火电机组建设中汽机保温技术发展探讨

火电机组建设中汽机保温技术发展探讨

谭万树

四川广安发电有限责任公司 四川 广安   638000

摘要：本文讨论在火电机组建筑保温的方法，保温材料和蒸汽轮机的热绝缘结构的施工技术，保温施工的施工技术，并提出了在蒸汽涡轮机的热绝缘结构设计中常见问题的解决方案。

关键词：火电机组；汽轮机;保温;喷涂

引言：近年来，随着火电建设的飞速发展，人们对机组安全和经济效益的要求越来越高。蒸汽轮机是火力发电单元的三台主要发动机之一。蒸汽轮机本身的优良绝热构造对于降低机组的热损失,对有效保障机火电机组稳定运行具有重要意义。

1汽机保温技术概述

火力单元的蒸汽轮机通常为三缸二排气蒸汽、四缸二排气蒸汽的形式。它具有复杂的气缸结构，且与许多系统管道相连接。因此，汽轮机绝热一直是机组绝热构造中最困难的一点。另外，汽轮机具有高温，高压，运转时振动大的特性。因此，要求蒸汽轮机绝缘材料具有耐高温性，低导热性和高机械强度，并且密度应尽可能小以利于绝缘构造和维护。

常见的汽轮机保温方法分为两种：涂层保温和喷雾保温。绝缘结构可分为两部分：绝缘层和保护层。涂抹绝缘是一种传统的工业绝缘方法，具有成本低，工艺简单，抗压强度高的优点。绝缘层通常使用诸如硅酸钙，碳酸钙，硅酸铝和岩棉之类的材料，并且保护层通常使用镀锌铁皮或彩色钢板，喷涂保温是一种新型的保温方法，近年来逐渐开始被广泛使用。其原理是将加压水和保温层材料均匀混合，然后将其喷洒到气缸外部。它被金属丝网紧紧地吸附在圆柱体的外表面上，并在水蒸发并渗出后形成固定的保温表面。与涂抹绝缘相比，喷雾绝缘具有许多优点，例如美观，易于维护和出色的绝缘性能。其绝缘层主要由矿棉纤维（由SiO2，Al2O3和CaO等氧化物组成）制成，保护层通常由防火表面层和拒油涂料层制成。

2汽机保温主要施工流程

2.1 传统涂装保温方法的施工过程比较简单

一般过程是：汽轮机体表面清洁和测量→施工前准备→安全技术披露→汽轮机体涂抹绝缘施工→铺设丝网→抹灰→施工交接验收→施工完毕。

2.2 喷涂保温法的施工过程比较复杂

一般过程为：汽轮机机体表面清洗→施工前准备→安全技术公开→龙骨基础安装→龙骨骨架及密封外护板安装→丝网铺设→汽轮机体喷涂保温施工→防火表层施工→防油漆层施工→施工移交验收→施工完毕。

2.3 汽轮机保温施工技术

在汽轮机保温施工中，涂片保温方法的施工过程已经比较成熟。本文重点介绍喷涂保温法的施工技术。

（1）蒸汽轮机主体的表面干净：开始施工之前，必须对蒸汽轮机设备和管道的表面进行彻底的除污和除垢，并且设备和管道必须完全干燥。

（2）施工前的准备工作：喷涂和保温施工前应准备保温材料和相应的机械。矿棉纤维与水的质量比应控制在2：1左右，并均匀混合；应当事先搭建施工平台，并在施工现场采取预防措施，进行防尘隔离处理。

（3）安装龙骨底座：安装龙骨底座时，先在气缸体表面上以一定间隔均匀打孔（孔深控制在10mm左右），然后将金属板固定在底座上。用螺钉固定气缸体，同时防止金属传导散热，应在气缸体和金属板之间填充适当厚度的绝缘材料（通常是石棉垫）；钻龙骨法兰时，应考虑钻孔位置，不影响气缸的整体功能，也方便以后盖的安装；在机器侧的悬挂点上应安装适当尺寸的金属板，以用作固定密封外罩的固定件。

