工業(yè)鍋爐一般指容量小于35t/h和各種工作壓力鍋爐，P2.5MPa的各種容量鍋爐及特種用途鍋爐。它主要用于工業(yè)生產(chǎn)、采暖、生活等方面。工業(yè)鍋爐的種類(lèi)繁多，按照鍋爐的形式分為火管鍋爐和水管鍋爐兩大類(lèi)。圖17-1為10t/h水管式蒸汽鍋爐，工業(yè)鍋爐爐體的砌筑工程量和主要材料需要量見(jiàn)表17-1。
根據(jù)我國(guó)的燃料政策和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀況，目前工業(yè)鍋爐的燃料以燃煤為主，約占總?cè)萘康?5%左右，燃油、燃?xì)夤I(yè)鍋爐占總?cè)萘康?%左右6工業(yè)鍋爐的燃燒設(shè)備以鏈條為主，約占總?cè)萘康?0%,其次為往復(fù)爐排，約占總?cè)萘康?0%-25%,小容量鍋爐仍使用固定爐排。
工業(yè)鍋爐是有爆炸危險(xiǎn)的承壓設(shè)備，因此，它的設(shè)計(jì)、制造、安裝質(zhì)量和運(yùn)行管理水平與人們的生命、財(cái)產(chǎn)安全息息相關(guān)。我國(guó)曾頒發(fā)許多相關(guān)的文件和規(guī)程，規(guī)定從事該項(xiàng)工作的單位都經(jīng)審査批準(zhǔn)，具有相應(yīng)的資格。鍋爐安裝單位持有與所安裝鍋爐級(jí)別相符的鍋爐安裝許可證，在鍋爐的安裝過(guò)程中要嚴(yán)格按程序進(jìn)行，做好鍋爐安裝的施工記錄。
工業(yè)鍋爐的砌體結(jié)構(gòu)
工業(yè)鍋爐的砌體是封閉的燃燒室，以供燃料燃燒，并將鍋爐中燃燒的火焰及各受熱面與外界隔絕起來(lái)。因此，要求砌體結(jié)構(gòu)具有耐熱性、隔熱性和密封性。
爐墻結(jié)構(gòu)
容量在35t/h以下的工業(yè)鍋爐的爐墻以重型結(jié)構(gòu)為主，爐墻直接砌筑在鍋爐的基礎(chǔ)上。
爐墻由內(nèi)外兩層組成，耐火的內(nèi)襯墻用標(biāo)準(zhǔn)耐火磚砌成，隔熱的外墻用機(jī)制紅磚砌成。為改善隔熱性能，在耐火磚與紅磚之間留有20mm左右的隔熱層，填充隔熱材料，或在中間砌16mm硅藻土隔熱耐火磚。紅磚外墻四壁轉(zhuǎn)角要求相互咬砌，使四壁形成整體，外面用輕型鋼架將外壁箍住，有的外墻外面不加鋼架，形似普通磚墻。
爐墻厚度為360~730mm,內(nèi)層為116~232mm耐火磚，外層為240?480mm紅磚。在鍋爐尾部煙道的低溫區(qū)，當(dāng)煙氣溫度低于500℃時(shí)，爐墻全部使用紅磚砌筑。
爐頂結(jié)構(gòu)
工業(yè)鍋爐的爐頂結(jié)構(gòu)常用拱形爐頂和吊掛爐頂。拱形爐頂由型鋼的拱腳梁、拱腳磚、楔形磚和保溫層組成。吊掛爐頂由型鋼吊掛橫梁、吊掛裝置、吊掛磚和保溫層組成。
工業(yè)鍋爐砌體的砌筑
砌筑的準(zhǔn)備工作
(1)施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)具備的條件
1)施工部位的鋼結(jié)構(gòu)、受熱面、爐墻零件及其他裝置的組合和安裝工作以及水壓試驗(yàn)已完成并驗(yàn)收合格。
2)爐體施工部位的現(xiàn)場(chǎng)清除干凈清潔，并經(jīng)檢查合格。
3)施工部位應(yīng)有防雨或防凍措施。
