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鍋爐知識

工業鍋爐七大部位耐材砌筑的施工條件及要點

工業鍋爐一般指容量小于35t/h和各種工作壓力鍋爐,P2.5MPa的各種容量鍋爐及特種用途鍋爐。它主要用于工業生產、采暖、生活等方面。工業鍋爐的種類繁多,按照鍋爐的形式分為火管鍋爐和水管鍋爐兩大類。圖17-1為10t/h水管式蒸汽鍋爐,工業鍋爐爐體的砌筑工程量和主要材料需要量見表17-1。


根據我國的燃料政策和經濟運行狀況,目前工業鍋爐的燃料以燃煤為主,約占總容量的95%左右,燃油、燃氣工業鍋爐占總容量的5%左右6工業鍋爐的燃燒設備以鏈條為主,約占總容量的60%,其次為往復爐排,約占總容量的20%-25%,小容量鍋爐仍使用固定爐排。


工業鍋爐是有爆炸危險的承壓設備,因此,它的設計、制造、安裝質量和運行管理水平與人們的生命、財產安全息息相關。我國曾頒發許多相關的文件和規程,規定從事該項工作的單位都經審査批準,具有相應的資格。鍋爐安裝單位持有與所安裝鍋爐級別相符的鍋爐安裝許可證,在鍋爐的安裝過程中要嚴格按程序進行,做好鍋爐安裝的施工記錄。


工業鍋爐的砌體結構

工業鍋爐的砌體是封閉的燃燒室,以供燃料燃燒,并將鍋爐中燃燒的火焰及各受熱面與外界隔絕起來。因此,要求砌體結構具有耐熱性、隔熱性和密封性。


爐墻結構

容量在35t/h以下的工業鍋爐的爐墻以重型結構為主,爐墻直接砌筑在鍋爐的基礎上。

爐墻由內外兩層組成,耐火的內襯墻用標準耐火磚砌成,隔熱的外墻用機制紅磚砌成。為改善隔熱性能,在耐火磚與紅磚之間留有20mm左右的隔熱層,填充隔熱材料,或在中間砌16mm硅藻土隔熱耐火磚。紅磚外墻四壁轉角要求相互咬砌,使四壁形成整體,外面用輕型鋼架將外壁箍住,有的外墻外面不加鋼架,形似普通磚墻。

爐墻厚度為360~730mm,內層為116~232mm耐火磚,外層為240?480mm紅磚。在鍋爐尾部煙道的低溫區,當煙氣溫度低于500℃時,爐墻全部使用紅磚砌筑。


爐頂結構

工業鍋爐的爐頂結構常用拱形爐頂和吊掛爐頂。拱形爐頂由型鋼的拱腳梁、拱腳磚、楔形磚和保溫層組成。吊掛爐頂由型鋼吊掛橫梁、吊掛裝置、吊掛磚和保溫層組成。

工業鍋爐砌體的砌筑


砌筑的準備工作

(1)施工現場應具備的條件

1)施工部位的鋼結構、受熱面、爐墻零件及其他裝置的組合和安裝工作以及水壓試驗已完成并驗收合格。

2)爐體施工部位的現場清除干凈清潔,并經檢查合格。

3)施工部位應有防雨或防凍措施。


(2)施工材料的檢驗

爐體砌筑所使用的耐火材料、隔熱材料及其制品的質量均應符合相應的標準或行業標準要求,應具有合格證書并作外觀檢査和抽樣檢驗,合格后方可使用。

(3)施工材料的堆放

耐火材料、隔熱材料、填料和泥料一般要求在倉庫和棚房內存放。應按施工順序和不同規格分別堆成磚垛,并堆放整齊。

(4)施工資料準備

爐體的砌筑工作應按照鍋爐制造廠提供的砌體圖紙、砌筑說明書、砌體材料配制說明等技術文件進行。


爐體砌筑要求

(1)耐火材料與隔熱材料要防潮。

(2)耐火泥漿與耐火磚相適應。

(3)耐火磚砌體應錯縫砌筑,不允許有通縫。磚縫泥漿應飽滿、均勻:

(4)砌體的磚縫應控制在2?3mm。

(5)砌體應平整和垂直,砌筑時要經常進行檢査。

(6)紅磚砌筑前用水浸濕,砌體表面應清潔,紅磚砌后表面需勾縫。


爐體砌筑

爐體砌筑前需將爐體基礎表面用高標號水泥砂漿找平,然后按照爐體施工時放的中心線放出各部位墻身線。爐體四周的墻身放線,應自內向外進行,以保證爐膛正確尺寸。

(1)爐底砌筑。爐底的砌筑由爐體和煙道中間的橫向中心線開始,向兩邊的端部進行。砌筑時要橫著爐體順砌,采用平砌或側砌,爐底及煙道的上一層磚一般進行橫砌,與爐渣及爐氣流動方向垂直。

(2)爐墻砌筑。砌筑爐墻時,墻角起著基準作墻的垂直度、水平度、磚縫的厚度以及橫、豎縫的排列都是以墻角為基準點的。墻的直線部分按照砌磚邊緣拉緊的線繩進行砌筑,用標桿控制磚層的厚度,每層磚的實際厚度刻在標桿上。砌筑時經常用水平尺1、靠尺或線錘檢査并及時糾正。墻角用磚應挑選不缺棱掉角、不扭曲、厚度均勻的磚,采用TZ-1直形磚(172mmx114mmx65mm)砌錯縫。在墻體出現銳角或鈍角時,將整堵墻的角部磚切割加工,避免出現凹凸或缺棱掉角現象,保持砌體的垂直與平整。

砌筑折焰墻時,泥漿要飽滿。如遇到磚下不去的情況,不管是什么原因造成的,只能加工磚,不允許撬管子或用錘把磚打下去。折墻與外墻之間應留膨脹縫。

砌筑水冷壁拉鉤磚時,應按照施工圖的尺寸,拉線將拉鉤磚先砌好,再砌拉鉤兩側的爐墻。相對的兩塊拉鉤磚互相對齊,向火面應與所在墻體處在同一平面上,拉鉤磚靠向火面的一端應低于10mm。砌筑水冷壁及受熱面管束、鍋筒、集箱部位的爐墻時,爐墻表面應留有間隙,砌在墻中的管子應纏耐火繩,在受熱后可以自由膨脹。

為了防止內墻與外墻脫離和保持爐墻的穩定性,要進行內外墻的互相拉固。在高度上內襯砌體每隔6~8層要將一層耐火磚插人紅磚砌體中(見圖17-2),或者在水平方向上每隔1m左右用耐火磚頂砌一塊拉固磚,各層拉固磚的位置在垂直方向上應該錯開。當鍋爐墻體高于10m時,需用金屬構件進行加固并配異型磚砌筑。

(3)燒嘴磚的砌筑。當爐膛高度達到燒嘴位置時。應根據施工圖的標高尺寸,將燒嘴的位置畫出,經核對尺寸準確無誤后,首先砌筑燒嘴,砌筑時采用拉線方法嚴格保持其中心位置、標高和傾斜角度,待燒嘴磚砌好后,再拉線填砌爐墻。

(4)前后拱的砌筑。前后拱采用異型磚吊掛砌筑。在砌筑前要進行磚與管子間距尺寸檢査,砌筑時要拉線,以保證砌筑平面的平整。懸掛磚的平面度偏差不大于4mm,每塊磚應進行試砌,對不合適的磚要進行適當加工,孔眼過大造成磚面不平時,在孔眼內墊薄鐵皮找平。前后拱掛磚應從拱腳開始,按橫排的順序由下向上砌掛,嚴禁按豎排順序砌掛,防止磚縫的誤差積累,造成豎向磚縫超差。

(5)拱形爐頃的砌筑。砌筑拱形爐頃時,先砌筑拱腳磚,拱腳磚要砌平直;斜面角度要符合拱的要求;兩拱腳墻的跨度要處處相等;拱腳磚牢固,拱腳磚砌好經檢査合格后才能支設拱胎。筑拱頂時要拉線,拱頂砌完后將鎖磚均勻、對稱地打入拱旋,拆除拱胎。