（4）安装龙骨骨架并密封外部护板：安装龙骨基础后，将骨架脚焊接到金属板上。支脚的尺寸应略小于绝缘层的厚度（通常为3〜4mm），十字形扁钢。焊接并固定在骨架的支脚上，以形成外部骨架以形成网状结构。绝缘层的支撑结构在汽轮机高压缸侧面安装密封的外部防护板时，应在外部防护板和框架中填充适当厚度的隔热材料（通常是石棉垫片），并用螺栓牢固地固定。法兰护板和车架扁钢应根据气缸体的实际轮廓制造，密封外护板和法兰护板应采用金属铆钉牢固固定。

（5）设置铁丝网：铁丝网应从下到上沿缸体表面铺设，并注意均匀地覆盖网状结构。带刺的铁丝网需要绑扎并固定一定的间隔（通常约为100mm），以防止在施工过程中松动。

（6）喷涂保温：喷涂前，首先用柔软的材料将丝网的一侧密封，然后从另一侧喷涂到丝网和气缸之间的空层中；喷涂时，喷涂机应上下移动，同时喷涂时应用手压紧绝缘材料。喷涂应纵向，分段，一次成型。在完成缸体表面的所有喷涂和隔热工作后，应手动成型隔热层，以确保喷涂材料缸壁均匀而美观地紧密分布。

（7）防火抹布的表面施工：防火抹布的表面施工必须在绝缘层的水分完全渗出后进行；擦拭表面层的厚度应控制在15mm左右，施工应从下到上进行。擦拭表面层应光滑，干净。

3汽机保温常见问题及措施

（1）在汽轮机保温结构中，应考虑汽轮机实际运行中的热膨胀，并应根据设计图和实际情况预留膨胀裕度，以防止绝缘层因局部过大的应力而损坏。例如，在蒸汽轮机主体上进行喷涂和隔热施工时，应注意在密封外护板与涡轮机底座和轴承座之间留出适当的距离。

（2）在保护层的构造中，应注意采用层错缝法，以减少热量损失并提高绝缘结构的安全性能。

（3）在喷涂和保温施工期间，请始终注意将环境温度保持在10℃以上，以免保温材料破裂。当环境温度太低时，可以使用加热器加热来提高环境温度。

（4）汽轮机绝热施工完成后，为了检测保温效果，防止因汽轮机各部位温差过大而引起的不良后果，应对汽缸体进行温差试验。在额定功率下，测量汽轮机每个气缸的上，下半气缸之间的最大温差。并且钢瓶与环境之间的最大温差，测量值应在允许范围内。

（5）喷涂绝缘与涂抹绝缘相比具有相对较低的抗压强度，并且容易损坏汽轮机经常检修的部分（例如气缸表面，气缸的两侧等）的绝缘结构）。可以考虑在上述零件处增加龙骨支撑框架的强度，或添加维护平台。

4火电机发展展望

机组的深层调峰操作规范化后，有必要对每个子系统进行深入研究，以确定设备的最佳工作模式，并在必要时进行设备升级。为了继续促进和扩大火电机组的灵活运行，有必要研究和开发新技术和设备，例如快速启停技术，高温熔融盐储热技术，电池储能技术，和宽负荷燃烧器。对于具有多个单元的电厂，最大化整体经济性是运营层面的核心问题。因此，有必要开发一种全厂范围的灵活操作决策系统。该系统应具有以下功能，以确定在不同工况下灵活运行期间机组的实际性能，计算和分析不同机组的发电成本，并根据整个工厂的负荷进行多变量耦合计算，操作单元的数量以及调峰需求。在环境保护的前提下，以最小成本和最大收益为约束，制定了针对整个工厂单位的灵活调度策略。政府主导的现有火力发电厂技术改造投资，对于已经建成的火力发电厂，经过严格的技术和经济评估，将对其进行灵活改造，并将利用现有的储热能力实现供热的脱钩以及发电，以及使用所有蒸汽发生器的旁路和燃料混合，共燃等技术，这种改造更加注重提高效率和降低维护成本；根据当地实际地理条件和需求水平，适当新建抽水蓄能发电厂，天然气发电厂和小型火力发电厂等。

结论

蒸汽轮机是火力发电厂的核心设备之一。良好的汽轮机保温结构有利于提高机组的安全性能和经济效益，减少机组的热损失，防止设备和管道的损坏。因此相关人员要继续改进汽轮机保温技术，致力于发明和引进先进的新型汽轮机保温材料，促进汽轮机保温技术的不断进步。

参考文献：

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