姚孟发电厂300MW机组保温改造.docx
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姚孟发电厂300MW机组保温改造
姚孟发电厂300MW机组保温改造
第36●第2期
2002卑2月
中国电力
E1ECTRICPOWER
Vd.35.NO.2
F曲..撇
姚盖麓电厂3Qfl,MW撤缬缥湿遣
苏萍一,杨恂,钟平',于荷华,蒲标.,张建辉
热工宽院譬西西安710032:
2姚盂发电有限责任司,河寓平顶山46703I）
摘要:
姚盂发电f4号机组保温存-的问题进行全面测试和研究.在保温材料选择,保温结构设计,
保温施f技骑收方面提山档悼化改造措施,井在机组大修改造1阱实施改造后的测试和实践表明,通
过机侏的全面优化政遗.使散热损失大幅度降低.经济效益显着一:
关键词:
300MW机;保韫;改造:
散热损戋
中图分类号:
IK2291文献标识码:
B文章编号:
1004—9649（2002）02—0010-04
罄秘镄,鬻嚣辫臻爨臻'
O前言
火电机热设备和管道保湍状况直接影响
台机组的煤牦水平技经济性保温性能良好,^仪书
利于机组经济运行,也有利于改菁[作环境并保护
运行及检修人!
的人身安全i于】{前围内普遍存
在机组热jJ没备和管道保温效果:
理想,散热损失
很大,普遍达小刮阿家响关标准安求
姚孟发【r4机组向I986年投人运行已10a
以上,由于机纵保温状况佳.厂方计划在2（x】0年
9月大修中对4寸机组保温进,改造国家电力公
司热]研究院下2000年4刘该厂4号机组保温
状况进行全面烊价测试,找f"机在保温方面存在
的具体问题,外在大修Iji『对部分热力没备雨『管道的
懈温进行了优化没汁.提出改造范和案同年9
1在机组大修期闸实施改造,改造后的测试和运行
实践证明,』（机绀通过保温改造可获得很大的黔济
效益
1机组及保温概况
11机组简介
姚盂发l乜厂4号机组的锅炉由比利时cOCK—
ERILL钢铁公采用苏尔寿专利制造,是亚临界一
次中间再热盘旋布管单炉膛塔式直流炉.汽轮机是
法国阿尔斯通（AlHoM—ATLANr~QUE）厂制造
亚临界参数,次中间再热冲动式汽轮机,具有7级
回热抽汽,其结构彤式为单轴,3I,双排汽几,排汽
逊^凝汽器
12保温概况
锅炉炉墙原没计是由2层毯状的进口矿渣棉直
接铺在水抟壁抓钉自机组投运后,炉墙保温材料
一
直术更换高p压缸用进口岩棉绒进行保温,在机
组过去橇修时,高,压缸缸的保温材料更换为硅
酸铝棉.r缸一直束更换高压加热器和除氧器用进
【』玻璃纤维绒填满在内外驶璃纤维布之间.这些设
备的保温材料白投运后一未更换大多数汽水管
道,制粉管道上使用珍珠岩类制品.
2机组保温存在的主要问题
住4号机组保温改造盼,进行了全面保温评价
测试,根据测试及停机后现场实地检查,说明4号机
在保温面存在以下主要问题.
2.1保温材料方面
4号机组主蒸汽管道,Fl}热蒸汽管道（热段.冷
段）保温效果较差,外表面温度和散热损失均超标
100%上,主要原因之一是这些管道所使用的保
温材料以珍珠岩类为主,这种保温制品导热系数
较大,隔热性能太理想,这种制品密度也较大,
存机组运行过程q容易塌落此外它的强度不高,
在机皇H启停过程的膨胀冷缩及运行过程的振动
下,很容易被挤碎或产生裂缝,使隔热性能进一步
降低
在测试过程中发现,锅炉各级联箱及穿墙管处
散热损失严重超标,且漏风,漏灰严重这些部位密
封保温材料疏松,舄脱落,在运行中易振动,粘结剂
易挥发,失去了粘结剂的矿淹棉制品,容易塌落和凹
陷,使保温效果降低
收稿日期:
200I—O720;修回日期:
2001—10-30
作者简介:
苏萍lt970一J,女,陕西西安人,工程师,从事电站设备和管道绝热保温优化设计与_T程改造及旋膜式除氧器设计
与改造研究
10
第35卷姚盂发电厂300MW机组保温改造2OO2年第2期
2_2保温结构与设计方面
22.1保温层厚度设计不合理
机组很多泄备和管道的侏湍层汁台理,
原因之一是…r慊温层厚度小够造成的;另一力面,
r些设备和管逊的散热拟先外森温度虽符,}吲
家标准规定值要求但它j的俅温厚废未采H{经济
属[催.
