锅炉炉顶密封

材料性能及安装说明
1、材料性能
陶瓷纤维，高温黏合剂，镍铬锰网是锅炉密封技术的关键性施工主材料，其性能指标的确定，制备工艺的好坏直接影响密封质量。下面对上述三种密封主材的作用，性能指标，选型做一论述：
（1）陶瓷纤维：
（a）作用：在立体柔性密封技术中陶瓷纤维作为整体密封层的主体材料，起着吸收调整锅炉膨胀，阻挡锅炉本体金属密封或一次密封开裂处的高温烟气冲刷的作用。因此，陶瓷纤维的选型，性能指标的确定直接影响密封质量的优劣。下面对陶瓷纤维的概念及选型标准做一阐述。
（b）概念：陶瓷纤维是一种纤维状轻质耐火材料，它具有重量轻，耐高温，热稳定性好，导热率低，比容小及耐机械震动等优点。陶瓷纤维的品质取决于其性质，它是评价陶瓷纤维质量的标准，也是选择陶瓷纤维的依据。陶瓷纤维的性质一般包括化学矿物组成，结构性质，热学性质，力学性质和使用性质等。陶瓷纤维作为第三代耐火材料，与传统耐火砖，不定型耐火材料，一般岩棉和硅酸铝保温棉相比不仅具有更低的导热率，而且具有前者所不具备的良好的机械性能，结构性能等。使其不仅可以用于传统的保温隔热，而且也是电站锅炉本体密封的专用材料。但由于电站锅炉工况的特殊性，恶劣性，所以只有符合特定要求的陶瓷纤维方能胜任。
（c）密封用陶瓷纤维选型指标：
陶瓷纤维毯的选择必须以抗透气性（透气阻力），抗风蚀性能，压缩回弹率，高纯度为主，其它都为次要指标。传统密封保温类产品无论是材料的化学组成，还是结构性质，力学性质等都无法与陶瓷纤维相提并论。即使某些声称用陶瓷纤维毯做密封材料的技术也只是利用了陶瓷纤维本身的共性，而没有针对锅炉本体密封的特性进行选型。其在理化指标方面，只是强调了抗拉强度，其余的容重，抗温能力等均与保温材料没有质的区别；而且与密封相关的指标基本没有涉及。因此在具体密封项目上针对各类陶瓷纤维毯的选择上无疑会带有盲目性，甚至在一些特殊密封项目上会造成背道而驰的效果。因此本技术认为陶瓷纤维毯选取的标准应重点考察抗透气性(透气阻力)、抗风蚀性能、压缩回弹率、高纯度。
气孔率、抗透气性(透气阻力)和抗风蚀性能决定了密封性；压缩回弹率决定了延展性；而纯度的高低决定了陶瓷纤维在高温的热稳定性。其余指标，例如密度、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的优劣，但仅是参考而已，不能作为判定因素。
纯度：陶瓷纤维的纯度直接影响了其化学稳定性。特别是面对炉内高烟气时是否能保持纤维的自身化学稳定性对密封性能的优劣至关重要，所以纯度是密封的要求。指标：Al2O3,SiO2 之和大于97% 且Al2O3的含量大于45%。
长期使用温度：陶瓷纤维不仅具有一般低导热率材料所具有的优良的绝热性能，并具有高温下持续工作的优良的耐热性能。由于玻璃纤维的结晶和晶粒生长，纤维中有害杂质及纤维使用中腐蚀性物质促进纤维结晶，聚晶及纤维接触处的烧结；高温蠕变等因素，造成纤维结构的变化，收缩变形，纤维失弹，脆化折断，纤维强度降低，直至发生烧结丧失纤维状结构。因此，各陶瓷纤维的使用温度都有一个极限温度称为高使用温度。又称“分类温度”或“等级温度”，并作为纤维耐热性能的标志。陶瓷纤维的高使用温度，是指陶瓷纤维短时间内能承受的极限稳定，用以表征陶瓷纤维产品的耐热性指标。陶瓷纤维产品允许长期在一定温度下持续8小时后其加收缩率小于2.5%时的温度可以认为是长期使用温度。
气孔率，抗透气性能，压缩回弹性：气孔率不得低于90%，且气孔中封闭气孔（孤立气孔）的比例必须在50%以上；压缩回弹率大于70%。由于陶瓷纤维的很多性能国内还没有具体的标准与检测方法，例如抗透气性能、气孔率、压缩回弹性，但是其都与陶瓷纤维的密度有间接关系。因此可以将陶瓷纤维的密度作为一种参考指标。指标：密度﹥128kg/m3。
抗风蚀性能：要求抗风蚀性能不得低于10m/s;同时要求陶瓷纤维的制备工艺成型阶段不得加入添加剂，特别是有机胶添加剂，必须选用采用机械方式成型的产品。指标：抗风蚀性能﹥10m/s。
环保性能要求：因为化学类添加剂在高温600℃以上时会自然挥发。一则破坏陶瓷纤维的热稳定性，导致纤维的密封性能下降，二则会产生有害挥发性气体，严重危害工作生产环境。指标：要求采用干法针刺毯成型工艺，禁止添加有机化合物。
（2）高温黏合剂
（a）作用：在立体柔性密封修复技术中高温黏合剂作为陶瓷纤维与金属构件的结合剂，对整体密封层的强度，陶瓷纤维与金属之间的连接的紧密度起着重要的作用。下面对高温黏合剂的特点做一阐述。
（b）特点：
酸碱度为中性：即从根本上杜绝了对锅炉金属构件可能产生的酸碱性腐蚀问题。国内的标准是PH值4.5以上胶粘剂即可在金属构件上使用，对电厂而言，此举大大加重了酸性腐蚀的危害。
内含陶瓷纤维添加剂:在此粘合剂的制备工艺过程中，加入了搅拌均匀的陶瓷纤维粉末（即上述主材陶瓷纤维），此举大大增加了高温粘合剂与陶瓷纤维之间的亲和力。（需要指出的是加入均匀的陶瓷纤维粉末是粘合剂制备工艺的一个特定环节，而不是密封过程中把陶瓷纤维打碎掺在胶中）。使陶瓷纤维，高温粘合剂与金属管壁之间形成一个紧密结合的三维网状的挠性整体。
抗温能力为1400℃。但在300℃以上时其黏结性达到黏结力的强点。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，本粘合剂是室温固化胶，即无需特殊加热在室温下即可固化，因此不受电厂大小修工期的影响。无机胶确保了在其受热时不会有有机化学成分的挥发造成有害环境的气体。因此该胶是环保型用胶。
（3）镍铬锰网：
（a）作用：作为一些特殊部位（例如前交叉，顶棚与两侧墙等膨胀量大的部位）整体密封层下部的支撑平台或防磨层。
（b）特点：此道工艺是本技术的。众所周知，镍铬锰合金钢在火力发电厂中常用来制作汽轮机和附机中的齿轮、凸轮、活塞销和推力套等；某些场合下，还可用来制造有一定耐磨性要求和受冲击的零件。因此镍铬锰钢网的抗交变应力、抗蠕变、抗腐蚀能力即耐温性是很强的。我们把此网在一些特定部位作为整体密封层的层为以后的密封层提供一个强有力的支撑平台并提高密封层的整体强度。