(2)施工材料的檢驗(yàn)
爐體砌筑所使用的耐火材料、隔熱材料及其制品的質(zhì)量均應(yīng)符合相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求，應(yīng)具有合格證書(shū)并作外觀檢査和抽樣檢驗(yàn)，合格后方可使用。
(3)施工材料的堆放
耐火材料、隔熱材料、填料和泥料一般要求在倉(cāng)庫(kù)和棚房?jī)?nèi)存放。應(yīng)按施工順序和不同規(guī)格分別堆成磚垛，并堆放整齊。
(4)施工資料準(zhǔn)備
爐體的砌筑工作應(yīng)按照鍋爐制造廠提供的砌體圖紙、砌筑說(shuō)明書(shū)、砌體材料配制說(shuō)明等技術(shù)文件進(jìn)行。
爐體砌筑要求
(1)耐火材料與隔熱材料要防潮。
(2)耐火泥漿與耐火磚相適應(yīng)。
(3)耐火磚砌體應(yīng)錯(cuò)縫砌筑，不允許有通縫。磚縫泥漿應(yīng)飽滿(mǎn)、均勻：
(4)砌體的磚縫應(yīng)控制在2?3mm。
(5)砌體應(yīng)平整和垂直，砌筑時(shí)要經(jīng)常進(jìn)行檢査。
(6)紅磚砌筑前用水浸濕，砌體表面應(yīng)清潔，紅磚砌后表面需勾縫。
爐體砌筑
爐體砌筑前需將爐體基礎(chǔ)表面用高標(biāo)號(hào)水泥砂漿找平，然后按照爐體施工時(shí)放的中心線(xiàn)放出各部位墻身線(xiàn)。爐體四周的墻身放線(xiàn)，應(yīng)自?xún)?nèi)向外進(jìn)行，以保證爐膛正確尺寸。
(1)爐底砌筑。爐底的砌筑由爐體和煙道中間的橫向中心線(xiàn)開(kāi)始，向兩邊的端部進(jìn)行。砌筑時(shí)要橫著爐體順砌，采用平砌或側(cè)砌，爐底及煙道的上一層磚一般進(jìn)行橫砌，與爐渣及爐氣流動(dòng)方向垂直。
(2)爐墻砌筑。砌筑爐墻時(shí)，墻角起著基準(zhǔn)作墻的垂直度、水平度、磚縫的厚度以及橫、豎縫的排列都是以墻角為基準(zhǔn)點(diǎn)的。墻的直線(xiàn)部分按照砌磚邊緣拉緊的線(xiàn)繩進(jìn)行砌筑，用標(biāo)桿控制磚層的厚度，每層磚的實(shí)際厚度刻在標(biāo)桿上。砌筑時(shí)經(jīng)常用水平尺1、靠尺或線(xiàn)錘檢査并及時(shí)糾正。墻角用磚應(yīng)挑選不缺棱掉角、不扭曲、厚度均勻的磚，采用TZ-1直形磚(172mmx114mmx65mm)砌錯(cuò)縫。在墻體出現(xiàn)銳角或鈍角時(shí)，將整堵墻的角部磚切割加工，避免出現(xiàn)凹凸或缺棱掉角現(xiàn)象，保持砌體的垂直與平整。
砌筑折焰墻時(shí)，泥漿要飽滿(mǎn)。如遇到磚下不去的情況，不管是什么原因造成的，只能加工磚，不允許撬管子或用錘把磚打下去。折墻與外墻之間應(yīng)留膨脹縫。
砌筑水冷壁拉鉤磚時(shí)，應(yīng)按照施工圖的尺寸，拉線(xiàn)將拉鉤磚先砌好，再砌拉鉤兩側(cè)的爐墻。相對(duì)的兩塊拉鉤磚互相對(duì)齊，向火面應(yīng)與所在墻體處在同一平面上，拉鉤磚靠向火面的一端應(yīng)低于10mm。砌筑水冷壁及受熱面管束、鍋筒、集箱部位的爐墻時(shí)，爐墻表面應(yīng)留有間隙，砌在墻中的管子應(yīng)纏耐火繩，在受熱后可以自由膨脹。
