CFB锅炉受热面地面组合鳍片切割方案优化的探讨

李智平

中国电建集团江西省电力建设有限公司  江西南昌  330001

[摘要] 在CFB锅炉中，受热面在密相区具有大量销钉且鳍片间距小，在密相区对鳍片拼缝焊接要求高，为保证受热面组合时焊口质量，本文就鳍片切割方式优化进行探讨，希望对同类型CFB锅炉安装组合时有一定借鉴意义。

[关键词]  CFB锅炉  受热面  鳍片切割  方案优化

0 引言

循环流化床锅炉（CFB）燃烧技术具有氮氧化物排放低、可实现在燃烧过程中直接脱硫、燃料适应性广、燃烧效率高和负荷调节范围大等优势，已成为当前煤炭洁净燃烧的首选炉型。时至今日，循环流化床锅炉技术已发展到一定水平，目前正往大容量、超临界、高洁净方向快速前进。

锅炉受热面管排对口焊接是CFB锅炉安装中的重要安装项目，因为锅炉受热面长期处在高温高压的工况下运行，受热面的安装质量会直接关系到后续水压试验及今后运行的安全稳定。鳍片切割质量会直接影响鳍片焊接质量，进而影响锅炉受热面的整体安装质量，特别是对于CFB锅炉来说，鳍片焊接质量的好坏对锅炉受热面的整体安装质量影响非常大。本文以某某项目为例，根据现场现有条件及安装情况分析，在地面组合时采用改装的型材切割机对受热面高合金钢鳍片及受热面销钉区和向火面等间距小管排鳍片进行机械切割；对比传统火焰切割方式，结果表明此方案改装的型材切割机结构简单，合理可行，操作简便，制作成本低。不仅能对不锈钢材质的受热面鳍片进行切割，对操作人员的技能要求降低，节约切割后的检查工作量，节约受热面管排地面组合时间，而且能避免火焰切割对管排造成损伤，为后续鳍片焊接质量提供可靠保证，从而提高受热面的整体安装质量，为后续锅炉安全稳定运行提供可靠保障。

1  项目施工概况

锅炉受热面管排本身会存在一定的制造误差，特别是管子间距，其最大误差可能达20mm，如果强行对口焊接，则会引起折口超标，并产生较大内应力。目前，锅炉受热面管排的普遍安装方法是，先把管子间的鳍片切割开500mm左右长度，对口焊接后再把鳍片拼缝焊接。鳍片焊接质量好坏对受热面整体质量影响很大。

由此可知，鳍片切割质量会直接影响鳍片焊接质量，进而影响锅炉受热面的整体安装质量，特别是对于循环流化床锅炉来说，鳍片焊接质量的好坏对锅炉受热面的整体安装质量影响非常大。因此对于受热面鳍片切割方案的选择对提升整台锅炉受热面的安装质量具有重要意义。

2受热面鳍片切割方案

本方案根据现场现有条件及对循环流化床锅炉受热面安装情况分析，在地面组合时采用改装的型材切割机对高合金钢鳍片及受热面销钉区和向火面等间距小的管排鳍片切割。对比分析与传统的火焰切割相比其对质量、工期和成本的影响。对今后类似工程受热面鳍片切割方案的选择具有重要参考意义。

2.1 受热面鳍片切割方案的选择

循环流化床与煤粉炉相比锅炉部件的磨损较严重。由于流化床锅炉内的物料成高浓度、高风速的特点，故锅炉部件的磨损比较严重。虽然采取了耐火耐磨浇注料处理、喷涂处理、密稀相区让管等防磨措施处理，但实际运行中循环流化床炉膛内的受热面磨损速度仍远大于煤粉锅炉。密稀相区交界处的管壁磨损处理修复要比煤粉炉难度大得多[2]。

循环流化床锅炉对受热面安装要求高，而现场受热面管排对口焊接，由于受热面生产及安装误差，普遍方法是把管子间的鳍片切割开500mm左右长度，对口焊接后再把鳍片拼缝焊接。循环流化床锅炉受热面在密相区具有大量销钉且鳍片间距小。在希相区对鳍片拼缝焊接要求高，按设计要求鳍片拼缝焊接完，炉膛受热面向火面焊缝必须磨平。现有锅炉受热面地面组合的鳍片切割方法主要为氧乙炔火焰切割法，但是这种鳍片切割方法存在以下缺点：1、对操作人员的技能要求高；2、切割间距小的鳍片时易损伤受热面管排，造成后期运行隐患，增大现场安装检查工作量；3、切割完的拼缝不规则以及切割的氧化铁夹渣等打磨不到位都会严重影响后续焊接质量，造成焊缝成形差，影响炉膛密封，导致泄漏、后期打磨困难、人工成本增加；4、不能对不锈钢材质的鳍片进行切割。5、切割会对SA-213T91等高合金钢材质鳍片产生热影响及渗碳作用。