2_2_2锅炉炉墙保温密封结构不合理
姚盂发电J一4锅炉是塔式"流炉,它的各种
对流受热面,年水玲艟管及悬管的联箱均却置
.
炉膛和烟道外,建有20个联辅J'L是与联箱连接
的管f都要穿过炉墙,并将水砖钎卜fj勺鳍片割断,
据统汁有34排穿墒管总穿端管数钉数干根1fij且
联箱和穿墙管较集[1】.彳标高4l圳66范蹦内.前
后墙有l6个联箱由于穿墙错数l}多且集q,大火
增加了炉墙保温晰封难悭停炉实地榆在发现这
些部位保温崭封结构设计不尽台理设有考虑穿墙
管排四周在高其缝隙如何处理等nTj题经长年
运行,保温密封站破损严再逸蝗破损区域仪
散热损失和外表I衙温度很商itiin仔在漏灰,_黼烟
现象.
223裸露部分过;
测试过样-¨发现热力系统1人鞋阀门,法兰
入孔门,膨胀,盘吊架,小__径管道及商温管道进
出设备的进H}¨处等大多处于未保湍状态虽然这
些裸露部分所L'i积较之锅炉井大,但由于裸露
部分温度高,散热损失高达2000～3500w/m以
介质温度为500公称直径为300mm的管道一
个阀门为蜘,裸露时的散热量为I45375W.保温后
的散热量为41635w若逗行1a（按7000h计
算）,裸露状志将比有保温时多损失热量2.6×10kJ,
相当于8.9t标准煤的发热量.
.
tit~1,保温小良使阀门有可能在高温状态F关
闭,而在低温状悉下开启,高温热交换使j介质接触
或接近的阀门零部件受到交变热臆作用,加居町阀
门零件疲劳老化,缩短阀门使用寿命将法二皇,阿门
等舁型件进行专f』保温后,仅有很大的节能潜
力,而且对这些异件的安全可靠运行产生积极的
作用.
2.24高参数,大直径管道弯头保温不佳
测试结果表州高温,大直径管道保温效果差,
这主要与这些管道的弯头处散热拟失和外表面温度
过高有关.由于管道保温多使用硬厦保温材料.在管
道弯头处如果与弯头外壁怕j没有问隙,当弯头发.
较大的角变形叫就可能将保温材芈斗挤碎在测试中
发现主蒸汽管道『耳热蒸汽管道,进各层各角的燃煤
二次风管道由于头变形较大,多处出州保温瓦块
全部挤碎,金属外护扳裂开的情况
2.3保温施工及验收方面
测试中发现,4号机鲥散热损失超标的设备和
管道多处为保温随J质量确『Ⅱj题,如高压加热器封
火,高参数大直径管道弯头,各层各角喷燃器匿域炉
墙等处保温施工质量不佳国外埘机组保温都有严
格旧施rt2艺要求和质鞋验收标准国内对这方面
视够在机组J圭装或榆修完成后,往往迫使保温
在很短lj问内仓促施_r尢疑将影响施工质量.由于
对I艺变求认识不够及时问紧,难以保证每1层
挪按1一岂要求进行施工）{对施]质量进行必要的
榆
3主要热力设备和管道保温改造
3.1锅炉本体部分密封保温改造
3.11密封保温材料选择
（1】耐火材料过去,炉墙E的耐火材料主要
有硅酸盐水泥耐火混凝土,矾土水泥耐火混凝土和
磷酸盐耐火混凝土在实际使用中发现,高水泥的耐
火混凝在高温状态下强度够,热稳定性也达不
到使刷要求,在使月J一一段时问后常发生破损.在耐火
层破后高温娴气坯将进一步使外保温层受到损
害4号锅炉密封保温改造-{,针对不同部位使用了
新哑耐火材料一高温微膨J怅耐火可塑料和高强浇注
料.它们的特点是通过加人外渗剂,改善了结合剂
的表面活性,从而减少结合剂用量或用水量高温
后基无收缩,且具有微膨胀肚提高了浇注料的耐
火度和度,改善r炉墙及穿墙管处结构的密封性.