為了防止內(nèi)墻與外墻脫離和保持爐墻的穩(wěn)定性，要進(jìn)行內(nèi)外墻的互相拉固。在高度上內(nèi)襯砌體每隔6~8層要將一層耐火磚插人紅磚砌體中(見(jiàn)圖17-2)，或者在水平方向上每隔1m左右用耐火磚頂砌一塊拉固磚，各層拉固磚的位置在垂直方向上應(yīng)該錯(cuò)開(kāi)。當(dāng)鍋爐墻體高于10m時(shí)，需用金屬構(gòu)件進(jìn)行加固并配異型磚砌筑。
(3)燒嘴磚的砌筑。當(dāng)爐膛高度達(dá)到燒嘴位置時(shí)。應(yīng)根據(jù)施工圖的標(biāo)高尺寸，將燒嘴的位置畫(huà)出，經(jīng)核對(duì)尺寸準(zhǔn)確無(wú)誤后，首先砌筑燒嘴，砌筑時(shí)采用拉線(xiàn)方法嚴(yán)格保持其中心位置、標(biāo)高和傾斜角度，待燒嘴磚砌好后，再拉線(xiàn)填砌爐墻。
(4)前后拱的砌筑。前后拱采用異型磚吊掛砌筑。在砌筑前要進(jìn)行磚與管子間距尺寸檢査，砌筑時(shí)要拉線(xiàn)，以保證砌筑平面的平整。懸掛磚的平面度偏差不大于4mm,每塊磚應(yīng)進(jìn)行試砌，對(duì)不合適的磚要進(jìn)行適當(dāng)加工,孔眼過(guò)大造成磚面不平時(shí)，在孔眼內(nèi)墊薄鐵皮找平。前后拱掛磚應(yīng)從拱腳開(kāi)始，按橫排的順序由下向上砌掛，嚴(yán)禁按豎排順序砌掛，防止磚縫的誤差積累，造成豎向磚縫超差。
(5)拱形爐頃的砌筑。砌筑拱形爐頃時(shí)，先砌筑拱腳磚，拱腳磚要砌平直;斜面角度要符合拱的要求;兩拱腳墻的跨度要處處相等;拱腳磚牢固，拱腳磚砌好經(jīng)檢査合格后才能支設(shè)拱胎。筑拱頂時(shí)要拉線(xiàn)，拱頂砌完后將鎖磚均勻、對(duì)稱(chēng)地打入拱旋，拆除拱胎。
拱頂兩端要伸入端墻80-100mm,砌兩側(cè)端墻時(shí)將拱端密封砌平，拱的兩端與護(hù)墻之間要留有20mm的間隙，以保證拱頂受熱后自由膨脹，防止頂裂爐墻。
在梁上砌拱時(shí)，拱腳磚應(yīng)緊靠拱腳梁砌筑，應(yīng)先砌筑好拱腳磚后面砌體后再砌拱頂。拱腳磚后部不準(zhǔn)砌硅藻土或輕質(zhì)磚，拱腳磚后部不得有空隙。
拱頂厚度小于3m時(shí)，應(yīng)打入一塊鎖磚，大于3m時(shí)應(yīng)打入3塊鎖磚，鎖磚砌人拱頂深度約為2/3?3/4,在同一拱頂內(nèi)砌筑深度應(yīng)一致。
當(dāng)拱頂采用楔形磚和標(biāo)準(zhǔn)磚混砌時(shí)，拱的頂部不得使用3塊標(biāo)準(zhǔn)磚。
(6)砌體嘭脹縫的留設(shè)。在砌體上應(yīng)留設(shè)膨脹縫以補(bǔ)償爐墻受熱后產(chǎn)生的膨脹，膨脹縫應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)備技術(shù)文件的規(guī)定留設(shè)。當(dāng)設(shè)計(jì)上沒(méi)有具體規(guī)定時(shí)，膨脹縫按每米5~7留設(shè)，或按材料膨脹系數(shù)的計(jì)算數(shù)據(jù)留設(shè)。各部位的膨脹縫不允許降低砌體強(qiáng)度，還要保證爐體的嚴(yán)密。膨脹縫內(nèi)填塞耐火繩，防止縫隙被灰渣堵塞而失去作用，耐火繩直徑略大于膨脹縫尺寸。
