內(nèi)襯是CFB鍋爐重要的組成部份，由于CFB鍋爐特殊燃燒方式和粒子傳熱特性，內(nèi)襯性能和結(jié)構(gòu)的優(yōu)劣直接影響鍋爐的安全、穩(wěn)定運(yùn)行，合理的內(nèi)襯結(jié)構(gòu)、良好的施工及養(yǎng)護(hù)、科學(xué)運(yùn)行是保證CFB鍋爐機(jī)組正常運(yùn)行的必要條件。
    內(nèi)襯的基本作用在于對(duì)鍋爐進(jìn)行防磨、耐火保護(hù)與絕熱保溫，從而提高鍋爐和電廠的安全性和經(jīng)濟(jì)性。因此，在處理內(nèi)襯結(jié)構(gòu)、選取內(nèi)襯材料以及內(nèi)襯施工時(shí)，應(yīng)充分注意到對(duì)內(nèi)襯耐火、耐磨、絕熱、膨脹、密封等一系列的基本要求。
    秦?zé)?#CFB鍋爐使用內(nèi)襯材料的區(qū)域包括：一次風(fēng)道、水冷風(fēng)室、爐膛下部密相區(qū)（包括布風(fēng)板）、爐膛出口煙窗區(qū)域、旋風(fēng)分離器入口煙道、旋風(fēng)分離器、回料器（包括回料器到爐膛灰道）、旋風(fēng)分離器出口煙道、后豎井包墻上部、爐內(nèi)集箱（尾部環(huán)形集箱）、冷渣器、外置床、回料器到外置床灰道、外置床到爐膛灰道、爐膛到冷渣器灰道、冷渣器出口到爐膛灰道。
    此爐涉及的保溫、耐磨材料共20余種，每種材料又有多種規(guī)格，比如分離器內(nèi)僅耐磨磚就有36種規(guī)格。內(nèi)襯理論總重為4 429.644 t，實(shí)際使用總重量達(dá)4500余t。耐磨、耐火材料的施工有著極其嚴(yán)格的工藝要求，像水質(zhì)要求、施工環(huán)境溫度要求、材料配比精確度、砌縫飽滿度、單位面積氣孔形成率及氣孔大小、做模工藝、拆模時(shí)間、膨脹縫布置、保養(yǎng)時(shí)間及烘爐等都有極其嚴(yán)格要求。
    秦皇島5#爐澆注第一模時(shí)間是2005年12月16日，正值北方隆冬季節(jié)，室外氣溫約-100℃一-20℃，施工面臨的問(wèn)題很多，首先是材料的保管，其次是如何滿足內(nèi)襯材料要求的5℃以上施工環(huán)境溫度。在這種惡劣環(huán)境下，現(xiàn)場(chǎng)先后進(jìn)行了十幾次試驗(yàn)，從最初試塊表面氣孔10 mm以上，到最后800 mm×600 mm標(biāo)準(zhǔn)試塊表面未發(fā)現(xiàn)一個(gè)肉眼可見(jiàn)氣孔，摸索到了一整套控制內(nèi)襯施工質(zhì)量的有效方法。富通新能源生產(chǎn)銷(xiāo)售生物質(zhì)鍋爐，生物質(zhì)鍋爐主要燃燒顆粒機(jī)、木屑顆粒機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料，同時(shí)我們還有大量的楊木木屑顆粒燃料和玉米秸稈顆粒燃料出售。
1、筑爐前期準(zhǔn)備工作．
1.1錨固件的驗(yàn)收
    國(guó)內(nèi)錨固件制造經(jīng)驗(yàn)和CFB專(zhuān)業(yè)知識(shí)的不足，使其對(duì)錨固件制造時(shí)的關(guān)鍵尺寸把握不足，秦皇島工程到貨的錨固件中，發(fā)現(xiàn)主要存在以下幾個(gè)方面的缺陷：①長(zhǎng)度比設(shè)計(jì)長(zhǎng)度短；②開(kāi)口角度比設(shè)計(jì)��；③波段的數(shù)量不足。現(xiàn)場(chǎng)針對(duì)內(nèi)襯錨固件的技術(shù)特點(diǎn)，制訂了錨固件的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)不符合標(biāo)準(zhǔn)的，盡量現(xiàn)場(chǎng)校正，校正后無(wú)法滿足要求的則必須退、換貨處理。