电提高f遁应锅炉启停过程『1J由于热胀冷缩所产生
的热应力能力,是锅炉密刘的理想材料此外,还使
川r高温耐火胶泥,它具有易和性好,耐高温,粘结
强度高,抗渣性能好,基本收缩等特点,可作为堵
塞裂缝,孔洞的填充料,提高九耐火层整体强度:
（2）保温材料a.软质材料:
锅炉四周炉墙和
联箱外保温采用目前广泛使的干法硅酸铝纤维板
和离心玻璃棉板的复台保温此外,在穿墙管部位使
用硅酸铝棉,配合硅酸铝棉使用高温耐火胶泥及用
来粘贴硅酸锚板的高温牯结制.b.轻质保温浇注
料:
由于炉墙高低不平,为保证保温板平整地紧贴
炉墙.防止内层保温屡与炉墙问形成空气对流通道,
此次采用在炉墙J二粉刷轻质保温t,k面料.在直墙中
为防止内层保温层与受热面管壁间形成空气对流通
道,l彳￡刚性粱背后浇注轻质保温浇注料.此外,在联
箱密封盎外的高温微膨胀可塑料外采用轻质保温浇
注料,增强穿墙管啦的密封保温效果.
3.1_2锅炉本体部分密封保温结构
（1）卣墙部分的保温改造为:
轻质保温抹面料一
高温密封胶一干怯硅酸铝纤维板一离心玻璃棉板一
2002年第2期中国电力第35卷
镀锌活络铣蝗网一生属外护板
（2）联箱穿墙管管排
陶密封保温改造为:
金属密封盒—+高温微膨胀可塑
料—+轻质保温浇注料—+硅酸铝纤维棉泡胶填实一耐
热钢板网一f=法硅酸铝纤维板一离心玻璃棉板一镀
锌活络铁丝『娴一金属外护板一（3）炉刚性粱处保温增
加:
在刚l生粱背后浇注轻质保温浇注料.（4）新『u炉
墙保温层拼接处理:
如保留一侧原炉墙则新保温层
应绕过炉角一定长度后才町与旧保温拼接;旧保温
端面应切割成一定形状;为防止原保温层经多年使
日强度过低新旧保温拼接处血片j牯结剂粘结,且用
细铁丝进行缝台,并:
缝隙中填塞硅酸铝纤维棉一
3.2汽轮机部分保温
此次大修中汽轮机部分的保温改造主要包括
高,中雁缸』一缸高压主汽门汽室,中压联台汽门汽
室及抽汽管道f日抽汽口等高,中压缸缸采用干法
硅酸铝毡一镀锌福络铁丝网一复台硅酸镁涂料一纤
维布.高,中压汽fJ汽窀原保温层未拆除,原抹面拆
除:
在原保温层外捆扎镀锌活络铁丝网后粉刷适当
厚度的复合硅酸镬涂料,外刷胶蛄纤维布
3.3其它设备
6,7号商加热器进出水联箱及除氧器人孔门
均作了保温护套裸露的阀门及法兰采用做T:
较
好的专用保温护套套内采用硅酸铝纤维此外,为
增加整体性并可苇复使用,套内增加了加强筋.对于
不经常检修技1好安装阀门护喜的阀门,法兰,使用
硅酸镁涂料
4保温密封改造效果
热工研究院于2000年4月和l2月分别完成4
号机组保温改造前后的保温全面评价测试.
4.1测试标准及方法
保温测试按F列标准严格执行,主要采片j表面
散热损失测试方法,辅以表面温度测试方法:
GB
8I74—87设备l厦管道保温效果的测试与评价;GB
4272—92设备及管道保温技术通则;GB/T17357一
l998设备及管道绝热层表面热损失现场测定,流
计法.
42改造前后测试结果的分析和讨论
改造前后的测试表明改造取得r良好效果,主
要表现在以F几面.
（1）经大修保温改造后设备和管道的散热损失
与外表面温度均大大低于改造前的散热损失和外表
面温度.改造后的设备和管道外表面温度均小于50℃
散热损失均低于围标规定值.图1是保温改造前后
设备和管道的散热损失经修正处理后改造前后的对
比;图2是外表面温度在改造前后的对比.
（2）锅炉本体各级受热面联箱是此次保温改造
12
的蕈点和难点,从测试数据和图l,2可看出:
前墙联
箱从改前的高于国标规定值l90%下降到改后低于
国标规定值14%;后墙联箱从改前的高于国标规定
值l54%下降到改后低于国标规定值18%,且不再
有漏灰,漏烟.达到了密封保温目的.此外,锅炉刚性
梁采用新的保温材料和T艺,刚性梁温度由改前
平均74℃降到改后的平均43℃,改善了设备环境,
Ⅲ_作现场条件得到明显改观.
E
70
60
50
40
3g
20
】0
0
斋热嚣馨蓉叠上蛊上裔炉墙霉毳霾嚣
设备盈管道名称
图1保温改造前后散热损失对比
翥热馨奎矗上盅盗炉墙襄嚣墓薯
设备及昔道名称
图2保温改造前后温度对比
（3）高中压汽缸分别从改前的高于国标规定
值6O%和22%下降到改后低于国标规定值51%和
37%,其外表面温度下降幅度更大.对高压主汽门,
中压联合汽门及调节门的法兰制作了专门保温护
套,如再热蒸汽进中压联台汽门三通处大法兰温度
由原来的469℃下降到改后的34屯.这些改造使汽
轮机房的环境温度明显下降.