爐墻的水平膨脹縫一般設(shè)置在內(nèi)墻分段卸載結(jié)構(gòu)處(見(jiàn)圖17-3)，兩條水平膨脹縫的上下間距約為2~3m。
垂直膨脹縫一般設(shè)在爐墻的角部，爐膛寬度大于5~6mm時(shí)，應(yīng)在爐墻中部設(shè)置數(shù)量的垂直膨脹縫。隔墻和折墻的膨脹縫以伸入耐火磚層90~95mm為宜(見(jiàn)圖17-4)。
爐體拱頂?shù)泥孛浛p除填耐火繩外，縫的外露部分需用一層平磚覆蓋(見(jiàn)圖17-5)。
膨脹縫應(yīng)清潔，不得夾有泥漿、碎磚及其他雜物;縫內(nèi)填料嚴(yán)實(shí)，不得凸出砌體表面，保持與砌體表面平齊;水平膨脹縫水平度誤差，每米長(zhǎng)不大于2.5mm,全長(zhǎng)不大于15mm;垂直膨脹縫垂直度誤差，每米長(zhǎng)不大于1.5mm，全高不大于15mm。
(7)排氣孔的留設(shè)。砌筑紅磚外層時(shí)，應(yīng)留設(shè)適當(dāng)數(shù)量的直徑為20mm左右的金屬短管作烘爐排氣孔，一般水平方向間距為1.5m左右，垂直方向間距為1.3?1.5m左右。如果不用金屬管，也可在墻中留設(shè)60mm*60mm左右的排氣孔。烘爐完畢后將排氣孔堵死。
烘 爐
烘爐前的準(zhǔn)備
(1)鍋爐本體及其附屬裝置、工業(yè)管道全部安裝完畢，水壓試驗(yàn)合格，爐墻砌筑和管道保溫防腐全部檢驗(yàn)合格。爐膛、煙道膨脹縫內(nèi)部清理干凈。
(2)爐體砌筑完畢后，打開(kāi)各處門(mén)孔，自然干燥一段時(shí)間。
(3)按技術(shù)文件的要求選好爐墻的測(cè)溫點(diǎn)，如對(duì)測(cè)溫點(diǎn)無(wú)特殊規(guī)定時(shí)，測(cè)溫點(diǎn)設(shè)在燃燒室爐排上方1.5~2m高度的側(cè)墻中部;過(guò)熱器或相應(yīng)爐膛口兩側(cè)墻中部;省煤器或相應(yīng)煙道后墻中部。
(4)烘爐所需的風(fēng)機(jī)、水泵等附屬設(shè)備試運(yùn)行完畢，可隨時(shí)投入運(yùn)行。
(5)熱工儀表安裝完畢，校對(duì)合格。
(6)準(zhǔn)備好木柴、煤等燃料。
(7)編制好烘爐方案及烘爐曲線(xiàn)，備好記錄用表等。
烘爐
(1)烘爐應(yīng)按事先制定和批準(zhǔn)的烘爐方案和烘爐曲線(xiàn)進(jìn)行，根據(jù)爐墻溫度來(lái)確定升溫速度和烘爐時(shí)間的長(zhǎng)短。典型的工業(yè)鍋爐烘爐曲線(xiàn)(見(jiàn)圖17-6)第1天升至50℃，第2天至第9天溫度平穩(wěn)升至210℃,第10天至第14天溫度控制在210?220℃之間，第15天烘爐結(jié)束。烘爐時(shí)怍好記錄。
(2)烘爐時(shí)溫度應(yīng)緩慢升高，爐排上的燃料應(yīng)分布均勻，不得堆在前后拱處，以免前后拱升溫過(guò)快出現(xiàn)裂縫。烘爐過(guò)程中應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)爐排和除渣機(jī)。
(3)烘爐時(shí)鍋爐水位保持正常，對(duì)鍋爐汽包及各箱膨脹應(yīng)監(jiān)視和記錄。
(4)烘爐時(shí)經(jīng)常檢査爐墻情況，爐墻不得有裂紋或凹凸等缺陷，如發(fā)現(xiàn)缺陷應(yīng)及時(shí)補(bǔ)救。