    錨固件的安裝國(guó)內(nèi)沒(méi)有現(xiàn)成的標(biāo)準(zhǔn)，其材質(zhì)是OCr25N120與lCr16Ni35兩種，安裝的殼體一般都是碳鋼板，異種鋼焊接容易出現(xiàn)裂紋。對(duì)錨固件安裝須把握以下要點(diǎn)：①焊條種類(lèi)和型號(hào)的合理選擇；②焊接時(shí)U型開(kāi)口絕對(duì)不能向上；③為消除應(yīng)力集中，U型根部有一部分不焊；④焊前焊接區(qū)域徹底清理除銹和畫(huà)線，驗(yàn)收合格后方能施焊；⑤注意不同區(qū)域錨固件不能混用、錯(cuò)用。
1.2風(fēng)帽的安裝
    風(fēng)帽安裝的質(zhì)量直接影響到爐內(nèi)動(dòng)力場(chǎng)和流化效果，屬于直接影響CFB鍋爐性能的關(guān)鍵工序，但國(guó)內(nèi)尚沒(méi)有一個(gè)操作性強(qiáng)的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，在安裝過(guò)程中易出現(xiàn)風(fēng)帽出風(fēng)孔的高度偏差大，風(fēng)帽前后左右間距誤差大等問(wèn)題。高度偏差的控制應(yīng)考慮布風(fēng)板變形和風(fēng)帽本身制造誤差，在安裝時(shí)需主要控制布風(fēng)板至風(fēng)帽出風(fēng)孔的距離，要求誤差小于±l mm，兼顧風(fēng)帽進(jìn)風(fēng)口與布風(fēng)板的距離；風(fēng)帽間的間距控制，應(yīng)采用不導(dǎo)電繩拉線，并嚴(yán)格檢查單只風(fēng)帽的垂直度；同時(shí)控制風(fēng)帽與布風(fēng)板的焊接規(guī)范，先點(diǎn)焊固定，再進(jìn)行細(xì)微調(diào)節(jié)，然后2個(gè)焊工同時(shí)施焊，盡量減少焊接變形。
1.3內(nèi)襯材料的保管與檢驗(yàn)
    保管：置于干燥、通風(fēng)良好、避免強(qiáng)光直接照射或溫度過(guò)高的地方，下不著地、上不露天，做好防雨防潮的措施。根據(jù)材料要求分成空調(diào)、室內(nèi)、室外、上架四種形式分門(mén)別類(lèi)保管。
    檢驗(yàn)：耐磨耐火原材料的檢驗(yàn)按每一種材料的每一批號(hào)取一次的原則進(jìn)行送檢，檢驗(yàn)項(xiàng)目按《火電廠耐磨耐火材料技術(shù)條件》要求進(jìn)行，驗(yàn)收指標(biāo)按東方鍋爐提供的理化性能指標(biāo)執(zhí)行。
2、施工過(guò)程中注意的事項(xiàng)
2.1定型材料砌筑
    該爐所用的定型材料粗分為兩類(lèi)：保溫磚和耐磨磚。細(xì)分每種磚有多種規(guī)格，以用磚量最大的旋風(fēng)分離器為例，其中耐磨磚共計(jì)36種規(guī)格：有2種規(guī)格材料既有高耐磨耐火磚，又有耐磨耐火磚，3種規(guī)格的材料為高耐磨耐火磚，其余3 1種規(guī)格的材料為耐磨耐火磚；保溫磚共計(jì)8種規(guī)格。
    磚的砌筑工藝要求非常嚴(yán)格：水平度、垂直度、灰漿的飽滿度、磚縫的寬度是最基本的要求。在砌每一層磚前應(yīng)拉線定位，以保證水平度、垂直度；灰漿的飽滿度要求在90q以上，現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)經(jīng)常在各位置隨機(jī)抽查的方法，將已砌好的磚揭下來(lái)，查看灰漿的飽滿度，在內(nèi)襯施工初期，曾因?yàn)闄z查到灰漿飽滿度不夠，多次將已砌好的大面積磚揭下返工，并由工程技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)示范砌磚時(shí)的技術(shù)要求，有效保證了工程質(zhì)量。