（4）大修改造的部分高压加热器由改前的高于
国标规定值l81%下降到改后低于国标规定值3%,
叫,五段抽汽由改前的高于国标规定值134%下降
到改后低于国标规定值4%
（5）对部分裸露的阀门和法兰增加了保温护罩,
明显降低了这些部位的温度,如改前七段抽汽管道
蛐㈣栅珊啪
第35卷姚孟发电厂300MW机组保温改造2伽I2年第2期
的电动隔离恻裸,温高达269屯,丈修中加装了
保温护罩后,外表面温崖为29.c.节能效果明显.
4.3保温改造对机组经济性影响分析
这次机组大修保温改造范[訇是根据改造前测试
结果和实际情确定的,蹦此,经济性分析主要针对主
要保温更换的设备和管道表J给出4号机组保温改
造前超标热力设备和管道散热损失情况;表2给出4
号机组改造后超标热力设备和管道散热损失情况.
表1保温改造前超标热力设备和管道敝热损失
表2保温改造后超标热力设备和管道敞热损失
由表1,2町知:
机组保温改造后比改造前散热
量减少为l287kW;每年可节省标准煤（机组运行
时间取7000h,标准煤发热量29260kJ/kg）l108t
其中还不包括锅炉因密封性提高,漏风减少,锅炉出
力和效率增加所产生的经济效益等.
5结论
f1）姚盂电厂4号机组的保温改造是成功的,通
过保温改造,散热量降低了l287kW,每年可节省
l108t标准煤,经济效益明旺.
（2）这次保温改造选
材合理.四,五段抽汽管道,高压加热器及燃煤燃油
二次风道等选用软质保温材料,不仅能满足保温要
求,电能满足机械强度要求;锅炉炉墙采用硅酸铝纤
维板及离心玻璃棉板复合结构,既满足墙体高温要
求,叉可使重量降低;锅炉联箱在密封方面选用了新
型耐火材料一高温微膨胀可塑料及轻质保温浇注
料,在保温方面选用,硅酸锅纤维板及离心玻璃棉
板复合结构;高中压缸上缸采用了复合硅酸锾涂料
做抹面料,事实证明这些都是行之有效的（3）在保
温改造前,对主要热力设备和管道的保温结构进行
了优化设计,在改造过程中制订切实可行的施工工
艺方案.改造后的保温敢果说明优化设计是合理,可
操作的,施f_I艺的选择是有效,规范的.（4）从机组
整体出发,有针对性地综合政造机组保温,可使机组
整体保温水平上一个新台阶在改造中解决的一些
问题属火电机组的共性问题,对同类型太机组的保
温节能改造具有一定借鉴作用.
参考文献:
[IJ苏萍姚盂电,一4号机组大修前后保温性能测试与评竹报告
R国家电力公司热工研究院.2000
l2J刘民艾火力发电r绝热节能的舒析与评竹（M北京:
中国电
力出版杜.I996
3鄄泽民我国电厂保温现状显对煤耗的影响LR1国家电力公
司热工研究院,1992
（责任缩辑孙家振）
Heatinsulationretrofitof300MWgeneratingunitinYaomengPowerPlant
SUPing.,YANGXun.,ZHONGPing,YUHe—hua,PUBiao,ZHANGJian.hut
（Il'hennalPowerReseamhIosfituteStatePowerCorporationofChinaXiaa710032,China:
2YaomengPowerPlant,Pingdingshan467031,China）
Abstrt~'-t:
TheproblemsexistinginthehealinsulationofNo.4300MWgeneratingunitinYaomengPowerPlan1wereoverallsIed
and~&vzedTheintegratedretrofittingmeasusintheheat—insulatingmaterialselection,desi即heatinsulati0nconfigurari0n,
heatinsu~fionconstruction,checkandacceptanceereaspectsreputforwarclandimplementedduringtheoverhaulandretrofitof
unitThetestsaftertheretrofitandaboutoneyearofoperationpracticesshowedthat,throutheetall0ptimizedretrofitofheat
insu~afiart,theheatdissipationlosswasgreatlyreduced,theeconomicbenefitwevident.andmeanwhileindicmedthattheD_卜
tentialofenergy—sa~,ingintheheat~nsulatkmof~rXsti~g300ⅥWunitswasgreal
Keywords:
300MWgmmmtjngunit;heatinsulation:
retrofit;heatdissipationloss
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