专利名称：锅炉修复方法
技术领域：
本发明涉及一种锅炉密封修复方法，特别涉及一种柔性锅炉环保密封修复方法。
背景技术：
现在国内大型锅炉厂生产的主流配30、60万机组的主流锅炉一般为1000t/h、2000t/h的亚临界中间再热自然、控制循环汽包锅炉或直流炉。锅炉漏风、炉顶漏灰是各个电厂普遍存在的问题，因此电厂每次大修都要花费很多人力、物力来处理；而且锅炉冷热态时因金属护板、流型板、穿墙套温度差引起的位移所造成的各部位开裂、原有一次密封间隙扩大从而引起漏风漏灰现象，采用通常的补焊甚至加迷宫密封结构等，实践证明都只能保证密封效果在2年左右，有时仅1年多就开始失效。
锅炉本体不同金属构件管材不同导致其相对膨胀量不同产生漏风漏灰现在大容量锅炉一般采用大罩壳保温，且顶棚采用鳍片管。所以在其上不铺设浇灌保温材料，而只是在炉顶管分段鳍片处、工地补焊处以及穿墙管处浇灌耐火可塑料，其厚度与炉顶管上沿齐平。而耐火可塑料上面就是内护板。因为考虑到内护板要受高温烟气的直接冲刷，所以一般采用低合金耐热钢(12Cr1MoV，15CrMo等)以保证其抗冲刷性能，但其膨胀量达到7.44mm/m，横贯炉宽的绝对膨胀量应在100mm左右，与它相接的穿墙管的最小膨胀量仅为3.33mm/m，可见相对膨胀量差别之大。这是导致泄漏的重要原因之一。
锅炉本体尺寸过大，导致锅炉本体的绝对膨胀量过大产生漏风漏灰从锅炉设计尺寸可知，现有锅炉的纵向尺寸较大。从顶棚前集箱至尾包墙的长度20多米。由于锅炉炉顶的膨胀中心不明确、受热面本身结构的限制和工地现场安装管子不可避免得误差等原因，造成个别管排之间的内护板难以铺设和焊接。在长期热力工况下也会被拉裂和烧损。而各厂锅炉的此部位也是泄漏严重的部位之一。
正常运行时炉顶经常处于正压状态产生漏风漏灰大型锅炉一般采用平衡通风，即锅炉配有送、引风机。炉膛负压测点低于炉顶10米时，炉顶大气压力将低于炉膛负压测点处的大气压力约120Pa，故炉顶炉内实际是处于正压状态，这也是导致炉膛漏风漏灰的重要原因。
现有密封保温材料不足以吸收锅炉的膨胀产生漏风漏灰如耐火可塑料等硬性材料的膨胀量过小，只能作为耐火层而不能吸收膨胀。锅炉投运后，只要顶棚管受热膨胀不均匀，就会产生间隙大小不均，导致耐火层的损坏脱落，进而使高温烟气直接冲刷密封钢板。
漏风漏灰严重磨损金属受热面研究发现，承压管道在漏风漏灰部位，时常发生管壁变薄甚至爆管现象，这是漏风漏灰造成的结果。
漏风漏灰对锅炉辅机安全造成危害主要是引风机，当锅炉发生泄漏时，降低了炉膛及换热面的热负荷，为了保证锅炉出力，必须增加煤粉的投入量，此举相应加大了炉膛烟道中的风粉量，增加了风速，加大了对引风机叶片的磨损。漏风漏灰严重腐蚀金属构件导致每隔2至3个月就要组织人工清灰，非常费力费时。
漏风漏灰增加锅炉本体荷重对锅炉本体的安全运行造成极大的危害。
漏风漏灰降低锅炉热效率一是漏风会导致烟气所带热量散失或降低烟气温度，导致各受热面换热不足，直接导致排烟温度上升。漏风漏灰增加锅炉散热损失炉顶大量漏灰会使炉顶保温层破坏，导致炉顶严重超温，有些电厂因炉顶泄漏问题而导致保温层表面温度甚至达到了200多摄氏度，大大增加了锅炉散热损失。
由上所述，为了解决以上问题，有必要开发出一种新的柔性锅炉密封修复方法，以解决目前大型锅炉厂生产的锅炉在使用中由于锅炉冷热态时因金属护板、流型板、穿墙套温度差引起的位移所造成的各部位开裂、原有一次密封间隙扩大从而引起漏风漏灰的问题。
发明内容
本发明的目的在于通过一种膨胀柔性锅炉密封修复方法，锅炉本体不同金属构件管材不同导致其相对膨胀量不同产生漏风漏灰的问题。