    磚墻整體膨脹縫必須嚴(yán)格按設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行設(shè)置，否則，輕則會(huì)出現(xiàn)局部過(guò)熱點(diǎn)；重則使膨脹受阻，造成部分墻體凸出、脫落，內(nèi)襯失效。
    某些區(qū)域耐磨磚采用金屬拉鉤來(lái)固定，施工時(shí)這些拉鉤一部分是后焊上的，受空間限制，有些施工人員往往會(huì)采用單面焊接，這是絕對(duì)不允許的，必須雙面焊接并保證焊縫高度，否則，運(yùn)行后，磚層向上膨脹，單面焊縫定會(huì)因承受剪切力而開(kāi)裂，以致磚層脫落。
    局部不規(guī)則區(qū)域耐磨磚或保溫磚安裝時(shí)，根據(jù)實(shí)際情況切割耐磨磚和保溫磚是必然的，切割時(shí)應(yīng)從一個(gè)端面向另一端面切，不允許從兩個(gè)端面往中間切，如圖1所示。
    根據(jù)其它工程CFB鍋爐運(yùn)行檢修經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于保溫磚及耐磨磚的砌筑有許多值得總結(jié)和改進(jìn)的地方。如白馬電廠300 MW CFB鍋爐第一次停爐檢查時(shí)在分離器入口煙道發(fā)現(xiàn)部分磚已經(jīng)斷裂松脫，經(jīng)分析研究，出問(wèn)題的磚屬于異形磚，一半騎跨在16 mm厚的托板上，下面則是一條20 mm的膨脹縫，這層異形磚承受著整個(gè)上部磚墻的重量，極易出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象。
    秦皇島工程吸取白馬工程的教訓(xùn)，現(xiàn)場(chǎng)研究制定了如下改進(jìn)方案：在托板上焊接錨固件，將這層磚改為高耐磨澆注料層，提高整體強(qiáng)度，每隔1500 mm設(shè)置一道Z形膨脹縫，這樣既保證了承重層的強(qiáng)度，又兼顧了膨脹及密封的需要，運(yùn)行一年后檢查，效果良好。
    類(lèi)似在大型CFB鍋爐內(nèi)襯結(jié)構(gòu)形式需優(yōu)化的地方還有很多，需要設(shè)計(jì)員、現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員在不斷的生產(chǎn)實(shí)踐中摸索總結(jié)。富通新能源生產(chǎn)銷(xiāo)售的生物質(zhì)鍋爐以及木屑顆粒機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料是客戶(hù)們不錯(cuò)的選擇。
2.2不定型澆注料的施工
    不定型澆注料施工，分為保溫型澆注料施工和耐磨耐火澆注料施工兩種形式，其中保溫型澆注料又可分為保溫澆注料與耐火保溫澆注料兩種材料。秦皇島工程中耐磨耐火材料主要分以下幾種：耐磨耐火澆注料、加鋼纖維耐磨耐火澆注料、高耐磨耐火澆注料、熔融石英耐磨耐火澆注料、加鋼纖維熔融石英耐磨耐火澆注料等等。
    對(duì)于耐磨耐火材料的施工技術(shù)要求大體上是一致的，而且也是不定型澆注料的施工重點(diǎn)，因此重點(diǎn)介紹這部分的施工。
    材料的保管及送檢前文已述，為保證澆注料的正常凝固和硬化，水質(zhì)非常重要，一般采用潔凈的生活飲用水(pH值65~7)；施工現(xiàn)場(chǎng)溫度在+5℃+30℃為宜。秦皇島5-爐最早內(nèi)襯施工始于4個(gè)外置床，當(dāng)時(shí)是冬季，環(huán)境溫度低于-10 aC，為保證施工要求，現(xiàn)場(chǎng)采用外置床內(nèi)部生爐子、外部包覆阻燃棉被的方式來(lái)保證施工環(huán)境，在每個(gè)外置床四角布置了4個(gè)溫度計(jì)，便于監(jiān)控環(huán)境溫度。利用于料施工前暖房預(yù)熱，加熱混合水等方法提高材料的溫度，控制每次拌料的數(shù)量，縮短拌料的運(yùn)輸距離，來(lái)保證使用時(shí)的拌料溫度。
