240H／T循环流化床锅炉尾部炉墙倒塌原因分析

240H/T循环流化床锅炉尾部炉墙倒塌原因分析[摘要]240T/H锅炉运行过程中发生尾部炉墙倒塌事故，通过对尾部炉墙倒塌

事故的原因进行了分析，提出了提高锅炉尾部炉墙稳定性的改造方案，改造后的尾部炉墙满足锅炉正常生产运行需要。

【关键词】耐火砖;炉墙倒塌;保温混凝土;钢筋网;外护板

某公司240T/H循环流化床锅炉2007年11月建成投用，2008年5月13日在锅炉停炉期间进行检查锅炉尾部受热面积灰情况时，发现了锅炉尾部竖井高温省煤器上部与低温过热器下部得炉墙整体倒塌在高温省煤器管屏上。炉墙倒塌长度约13000mm，倒塌的炉墙高度约1200mm，由于倒塌的炉墙上部是承重梁，下部是拉钩砖支架，因此该部分倒塌的炉墙对其上部炉墙和下部炉墙没有太大影响。

1、锅炉尾部竖井炉墙倒塌原因分析

砖砌炉墙一般分为三层，厚度一般为240－360mm。内衬墙为粘土质耐火砖（尾部省煤器处炉墙）或磷酸盐耐磨砖（过热器处炉墙），中层墙是微珠保温砖或硅藻土保温砖，外墙是珍珠岩保温砖。砖砌轻型炉墙的分段卸载结构一般采用铸铁支撑（或称托砖架），其上下间距一般不超过3m，托架横向节距按280-300mm 考虑，应保证每块砖都有托架支撑。砖砌轻型炉墙的牵连结构采用金属拉钩，两排拉钩之间距离一般不超过15层砖（1005mm），横向间距按1－2块砖长（即232－464mm）。

锅炉尾部竖井炉墙采用耐火砖砌筑，分三层耐火砖砌筑结构：紧贴受热面第一层砖是规格为TZ—3型耐火砖，该砖作用主要是耐火耐磨；中间层耐火砖材质是超轻微珠保温砖，该砖作用主要是尾部受热面保温；最外层耐火砖材质是水泥珍珠岩保温砖，该砖作用主要同样是尾部受热面保温作用。最外层水泥珍珠岩保温砖尾与锅炉尾部外护板之间填充了厚度为30mm水泥珍珠岩保温混凝土，该保温混凝土不仅起到尾部保温作用，还起到尾部炉墙的密封作用。

工艺人员在清理倒塌炉墙耐火砖时发现有大量的水泥珍珠岩保温混凝土已从锅炉外护板上脱落下来，并堆积在已经倒塌的炉墙上面，而尾部两侧未倒塌的炉墙的耐火砖则向炉内倾斜移动，经测量尾部炉墙外拱弧度最大达200mm左右。

从锅炉尾部竖井外部察看，该倒塌炉墙处外护板有明显不规则变形现象，经测量尾部护板最大变形量达到100mm，而倒塌炉墙上部炉墙外护板则较为平整、完好无变形，分析炉墙倒塌原因如下:

1.1该倒塌处尾部炉墙外护板规格为1350×1350×5mm，材质Q235-AF，支筋规格是角铁∠50×50×5mm，材质Q235-AF。而倒塌炉墙上部的未倒塌的炉墙外护板规格960×960×5mm，支筋规格则是槽钢[20a，材质Q235-AF。由此可以看出，由于该尾部炉墙倒塌处锅炉外护板尺寸较大，外护板的支筋少，护板支筋的强度也较弱，而未倒塌的尾部炉墙的外护板尺寸较小，外护板的支筋多，护板支筋的强度也比倒塌处炉墙的外护板支筋大，因此该倒塌炉墙部位外护板的稳定性较差。

1.2该公司由于是化工类企业，部分用汽单位为间歇用高压蒸汽，根据锅炉运行记录统计，工业最大用汽量需要在平均用气量的基础上5--10分钟内增加30T/H高压蒸汽，由于工业用汽量极不稳定导致锅炉的负荷发生频繁变化、调整。在锅炉运行期间因锅炉负荷大幅度频繁变化、调整，造成了锅炉烟气流速的频繁