陶瓷纤维理化指标、高温黏合剂理化指标

陶瓷纤维毯理化指标 高温黏合剂理化指标
陶瓷纤维毯（cerablanket）
陶瓷纤维毯由甩丝工艺所做的1250级陶
瓷纤维制成。超长的丝状纤维使产品成为
强韧的针刺毯之一。高强度加上其高
弹性使产品特别坚韧，适用于深层卷包作业
或在复杂空间隔热及密封作用。

化学成分（Chemical composition）
AL2O3 46.5%
SiO2 53.3%
Cr2O3 _ _
ZrO2 _ _
Fe2O3+TiO2 0.15%
CaO+MgO 0.05%
Na2O+K2O 0.10%

典型的物理性质（Physical property）
?颜色（Color） 白色（White）
?分类温度
?（Classification temperature）1260℃
密度（Density） 128kg/m3
拉伸强度（Tensile strength） 103kpa
永久线性收缩程度（24小时浸泡）Permanent
linear shrinkage after 24 hours Isothermal heating at:
1000℃ 1.5%
1100℃ 2.2%
1200℃ 3.0%
1300℃ 5.5%
1400℃ _ _
1500℃ _ _
热 导 率（Thermal conductivity at mean
temperature of）:
200℃ 0.06W/m.k
400℃ 0.10W/m.k
600℃ 0.15W/m.k
800℃ 0.20W/m.k
1000℃ 0.27W/m.k 高温黏合剂（Fiber Adhesive）
高温黏合剂是一种可涂刷胶，可作为陶瓷纤维毯的黏合剂，或是作为一般用途的耐火填充物。此黏合剂是自然硬化的；但温度超过300℃时，它的黏合强度会得到增加。
高温黏合剂是陶瓷纤维与金属，以及陶瓷纤维之间理想的黏合剂。同时它也能用于黏合陶瓷纤维与耐火砖。高温黏合剂呈密状高稠度，这可确保当涂刷于纤维表面时不会流动。它无味，该产品是国外专业公司于1995年共同研制开发的。
高温黏合剂的特性：
?在高温情况下，具有很强的黏合力
?防热冲击
?优越的抗腐蚀性
?高温稳定剂
典型应用：
?陶瓷纤维与金属的黏合剂
?陶瓷纤维之间的黏合剂
?黏合毯，毡和砖
?陶瓷纤维与耐火砖的黏合剂
?不规则衬垫间的黏合剂