    現(xiàn)場(chǎng)施工中應(yīng)注意：
2.2.1混料攪拌的質(zhì)量
    骨料與粉料按比例倒入攪拌機(jī)后，至少要干混30 s左右，然后先緩慢加入約85%全部施工用水（用帶刻度的容器測(cè)量加水量），余水則根據(jù)實(shí)際干濕度添加，以獲得最佳的稠度，濕混時(shí)間保證在4～6min，充分混合。水量的控制是關(guān)鍵，加水過(guò)多，凝固時(shí)間延長(zhǎng)，機(jī)械強(qiáng)度降低；加水過(guò)少，振動(dòng)質(zhì)量差，強(qiáng)度低，不利于排氣而易出現(xiàn)內(nèi)部氣孔。
2.2.2通過(guò)試驗(yàn)確保氣孔的大小及生成率
    表面和內(nèi)部氣孔的大小及數(shù)量是檢驗(yàn)不定型澆注料施工的重要指標(biāo)。促凝劑和緩凝劑的比例和加入時(shí)機(jī)，拌料質(zhì)量和澆注工藝，模板材料選取，支模工藝及拆模時(shí)間，模板內(nèi)表面處理技術(shù)，振動(dòng)棒的選取，振動(dòng)棒的插入位置和方位，都是減少氣孔數(shù)量和減小氣孔當(dāng)量直徑的必要手段；而這些手段的合理組合，施工現(xiàn)場(chǎng)須通過(guò)多次試驗(yàn)才能找到有效方法和途徑。秦皇島工程內(nèi)襯施工驗(yàn)收時(shí)，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)蜂窩、麻面、裂紋，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)直徑大于5 mm氣孔，每平方米直徑大于3 mm的氣孔數(shù)量均小于1個(gè)，大大優(yōu)于其它CFB工程的驗(yàn)收結(jié)果，內(nèi)部質(zhì)量指標(biāo)經(jīng)專(zhuān)門(mén)試驗(yàn)室檢驗(yàn)優(yōu)于設(shè)計(jì)要求。
2.2.3膨脹縫的設(shè)置
    嚴(yán)格按設(shè)計(jì)合理布置不定型材料的膨脹縫是確保內(nèi)襯長(zhǎng)期安全使用的關(guān)鍵。由于300 MW CFB鍋爐內(nèi)襯所用材料復(fù)雜，而且每種材料的膨脹系數(shù)不盡相同，因此各個(gè)部位的膨脹縫大小及形狀是不同的，膨脹縫的大小由2—60 mm不等，施工時(shí)要非常仔細(xì)，防止漏設(shè)或錯(cuò)設(shè)。不定型耐磨耐火材料的施工的一個(gè)基本要求是跳塊施工法，以保證每個(gè)施工塊的周?chē)�都有膨脹縫。施工耐磨耐火磚、保溫磚和無(wú)石棉微孔硅酸鈣制品時(shí)應(yīng)錯(cuò)縫、壓縫和涂抹灰漿。耐磨層的膨脹縫為“Z”形，保溫層中的保溫制品施工縫，不能與耐磨層的膨脹縫相連，位置應(yīng)錯(cuò)開(kāi)。保溫層的施工縫與耐磨層膨脹縫應(yīng)滿足下圖2的尺寸要求。
2.2.4拐角的施工
    CFB鍋爐粒子運(yùn)動(dòng)和傳熱，決定了拐角部位是實(shí)際運(yùn)行中磨損最劇烈、最易損壞的部位，施工過(guò)程中所有拐角都應(yīng)重視，必須嚴(yán)格控制耐磨層的厚度且圓滑過(guò)渡；內(nèi)襯錨固件可根據(jù)實(shí)際需要合理添加，過(guò)少的錨固件無(wú)法保證拐角的強(qiáng)度和耐磨，過(guò)多的錨固件則會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部膨脹熱應(yīng)力增加而影響內(nèi)襯使用壽命。
2.2.5開(kāi)口位置的施工
    開(kāi)口位置是耐磨層最易出現(xiàn)問(wèn)題的部位，因此應(yīng)適度增加錨固件的密度。秦皇島工程5爐最終增加的錨固件數(shù)量約有10 000多個(gè)，大部分是增加在各個(gè)開(kāi)口部位。