变化，锅炉的这种烟气流速上的变化对锅炉尾部炉墙产生一定不利因素影响。同时由于锅炉尾部炉墙为砌砖结构，这种结构特点是密封性较差，锅炉烟气易通过砌砖炉墙密封不实的空隙向外窜，烟气的这种外窜现象出现导致锅炉尾部炉墙外护板在锅炉运行期间发生内、外摆动现象。

锅炉外护板在摆动过程中引起外护板与耐火砖中间水泥珍珠岩保温混凝土因振动逐渐脱离外护板坠落，随着上部保温混凝土的大范围脱离坠落，大量已坠落的保温混凝土对炉墙产生一个向炉内的推力，随着这种推力的持续发展、增大，保温混凝土把尾部炉墙逐步向外推出，这种结果最终导致锅炉炉墙整体倒塌。

2、维修过程

2.1为避免锅炉运行期间因外护板规格过大，支筋强度不够等原因导致锅炉外护板不稳现象，施工人员在修复、校正变形的锅炉外护板后，在每块外护板中间增加槽钢[20a做外护板支筋，使外护板的规格缩小到650×650×5mm，外护板规格的缩小，增加了锅炉外护板整体的稳定性。

2.2在炉墙砌筑期间，墙体砌筑应按由内向外的顺序，沿四周同时展开，施工中按规定留垂直和水平方向的膨胀缝，砌体不准有凹凸不平或有个别砖突出等现象。炉墙的砖缝按规范或图纸设计要求，省煤器处砖缝＜3mm，过热器及分离处炉墙砖缝≤2mm，保温砖砖缝4－5mm。砌体中的砖必须错缝或压缝砌筑，不得使内外墙之间有直缝相对。炉墙内各层次的保温砖垂直砖缝要错开，保温砖之间及左右方向都必须错缝砌筑，且不允许使用1/4砖砌筑。施工中上、下托砖砌筑时应按设计留出足够间隙，并用硅酸铝纤维毡填实，并保证上托砖的上平面、下托砖的下平面应与同一标高砌体平面平齐。托架与下托砖之间必须留有间隙，此间隙用硅酸铝纤维毡填实。拉钩砖砌筑过程中应注意上下两拉钩的中心应比拉钩管的中心低3mm，拉钩处的空隙应用保温材料填实。

为增加锅炉尾部炉墙的稳定性，施工人员在两耐火砖中间缝穿直径6材质1Cr18Ni9Ti不锈钢筋，并焊接生根在外护板上做耐火砖做拉筋，编织成耐热耐磨不锈钢网（图一）对锅炉炉墙的稳定性起到加固作用，新增的炉墙不锈钢筋平行间距为200mm，两不锈钢筋垂直方向间距为700mm，该不锈钢网大大提高了锅炉尾部炉墙结构的稳定性。

2.3为彻底解决水泥珍珠岩保温混凝土易松动、坠落缺陷，施工人员用陶瓷纤维甩丝毯火材料代替水泥珍珠岩保温混凝土，在护板上焊接耐热保温针，把陶瓷纤维甩丝毯火材料直接挂在外护板上固定后，再按原锅炉图纸砌筑锅炉尾部炉墙，解决了水泥珍珠岩保温混凝土易从外护板上脱落问题。

2.4为保证锅炉稳定运行，避免锅炉负荷突升、突降带来的不利局面，公司调度室完善了生产用汽制度：对于间歇用汽单位要提前10分钟通过调度室通知锅炉操作人员升负荷、降负荷调整锅炉用汽量，以提高锅炉运行的稳定性，同时从锅炉运行查找事故原因，逐步完善工艺操作规程、优化工艺指标，严格控制锅炉操作负荷的稳定性，避免了因锅炉负荷大幅度调整带来的不利于生产的影响。

3、维修使用效果

240T/H锅炉尾部炉墙修复后，锅炉经一年运行使用情况看，锅炉尾部炉墙整体外观平整且无出现炉墙凸凹不平移动现象，锅炉尾部竖井外护板也未出现变形现象，现锅炉外护板具有很高的稳定性，改造后的240T/H锅炉尾部竖井炉墙完全满足锅炉稳定运行需要。

参考文献

[1]岑可法等.循环流化床锅炉原理设计及运行.北京:中国电力出版社,1998.