉烟管道，每台炉共计6条高温炉烟管道。
达赉湖热电公司高温炉烟布置从47M抽取高温烟气送至0M磨煤机干燥原煤。高温炉烟从27M以上为Q235A管筒，内部硅酸铝棉加高温浇筑料，外部硅酸铝棉保温，管筒规格φ2218*10mm；内保温从外至内为刚玉浇注料厚度100mm、硅酸铝保温棉厚度200mm，27M以下为特种钢（3Cr24Ni7Si2NRe）管筒加外保温段，管筒规格φ1536*18mm，特种钢管筒采用熔模铸造工艺。
达赉湖热电公司高温炉烟布置从47M抽取高温烟气送至0M磨煤机干燥原煤，抽取烟温700-1000℃。高温炉烟从标高27M以上为Q235A管筒，内部硅酸铝棉加高温浇筑料，外部硅酸铝棉保温，管筒规格φ2218*10mm；内保温从外至内为刚玉浇注料厚度100mm、硅酸铝保温棉厚度200mm，27M以下为特种钢（3Cr24Ni7Si2NRe）管筒加外保温段，管筒规格φ1536*18mm，特种钢管筒采用熔模铸造工艺。外保温为硅酸铝保温棉厚度300mm。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆达赉湖热电公司两台机组自2010年投产以来，每台机组累计运行约5.6万余小时，结合机组运行时间延长，高温炉烟内部浇注料在高温烟气下失效脱落、粉化问题逐步显露出来，较为严重的在内部浇注料和保温脱落后造成筒壁烧损及开裂，同时烧损高温炉烟钢板（Q235-A），钢板烧损后浇注料抓钉脱落，没有抓钉的支撑，浇注料脱落，恶性循环，管筒钢板失效面积扩大。
达赉湖热电公司高温炉烟从27M以上为Q235A管筒，内部硅酸铝棉加高温浇筑料，外部硅酸铝棉保温，管筒规格φ2218*10mm；内部烟气温度700-1050℃。结合历来高温炉烟浇筑料损坏的情况，高温炉烟内部浇注料脱落原因分析如下：
1、长周期高流速高温烟气携带飞灰冲刷，同期由于与运行时间逐步增加，浇注料在高温下本身强度逐年下降造成浇注料失效脱落、同时烧损高温炉烟钢板（Q235-A）。
2、抽口部位结焦，高温炉烟抽取烟气来自燃烧中心上方，抽取的工质烟温1050℃，炉烟中的飞灰处于熔融或半熔融状态，遇到抽口部位烟气回转及冷却烟风在抽口平缓段堆积结焦，在人工打焦或则自身脱落时造成高温浇筑料冲击脱落。
结合达赉湖热电公司高温炉烟浇注料出现的脱落及管壁烧损问题，确定具体修复工艺，具体如下：
1、修复方式：先对脱落部位周围浇注料强度进行核查，对于强度补不足部位进行清除处理，对烧损部位钢板进行更换，将原Q235-A采用10mm不锈钢（材质310S）板进行更换。高温炉烟内部浇筑料脱落后，对破损脱落的地方焊接钩钉、填充保温棉(200mm)、铺设不锈钢网，采用刚玉耐磨浇筑料浇筑修补，厚度100mm。结合达赉湖热电公司高温炉烟近年来检查情况，除了原有脱落已完成修复，剩余部分高温浇注料强度已无法满足，计划结合检修期逐年将高温炉烟内部浇注料进行更换。
2、材料选择：对于内部保温修复而言，选择合适的浇注料保护层至关重要，因为浇注料直接与高温烟气接触，服役环境恶劣，其性能好坏直接影响保温效果及使用寿命。保护层必须具有耐高温、线胀系数小、耐烟气冲刷、整体强度高、密闭性好等特性，这样才能对保温层起到保护作用，同时还要易于安装固定。目前可用的材料主要有耐火可塑料，耐高温陶瓷，耐火砖和耐磨耐火捣打料等，其中前三种都存在安装难度大，容易局部脱落、密封效果不好等缺点，而且脱落部分的修补非常困难，同时修补部分与原有部分很难结合到一起，极易发生重新脱落现象。耐磨耐火捣打料是用白刚玉粉、刚玉和氧化铝微粉、硅微粉、电溶水泥、不同的结合剂、外加剂配制而成的具有高强度性能的捣打料。
3、保温层工艺：浇注料保护层不能直接与管壁接触，中问隔有软性材料的硅酸铝保温层，因此必须对保护层进行固定，使之与外部的管道成为一个整体。为此，采用不锈钢Y型钩钉一端焊在管道内壁上，相邻钩钉间距为200mm，开叉的一端深入保护层30mm，同时在保温层外部铺设钢丝骨架网，进一步加强保温层固定这样就将保护层和管道固定下来，同时也使它们中间的保温材料得以固定。在管道内壁每隔2m焊接一个高温承重环，承重环的内环也伸入保护层30mm，这样可以更好的固定保护层以防止保护层整体脱落，捣打浇注料的铺设结合施工空间已工艺控制，可用高压喷涂方式进行，保证保护层厚度的均匀性及强度。
达赉湖热电公司对于高温炉烟内部浇注料及内保温结构损坏的修复工艺，在实施后高温炉烟管道受力状况良好，内部保温浇注料强度较高，安全稳定性高，修复至少两个大修期不需要做任何维护，减少了现场生产的隐患，确保机组运行安全。
参考文献：
吕维勇，梁有亮，魏强，等 高温炉烟管道内衬保温层的改造[J]．吉林电力技术，1999(3)．
论文作者:于龙,张升田,高连达
论文发表刊物:《基层建设》2019年第30期
论文发表时间:2020/3/12
标签：高温论文; 保护层论文; 烟气论文; 浇注料论文; 型式论文; 烟管论文; 热电论文; 《基层建设》2019年第30期论文;