    開(kāi)口位置非金屬補(bǔ)償器的調(diào)整與施工是施工中的難點(diǎn)亦是重點(diǎn)，特別是爐膛開(kāi)口處的8個(gè)非金屬補(bǔ)償器（包括4個(gè)回料腿、4個(gè)外置床至爐膛灰道補(bǔ)償器）。前期已投產(chǎn)的云南開(kāi)遠(yuǎn)電廠300MW CFB鍋爐這幾個(gè)補(bǔ)償器運(yùn)行后問(wèn)題較多，就是因?yàn)榘惭b時(shí)尺寸控制不理想所致。按照ALSOTM的設(shè)計(jì)理念，這幾個(gè)補(bǔ)償器同時(shí)要補(bǔ)償垂直與水平兩個(gè)方向的膨脹，就像力的合成一樣，其實(shí)際膨脹方向是一個(gè)沿斜面滑動(dòng)，因此這個(gè)斜面的角度及間隙必須嚴(yán)格控制。秦皇島工程這8個(gè)補(bǔ)償器現(xiàn)場(chǎng)先后用了約2天時(shí)間才調(diào)整達(dá)到設(shè)計(jì)要求。補(bǔ)償器的砌筑是一個(gè)非常細(xì)致的工序，也是需要重點(diǎn)檢查的部位，要求間隙一致，摩擦面光滑，才能同時(shí)保證膨脹及密封的要求。
2.2.6仰面內(nèi)襯施工
    仰面內(nèi)襯施工是不定型材料的施工難點(diǎn)，白馬電廠300 MW CFB鍋爐仰面施I采用是噴射法，噴射機(jī)從日本引進(jìn)，施工效果并不很理想。因此秦皇島工程仰面不定型材料采用的是頂部開(kāi)口分層澆筑，雖然工序較復(fù)雜，但施工質(zhì)量好。
    在仰面施工中要注意控制的是材料的飽滿度，否則會(huì)產(chǎn)生內(nèi)部氣孔。水的配比通過(guò)試驗(yàn)確定，使混合后的材料既要有較好的擴(kuò)散性，又要保證其機(jī)械強(qiáng)度，使用振動(dòng)棒振搗時(shí)要慢進(jìn)慢出，同時(shí)還要從下面的模板處進(jìn)行充分振動(dòng)，以利于排氣，減少氣孔數(shù)量和減小氣孔直徑。施工完畢后開(kāi)口處臨時(shí)遮擋但不必密封焊，用做烘爐排汽孔，烘爐完畢后再密封焊接。
3、結(jié)語(yǔ)
    選擇行業(yè)內(nèi)信譽(yù)好、質(zhì)量穩(wěn)定、有施工資質(zhì)和烘爐資質(zhì)的內(nèi)襯廠商是保證CFB鍋爐內(nèi)襯整體質(zhì)量的關(guān)鍵，建議采用秦皇島工程的模式，即內(nèi)襯材料供應(yīng)商、內(nèi)襯施工和烘爐為同一廠商，均為宜興剛玉有限公司，這樣避免了責(zé)任不清和材料浪費(fèi)，促使其在施工過(guò)程中不斷優(yōu)化配比；該模式系東方鍋爐有限公司、秦皇島秦?zé)岚l(fā)電有限公司、天津電建和華北電力科學(xué)研究院精誠(chéng)合作的結(jié)晶，實(shí)踐證明該模式科學(xué)有效，得到令各方均滿意的結(jié)果：秦皇島工程2×300 MW循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)襯質(zhì)量達(dá)到了國(guó)內(nèi)領(lǐng)先，國(guó)際先進(jìn)的技術(shù)水平；內(nèi)襯在運(yùn)行一年后檢查，質(zhì)量?jī)?yōu)于設(shè)計(jì)預(yù)期，除內(nèi)襯顏色經(jīng)高溫使用變深外，沒(méi)有明顯損傷和變形；特別是2007年11月，5-爐外置床運(yùn)行中爆管，高溫、高壓蒸汽直接沖刷內(nèi)襯，內(nèi)襯表面僅僅沖刷出一些不規(guī)則凹坑，凹坑深度小于10 mm，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)開(kāi)裂和脫落，這些充分證明秦皇島工程內(nèi)襯質(zhì)量完全達(dá)到并優(yōu)于原設(shè)計(jì)，可以保證鍋爐長(zhǎng)期安全運(yùn)行。