本发明的另一目的在于通过一种膨胀柔性锅炉密封修复方法，解决目前由于锅炉本体尺寸过大，导致锅炉本体的绝对膨胀量过大产生漏风漏灰的问题。
本发明的再一目的在于通过一种膨胀柔性锅炉密封修复方法，解决正常运行时炉顶由于处于正压状态产生漏风漏灰的问题。
通过本发明一种膨胀柔性锅炉密封修复方法，还要解决由于现在的锅炉密封修复中使用的密封保温材料的膨胀量过小，只能作为耐火层而不能吸收膨胀，锅炉投运后，只要顶棚管受热膨胀不均匀，就会产生间隙大小不均，导致耐火层的损坏脱落，进而使高温烟气直接冲刷密封钢板的问题。
本发明是采用以下技术手段实现的；一种膨胀柔性锅炉密封修复方法，包括以下步骤步骤1、检查原锅炉本体一次金属密封结构及其下部耐火层的损坏情况，如果金属密封层的裂缝大于5mm以上时需要补焊，裂缝大于10mm时需要进行Ω型金属膨胀节或金属搭接钢板的制作焊接工艺；步骤2、清洁打磨密封施工区域，对所要修复工作面在清洁基础上对内护板及穿顶管露出预施工部位作除锈打磨工作，使所修复工作面达到无尘粒、无锈迹状态为止；步骤3、为固定棱型不锈钢网，在所要修复工作面焊接不锈钢钢钉；步骤4在一次金属密封层上部先铺设一层镍铬锰钢软网；步骤5、铺设陶瓷纤维，铺设三层陶瓷纤维，三层陶瓷纤维之间用高温黏合剂均匀涂抹；步骤6、在陶瓷纤维密封层上铺设菱形钢板网；步骤7、将钢板网与一次金属密封层及穿墙管固定在一起，平面用方型逆止卡环和圆形钢环穿过钢钉压紧密封层，并把圆形钢环焊在钢钉上以紧固密封层；在管排的高度方向上穿过密封层外部钢板网固定，并将其焊接在钢板网上。
其中步骤1所述的金属搭接钢板选用厚度大于4mm的耐热钢，钢板搭接量不得小于30mm。
其中步骤2所述的打磨量为密封区域延展量的110％，要求打磨部位无尘粒、无锈迹，无油污。
其中步骤3所述的钢钉材料为1Cr18，钢钉间距为20～35cm，呈交错排列布置，每平米不得少于12根，并将焊渣等清除干净，钢钉要求两面焊接牢固。
其中步骤4所述的钢钉材料为镍铬锰合金，丝径0.1-0.2mm。抗拉强度不小于70Kg/mm2，铺设延展量为陶瓷纤维延展量的80％。
其中步骤5所述的三层陶瓷纤维厚度分别为25.4mm、12.7mm、25.4mm，选用材料所述的高温黏合剂为内涵陶瓷纤维添加剂的室温固化无机胶粘剂，抗温1400℃，PH＝6.7。高温黏合剂的涂抹厚度为2mm，每层陶瓷纤维之间错缝连接，错缝量不小于50mm。
其中步骤6所述的钢板网材料为1Cr18Ni9Ti，厚度0.7mm，网径20mm×30mm；要求完全覆盖下部陶瓷纤维密封层，钢板网之间搭接量不小于10mm，钢网搭接部位用连接环固定，每延展米的连环还不小于50个。
其中步骤7所述的螺母为1Cr18Ni9Ti，直径为6mm；要求高度方向螺母分配均匀，每平米不小于15个，要求螺母满焊。
前述的陶瓷纤维的密度＞128kg/m3，分类温度为1400℃，纤维直径为4μm，纤维长度为220m，抗拉强度为1507Kpa。
本发明与现有技术相比具有明显的优势和有益效果1、膨胀柔性锅炉环保密封修复方法理论上的创新点在给出了纲领性的原理阐述的同时，给出了三个施工原则作为密封工程的指导性前提。
2、膨胀柔性锅炉环保密封修复方法在材料选型方面的创新点给出了密封用陶瓷纤维的判定标准并增加了镍铬锰钢网。
3、膨胀柔性锅炉环保密封修复方法在施工工艺方面的创新点增加及重点创新了三项内容。
4、膨胀柔性锅炉环保密封修复方法在每个工艺流程中给出了具体验收规范，完成了整体工程实用化，可控化过程。
5、膨胀柔性锅炉环保密封修复方法在图纸设计方面全面提升了设计的规范化和精确化。