而使用常规切割机和角磨机的机械切割法，受销钉影响，无法高效快捷切割鳍片。

综上所述，在地面组合时采用改装的型材切割机对受热面高合金钢鳍片及受热面销钉区和向火面等间距小管排鳍片进行机械切割。

2.2 切割器械的改装

采用市面采购的Φ400型材切割机一台，去除底座。采用两根长3m的[12普通轻型槽钢，一根用于受热面下方固定作用，一根用于制作切割机滑动轨道，并在两根槽钢两头开Φ22的通孔，用于穿装M20×100双头螺栓，用于固定在地面组合管排上。

轨道制作具体为：将槽钢一侧的腰切除32mm左右，将去除完底座的型材切割机放入轨道槽钢内，切割方向为切低腰一侧，将切割下的扁铁分段焊接于另一侧槽钢腰上，用于切割机垫板限位作用，其与切割机垫板预留2~3mm间隙用于滑动空间。若滑动吃力可在轨道内涂抹黄油。如图1所示。

图1 改装的型材切割机

2.3切割方法及效果

切割方法为：锅炉受热面地面组合对口时，将鳍片切割机固定于需要切割鳍片的管排侧合适位置，做好各项安全措施即可开始切割。切割完若切割长度不够可把切割机轨道整体向管排处移动即可。此方法方便快捷，稍加练习即可完成对受热面管口鳍片的切割，相对于火焰切割无需对切割人员进行技能鉴定，且大大减少切割完检查的工作量。切割完成的鳍片美观，无氧化物等杂质，有利于后续焊接工作的进行。

高空对口管排亦可在地面组合完成，吊装之前在组合架上进行快速切割。且可对不锈钢材质鳍片进行切割。切割方法及效果，如图2所示。

    

（a）切割方法                     （b）切割效果

图2 切割的方法及效果

3优化效果及分析

经后续工程实践证明采用改装的型材切割机切割地面组合受热面鳍片相对于传统的氧乙炔火焰切割具有如下几点优势：

1）相对火焰切割此切割方法对操作人员的技术要求降低，无需对切割人员进行技能鉴定；

2）由于操作简单切割整齐，减少了切割完检查的工作量。能对销钉区鳍片快速切割，节约地面组合时间；

3）经锅炉整体水压试验检验，采用此切割方法，未对受热面管子造成损伤，水压试验一次成功；

4）鳍片焊接焊缝成型美观、均直、细密,接头良好，大大减少后续炉膛向火面打磨的工作量，节约了人工成本；

5）可切割不锈钢材质受热面鳍片；

6）此改装的型材切割机结构简单，合理可行，操作简便，制作成本更低。

4结语

本文根据现场现有条件及对循环流化床锅炉受热面安装情况分析，在地面组合时采用改装的型材切割机对受热面高合金钢鳍片及受热面销钉区等间距小管排鳍片进行机械切割。对比分析与传统的火焰切割相比其对质量、工期和成本的影响。得到以下结论：

采用改装的型材切割机切割循环流化床锅炉受热面管排鳍片，此改装的型材切割机结构简单，合理可行，操作简便，制作成本低。不仅能对不锈钢材质的受热面鳍片进行切割，对操作人员的技能要求降低，节约切割后的检查工作量，节约受热面管排地面组合时间，而且能避免火焰切割对管排造成损伤，为后续鳍片焊接质量提供可靠保证，从而提高受热面的整体安装质量，为后续锅炉安全稳定运行提供可靠保障。对今后类似工程锅炉受热面鳍片切割方案的选择具有重要参考意义。

参考文献

[1]骆仲泱,何宏舟,王勤辉,岑可法. 循环流化床锅炉技术的现状及发展前景[J]. 动力工程,2004, 24(6): 761~ 767.

[2] 韩成. 循环流化床锅炉技术的现状及发展前景[N]. 企业导报,2016-05-31(6).

[3]钱宇，张敏，李力全.循环流化床锅炉防磨技术[J].热力发电.2007,(6).72-74.

[4]马增益，严建华，潘国清等.循环流化床床内受热面磨损特性的试验研究[J].动力工程.2000,(3).674-677.