化学成分（Chemical composition）
SiO2 32-35%
Al2O3 8-9%
Na2O 6.9-7.2%
LOI 大约45%
主要物理特性（Physical property）
材料（Material） 自然纤维（Natural fiber）
颜色（Color） 乳白色（brown）
稠度（Thickness）高稠度（High thickness）
高工作温度（Work temperature）1400℃
比重（Specific gravity） 1.52-1.58
覆盖率(Bestrow rate) 每面2mm厚
收缩率（Shrink rate） 800℃下0.5%
规格（Specification） 25kg\桶
保质期（Keep quality time limit）12个月 ，气体阻力（Air resistance） 30m/s
2、针对炉顶漏风漏灰的设计原理与解决方案
立体柔性密封技术是我公司专为修复锅炉各部位漏风漏灰而创新研发的实用技术，该技术是在吸收国外技术的同时，充分考虑了因为中国国情导致当前电力系统运行锅炉本体结构的复杂性、密封结构的多样性、使用煤种的不确定性以及运行控制的不稳定性等因素。需要强调的是此项技术是立体柔性密封修复技术，其密封设计原理是动态地吸收调整锅炉必然发生的膨胀而不是硬性的遏制膨胀。换句话说，就是能随着锅炉漏风漏灰部位的膨胀而膨胀。所以立体柔性密封技术是理想的密封解决方案。
本技术的施工工艺是采用高品质的高温黏合剂和多层高密度陶瓷纤维把锅炉本体漏风漏灰部位密封起来，外部采用耐高温的菱形不锈钢网把纤维层加以整体固定，这样的施工特点是：用高温黏合剂把陶瓷纤维与金属表面牢固地粘结在一起，而由于热态时交接处各部位金属膨胀系数不同引起的位移则由多层纤维来调整、吸收，整个密封结构呈可塑性，将不会再有因热交变应力引起的开裂，产生漏风漏灰现象了。
3、锅炉漏风漏灰的危害
火力发电厂锅炉各系统由于管内介质和温度的不同，使各系统的膨胀量和膨胀方向各异，造成锅炉的漏风、漏灰问题。目前电厂对锅炉漏风漏灰的解决办法基本上采用传统密封方法，即在预密封部位先浇铸耐火可塑料，填充一些保温材料后，然后用耐热钢板焊接形成一次密封层，再采用浇注料，后做保温层处理。但实践证明该工艺不能有效地解决锅炉正常运行时，炉体热态膨胀所带来的漏风漏灰问题，会给电厂带来了很多不利的后果：
①　如每三、四年大修时做一次传统的炉顶修复，其一次性费用投入虽不大，但这种重复投入资金累计，其总额远远超过采用我公司具有工艺的立体柔性密封技术所需的资金。
②　如不一次性长期有效地解决漏风漏灰问题，会给电厂检修部门，锅炉专工及点检工人带来相当大的麻烦和增大了工作强度。
③　如环保问题，带来的厂区污染及环境污染势必对电厂的长久发展，产生不利的影响。
④　对电厂的工作人员而言，不利于职工的身体健康，增大了清灰的工作量。
四、施工流程
1、检查所需密封处理部位的泄漏情况，如有焊缝开裂较大的地方，需要进行焊堵。
2、密封工作面清理规范：现场无灰尘、杂物等污物，无影响施工的障碍物。注：清理部位面积必须大于施工部位面积。
3、密封工作面除锈打磨规范：无浮锈、无污渍。打磨部位大于施工部位50㎜（注：新安装或更换的金属管壁或壁面必须保留其原始防锈漆）。
4、不锈钢钩钉焊接规范：外侧一排间距为150mm,内部钩钉间距小于150㎜，交错排列布置，每平米不得少于12根。钢钉要求两面焊接牢固。外侧钢钉必须画线焊接齐整。（注：严禁在承压部件或受力部件，如各类悬吊管、杆等引弧、焊接）。
5、在穿顶管两侧、前交叉以及顶棚管与两侧墙的水冷壁鳍片上，焊接Φ5的直钉，用以固定钢网，钉距与钉长因现场实际情况而定，但两钉间距不得大于300mm。
6、柔性密封材料必须保证具有很强的延展性和抗拉强度，抗拉强度不低于90KPa。保证在前交叉、顶棚管与两侧墙的膨胀吸收得不小于110 mm，其余各穿墙管处膨胀吸收不得小于80 mm。
7、在密封处理部位刷涂一层“高温胶”，起到溶污和增强密封材料与金属表面粘接强度。
8、柔性密封处理：铺贴硅酸铝陶瓷纤维毯。管排处的向外延伸宽度不得少于300mm，顶棚与侧墙交叉处向外延伸宽度不得少于600 mm，厚度不少于3层，每层厚为25 mm。每层陶瓷纤维毯之间以及接缝处必须涂抹高温粘合剂而且要错缝铺贴，错缝间距不得小于50 mm。
9、在整体陶瓷纤维密封层上铺设钢板网，钢板网穿过提前焊好的钢钉并用压片压紧，接头处要互压50 mm以上。
10、密封层保证能动态吸收锅炉膨胀，膨胀大间隙覆盖在密封层区域内，以保证良好的密封效果。
11、如锅炉发生事故需要处理时，密封层可以及时清除。