可见，本发明膨胀柔性锅炉环保密封修复方法通过在密封理论的升华、材料选型的判定及施工工艺的实用性三方面的完善提高，将完全满足锅炉本体的二次密封要求。该专利具有理论系统性强、工艺可行性强、材料选取针对性强等特点，可以说是当今中国电力系统已投运或在建锅炉本体二次密封的首选技术。
图1为柔性锅炉密封修复方法流程图；图2为陶瓷纤维密封结构图；图3为单管密封结构图；图4为多管密封结构图；图5为前交叉部位密封结构图；图6为顶棚管与侧墙密封结构图。
具体实施例方式
下面结合附图详细说明膨胀柔性密封锅炉的密封修复方法。
请参阅图1所示，为膨胀柔性锅炉密封修复方法流程图，从该流程图中可以看出，本方法包括如下步骤步骤1、检查原锅炉本体一次金属密封结构及其下部耐火层的损坏情况，如果金属密封层的裂缝大于5mm以上时需要补焊，裂缝大于10mm时需要进行Ω型金属膨胀节或金属搭接钢板的制作焊接工艺；步骤2、清洁打磨密封施工区域，对所要修复工作面在清洁基础上对内护板及穿顶管露出预施工部位作除锈打磨工作，使所修复工作面达到无尘粒、无锈迹状态为止；步骤3、为固定棱型不锈钢网，在所要修复工作面焊接不锈钢钢钉；
步骤4在一次金属密封层上部先铺设一层镍铬锰钢软网；步骤5、铺设陶瓷纤维，铺设三层陶瓷纤维，三层陶瓷纤维之间用高温黏合剂均匀涂抹；步骤6、在陶瓷纤维密封层上铺设菱形钢板网；步骤7、将钢板网与一次金属密封层及穿墙管固定在一起，平面用方型逆止卡环和圆形钢环穿过钢钉压紧密封层，并把圆形钢环焊在钢钉上以紧固密封层；在管排的高度方向上穿过密封层外部钢板网固定，并将其焊接在钢板网上。
这里所说的陶瓷纤维毯为一种纤维状轻质耐火密封材料，在该技术中用于密封用途。容易根据具体部位自然成型。
软网为一种用于陶瓷纤维纤维密封层的专用镍铬锰钢网。
密封要素为陶瓷纤维毯地抗透气性、抗风蚀性能、压缩回弹率、纯度。
一次密封层为原锅炉厂或设计院所设计的位于各金属交接面外侧的金属密封层或不定型耐火材料构成的耐火层和防磨层。
二次密封层为在一次密封层外侧的陶瓷纤维密封层。
陶瓷纤维密封层如图2所示在密封钢板上先焊接100mm左右高的钢钉7。然后一般粘结三层陶瓷纤维7，由下而上的厚度分别为25.4，12.7和25.4mm，每层陶瓷纤维之间涂抹耐高温黏合剂6，厚度一般为2mm左右。再在上面铺设不锈钢网4；分别用方形卡环10和圆形垫片9先后穿过钢钉7压紧密封层，压紧后将圆形垫片9焊死在钢钉7上以形成一个紧固的密封整体。然后铺设耐火浇铸料5，厚度应覆盖钢网4，一般不小于3～10mm。焊接钢钉的间距一般为交错的250-300mm之间。
请参阅图3所示为单管密封结构图，固定陶瓷纤维用钢钉7，上有方形卡环和圆形垫片将钢板网4压紧在陶瓷纤维密封层上，然后将圆形垫片焊死在钢钉上。具体密封层结构图见图2。陶瓷纤维密封层必须将可能的泄漏点20放置在密封结构的中心点上，如图所示，以膨胀点为中心一般向两侧延伸250mm左右自然形成立体结构。
请参阅图4所示为多管密封结构图，固定陶瓷纤维用钢钉7，上有方形卡环和圆形垫片将钢板网4压紧在陶瓷纤维密封层上，然后将圆形垫片焊死在钢钉上。固定陶瓷纤维用钢钉7，上有方形卡环和圆形垫片将钢板网4压紧在陶瓷纤维密封层上，然后将圆形垫片焊死在钢钉上。陶瓷纤维密封层必须将可能的泄漏点20放置在密封结构的中心点上，如图所示，以膨胀点为中心一般向两侧延伸250mm左右自然形成立体结构。当管排间距大于200mm时，在两管排见作出U型结构密封层；当管排间距小于200mm时，管间如图所示用陶瓷纤维3充满压实。