拱頂兩端要伸入端墻80-100mm,砌兩側端墻時將拱端密封砌平,拱的兩端與護墻之間要留有20mm的間隙,以保證拱頂受熱后自由膨脹,防止頂裂爐墻。

在梁上砌拱時,拱腳磚應緊靠拱腳梁砌筑,應先砌筑好拱腳磚后面砌體后再砌拱頂。拱腳磚后部不準砌硅藻土或輕質磚,拱腳磚后部不得有空隙。

拱頂厚度小于3m時,應打入一塊鎖磚,大于3m時應打入3塊鎖磚,鎖磚砌人拱頂深度約為2/3?3/4,在同一拱頂內砌筑深度應一致。

當拱頂采用楔形磚和標準磚混砌時,拱的頂部不得使用3塊標準磚。

(6)砌體嘭脹縫的留設。在砌體上應留設膨脹縫以補償爐墻受熱后產生的膨脹,膨脹縫應嚴格按照設備技術文件的規定留設。當設計上沒有具體規定時,膨脹縫按每米5~7留設,或按材料膨脹系數的計算數據留設。各部位的膨脹縫不允許降低砌體強度,還要保證爐體的嚴密。膨脹縫內填塞耐火繩,防止縫隙被灰渣堵塞而失去作用,耐火繩直徑略大于膨脹縫尺寸。

爐墻的水平膨脹縫一般設置在內墻分段卸載結構處(見圖17-3),兩條水平膨脹縫的上下間距約為2~3m。

垂直膨脹縫一般設在爐墻的角部,爐膛寬度大于5~6mm時,應在爐墻中部設置數量的垂直膨脹縫。隔墻和折墻的膨脹縫以伸入耐火磚層90~95mm為宜(見圖17-4)。

爐體拱頂的嘭脹縫除填耐火繩外,縫的外露部分需用一層平磚覆蓋(見圖17-5)。

膨脹縫應清潔,不得夾有泥漿、碎磚及其他雜物;縫內填料嚴實,不得凸出砌體表面,保持與砌體表面平齊;水平膨脹縫水平度誤差,每米長不大于2.5mm,全長不大于15mm;垂直膨脹縫垂直度誤差,每米長不大于1.5mm,全高不大于15mm。

(7)排氣孔的留設。砌筑紅磚外層時,應留設適當數量的直徑為20mm左右的金屬短管作烘爐排氣孔,一般水平方向間距為1.5m左右,垂直方向間距為1.3?1.5m左右。如果不用金屬管,也可在墻中留設60mm*60mm左右的排氣孔。烘爐完畢后將排氣孔堵死。


烘 爐

烘爐前的準備

(1)鍋爐本體及其附屬裝置、工業管道全部安裝完畢,水壓試驗合格,爐墻砌筑和管道保溫防腐全部檢驗合格。爐膛、煙道膨脹縫內部清理干凈。

(2)爐體砌筑完畢后,打開各處門孔,自然干燥一段時間。

(3)按技術文件的要求選好爐墻的測溫點,如對測溫點無特殊規定時,測溫點設在燃燒室爐排上方1.5~2m高度的側墻中部;過熱器或相應爐膛口兩側墻中部;省煤器或相應煙道后墻中部。

(4)烘爐所需的風機、水泵等附屬設備試運行完畢,可隨時投入運行。

(5)熱工儀表安裝完畢,校對合格。

(6)準備好木柴、煤等燃料。

(7)編制好烘爐方案及烘爐曲線,備好記錄用表等。


烘爐

(1)烘爐應按事先制定和批準的烘爐方案和烘爐曲線進行,根據爐墻溫度來確定升溫速度和烘爐時間的長短。典型的工業鍋爐烘爐曲線(見圖17-6)第1天升至50℃,第2天至第9天溫度平穩升至210℃,第10天至第14天溫度控制在210?220℃之間,第15天烘爐結束。烘爐時怍好記錄。

(2)烘爐時溫度應緩慢升高,爐排上的燃料應分布均勻,不得堆在前后拱處,以免前后拱升溫過快出現裂縫。烘爐過程中應轉動爐排和除渣機。

(3)烘爐時鍋爐水位保持正常,對鍋爐汽包及各箱膨脹應監視和記錄。

(4)烘爐時經常檢査爐墻情況,爐墻不得有裂紋或凹凸等缺陷,如發現缺陷應及時補救。

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