请参阅图5所示为前交叉部位密封结构图，此为前交叉部位密封结构图。立体挠性密封结构层在锅炉厂原一次密封板的基础上(A-A线为前交叉一次密封线)完成。为保证质量，采取内外包覆方案。外部以膨胀点为中心上下各延伸300mm，内部平面及高度方向延伸至少300mm。其中4为固定用不锈钢网30为均匀腹膜封闭层，41为镍铬锰钢网。
请参阅图6所示为顶棚管与侧墙密封结构图，此处的密封在原一次密封板基础上实施。小膨胀节如有损坏先修补完整。由于侧墙特殊弯处极易泄漏，所以本方案采用内外全包覆密封工艺。要求把所有膨胀点置于密封结构的中心点上。密封结构作出如图所示形状，其中7为固定用钢钉，30为均匀腹膜封闭层，8为膨胀节。
在实施本方法发明时，应注意以下几个方面1在一般穿墙管区域均采用立体挠性方式，把所有可能产生的膨胀点即泄露点至于密封层的中心点上，确保陶瓷纤维密封层能完整地吸收三方位的膨胀。陶瓷纤维的总延展量任何情况下不得小于500mm。在各部位穿墙管处保证吸收锅炉膨胀量不小于60mm。在前交叉部位、顶棚管与两侧墙的接缝处等非穿墙管区域采用内外全包覆密封形式，保证吸收的膨胀量为不小于120mm。
2陶瓷纤维立体柔性密封层下部必须具备完备的耐火层和防磨层。最好直接在原始金属密封层上进行。如果原锅炉厂设计金属密封盒尺寸过大(高、宽方向各大于500mm以上时)，可以考虑在密封盒内进行密封工作，但必须保证陶瓷纤维密封层下部具有良好的耐火层和防磨层结构。
3避免高温烟气的直接冲刷。如有本体区域因为结构或其它原因无法形成金属密封结构，则必须在陶瓷纤维密封层下采取使高温产生偏折或减压的措施。
在选用有关施工的材料方面的原则是陶瓷纤维毯选用原则陶瓷纤维毯的选择必须以抗透气性、抗风蚀性能、压缩回弹率、高纯度为主，其它为次要指标。陶瓷纤维毯选取的标准应是重点考察抗透气性、抗风蚀性能、压缩回弹率、高纯度。抗透气性和抗风蚀性能决定了的密封性，压缩回弹率决定了延展性，而纯度的高低决定了陶瓷纤维毯在高温下的热稳定性。其余指标，例如容重、抗拉强度、粒径、渣球含量等都可以说是附属于上述性能的必然反映，当然可以通过次要因素而间接地考察其密封要素地优劣，但仅是参考而已，不能作为判定因素。
高温粘合剂选用原则密封用高温黏合剂必须满足四个原则。第一与陶瓷纤维的匹配性原则高温黏合剂应内含陶瓷纤维添加剂，而不是在密封过程中把陶瓷纤维打碎掺在胶中。此举大大增强了高温粘合剂与陶瓷纤维之间的亲和力。使陶瓷纤维、高温粘合剂与金属管壁之间形成一个紧密接合的三维网状的挠性整体。第二高温粘合剂无腐蚀性原则黏合剂为中性，即能根本上杜绝锅炉上可能产生的腐蚀性问题。第三高温黏合剂的抗高温原则抗温能力不得小于1400℃。但在300℃以上时其黏结性应达到黏结力的最强稳定点。这是充分考虑了现今大容量主流锅炉的各穿墙管区域的介质温度均大于300℃的实际情况而确定的研发点。此外，高温粘合剂应为室温固化胶，即无需特殊加热在室温下即可固化。第四高温粘合剂的化学成分原则必须采用无机胶粘剂。
专有辅材特殊选用原则在选用上述两种密封主材的同时增加引进镍铬锰钢网，镍铬锰钢网置于整体密封层的最底层，用高温黏合剂裹住软网作为密封第一层。
最后应说明的是以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案；因此，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换；而一切不脱离发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
权利要求
1.锅炉修复方法，包括检查、打磨、固定不锈钢网和铺设纤维层；其特征在于包括以下步骤步骤1、检查原锅炉本体一次金属密封结构及其下部耐火层的损坏情况，如果金属密封层的裂缝大于5mm以上时需要补焊，裂缝大于10mm时需要进行Ω型金属膨胀节或金属搭接钢板的制作焊接工艺；步骤2、清洁打磨密封施工区域，对所要修复工作面在清洁基础上对内护板及穿顶管露出预施工部位作除锈打磨工作，使所修复工作面达到无尘粒、无锈迹状态为止；步骤3、固定棱型不锈钢网，在所要修复工作面焊接不锈钢钢钉；步骤4在一次金属密封层上部先铺设一层镍铬锰钢软网；步骤5、铺设陶瓷纤维，铺设三层陶瓷纤维，三层陶瓷纤维之间用高温黏合剂均匀涂抹；步骤6、在陶瓷纤维密封层上铺设菱形钢板网；步骤7、将钢板网与一次金属密封层及穿墙管固定在一起，平面用方型逆止卡环和圆形钢环穿过钢钉压紧密封层，并把圆形钢环焊在钢钉上以紧固密封层；在管排的高度方向上穿过密封层外部钢板网固定，并将其焊接在钢板网上。
2.根据权利要求1所述的锅炉修复方法，其特征在于步骤1所述的金属搭接钢板选用厚度大于4mm的耐热钢，钢板搭接量不得小于30mm。
3.根据权利要求1所述的锅炉修复方法，其特征在于步骤2所述的打磨量为密封区域延展量的110％，要求打磨部位无尘粒、无锈迹，无油污。
4.根据权利要求1所述的锅炉修复方法，其特征在于步骤3所述的钢钉材料为1Cr18，钢钉间距为20～35cm，呈交错排列布置，每平米不得少于12根，并将焊渣等清除干净，钢钉要求两面焊接牢固。
5.根据权利要求1所述的锅炉修复方法，其特征在于步骤4所述的钢钉材料为镍铬锰合金，丝径0.1-0.2mm。抗拉强度不小于70Kg/mm2，铺设延展量为陶瓷纤维延展量的80％。
6.根据权利要求1所述的锅炉修复方法，其特征在于步骤5所述的三层陶瓷纤维厚度分别为25.4mm、12.7mm、25.4mm，选用材料所述的高温黏合剂为内涵陶瓷纤维添加剂的室温固化无机胶粘剂，抗温1400℃，PH＝6.7。
7.根据权利要求6所述的锅炉修复方法，其特征在于步骤5所述的高温黏合剂的涂抹厚度为2mm，每层陶瓷纤维之间错缝连接，错缝量不小于50mm。
8.根据权利要求1所述的锅炉修复方法，其特征在于步骤6所述的钢板网材料为1Cr18Ni9Ti，厚度0.7mm，网径20mm×30mm；要求完全覆盖下部陶瓷纤维密封层，钢板网之间搭接量不小于10mm，钢网搭接部位用连接环固定，每延展米的连环不小于50个。
9.根据权利要求1所述的锅炉修复方法，其特征在于步骤7所述的螺母1Cr18Ni9Ti，直径为6mm；要求高度方向螺母分配均匀，每平米不小于15个，要求螺母满焊。
10.根据权利要求1所述的锅炉修复方法，其特征在于所述的陶瓷纤维的密度＞128kg/m3，分类温度为1400℃，纤维直径为4μm，纤维长度为220m，抗拉强度为1507Kpa。
全文摘要
本发明公开了一种锅炉修复方法，该方法按以下步骤进行锅炉密封修复；检查原锅炉本体、清洁打磨密封施工区域、固定棱型不锈钢网、在一次金属密封层上部先铺设一层镍铬锰钢软网、固定棱型不锈钢网、在所要修复工作面焊接不锈钢钢钉、在一次金属密封层上部先铺设一层镍铬锰钢软网、铺设三层陶瓷纤维、在陶瓷纤维密封层上铺设菱形钢板网；采用了抗透气性、抗风蚀性能、压缩回弹率高指标的高纯度陶瓷纤维毯和内含陶瓷纤维添加剂的高温粘合剂，有效的解决了目前大型锅炉厂生产的锅炉在使用中由于锅炉冷热态时因金属护板、流型板、穿墙套温度差引起的位移所造成的各部位开裂、原有一次密封间隙扩大从而引起漏风漏灰的问题。
文档编号F23M11/00GK1796871SQ200410102798
公开日2006年7月5日 申请日期2004年12月28日 优先权日2004年12月28日
发明者王欣 申请人:北京保利泰克电力能源工程技术有限公司