武建斌
（山西京能吕临发电有限公司，山西 临县 033200）
某电厂锅炉为350MW 超临界参数直流锅炉、一次中间再热、循环流化床燃烧方式、平衡通风、固态排渣、全钢架结构、水冷滚筒式冷渣器，采用支吊结合的固定方式。其炉膛高度为57米，刚性梁布置有20 层，导向装置布置4 层，标高分别在56.6米层、45.4 米层，26.2 米层，9.3 米层。炉膛外形侧面见图1。
图1 炉膛外形侧面视图
该电厂1 号锅炉烘炉期间水冷风室区域左右侧9.3 米层导向装置发生膨胀受阻情况，后将导向装置前侧档块调整，保证锅炉能向前正常膨胀，但是锅炉整套启动试验试运后冷态发现锅炉下部向前膨胀后未能复位，机组通过168 小时后机组在冷态时仍未能恢复到原始状态。
为解决此问题，笔者与锅炉厂技术人员进行了计算和分析。根据现场对锅炉膨胀位移、导向装置、回料腿上膨胀节变形、炉前给煤装置上的恒力弹簧吊架的变形和工作情况，并结合相关设计和配套件资料，原因分析及处理方案如下：
1 膨胀异常问题原因分析
1.1 变形现象
因锅炉向前出现位移，导致26.2m 层刚性梁上导向装置向前与构架上挡块顶死并出现严重变形，现场已将刚性梁上顶死挡块切割，留出了膨胀间隙（见图2）。9.3m 层导向块也与构架上挡块严重顶死，向下滑动困难，并产生了严重的扭曲变形，根部焊缝有局部开裂情况。同时1 号炉9.3 米右侧墙刚性梁与前侧墙刚性梁连接螺栓已被剪断。
图2 水冷壁向前位移，26.2 炉层导向装置变形（该图片是从底部向上拍的）
1.2 产生原因
1.2.1 锅炉后侧进风
锅炉后侧进风给水冷风室的推力，将会给锅炉两侧导向装置每侧12.5 吨左右的向前推力。（见图3）
图3 后墙进风（热一次风）对水冷风室有朝前的推力
1.2.2 炉前给煤装置恒力弹簧选型偏大
给煤装置恒力弹簧将给两侧导向装置每侧7.5 吨左右的向前拉力。（图4）
图4 给煤装置示意图
1.2.3 炉后回料阀回料腿上膨胀节刚度偏大
回料腿膨胀计算书中位移引起的弯曲应力为1228MPa，超出设计许用应力520 MPa，可判断其径向应力不满足设计上横向位移达98mm 的要求。其上的导向杆几乎都被变形卡死，导致膨胀节径向变形有限，其变形反作用大，导致回料腿在受热后，往前推炉膛。炉膛、回料腿、回料腿膨胀节连接关系见图5，回料腿膨胀节外形图见图6。
图5 炉膛、回料腿、回料腿膨胀节连接示意图
图6 回料阀回料腿膨胀节
1.2.4 刚性梁因结构实际布置原因
26.2 米层以上刚性梁实际膨胀零点在侧墙上距后墙2042mm 处，因限位装置（水冷壁与刚性梁固定点）在安装好以后，炉膛后墙要向后膨胀10mm，而后墙有回料阀顶住，回料阀支撑在构架上，属于膨胀零点，而且其质量大，炉膛无法向后膨胀，这样也会造成导向装置承受一定的膨胀反作用力。见图7。
图7 导向装置与限位装置（水冷壁与刚性梁固定点）的相对位置
2 导向装置受限问题处理方法
2.1 炉前给煤装置恒力弹簧吊架荷载调整
根据与恒力弹簧厂家沟通，恒力弹簧厂家同意将荷载往下调，每个恒力弹簧吊架可以往下调0.5t 左右，通过调整，适当降低此处弹簧吊架对炉膛向前的拉力。见图8，弹簧外形图;图9，弹簧调整张力螺杆。
图8 给煤装置弹簧外形图
图9 给煤装置弹簧调整张力螺杆
2.2 炉后回料腿膨胀节刚度调整
炉后回料腿膨胀节上导向杆更换为光管圆钢、导向杆一端的定位孔扩大（现场是将螺杆螺纹打磨掉处理的，见图10），以保证此膨胀节的导向杆可以在膨胀节变形时可以滑动，不至于被卡死，从而减少此处膨胀节变形的刚度，进而减少回料腿膨胀时对炉膛的反推力。
图10 附位螺杆螺纹打磨过程照片
2.3 刚性梁导向装置处理
2.3.1 针对26.2m 层以上三层刚性梁导向装置按图11、图12 所示进行修改，将两侧墙离后墙2042mm 处的固定点调整为后墙中心。
图11 水冷壁旧固定点切割，新固定点焊接示意图
图12 新固定点焊接示意图
2.3.2 针对26.2m 刚性梁导向装置变形问题
将焊在钢结构上的变形导向块更换为未变形、内加隔板的、新的导向块。焊在刚性梁上的、靠炉后方向挡块，锅炉冷态情况下，向后移动，使焊在刚性梁上的卡块与焊在钢结构上的卡块距离为2mm，焊在刚性梁上，炉前位置的卡块与焊在钢梁上的卡块距离为2mm 安装则可（以抵抗外力引起的振动或晃动）。
2.3.3 针对9.3m 刚性梁导向块变形问题
将9.3m 左右侧刚性梁导向装置全部切除，在标高18.5m 层的两侧刚性梁增设导向装置，导向装置与Z2 主柱形成相对固定点（该层两侧水冷壁旧固定点与新固定点的处理方式参见3.1）。导向装置见图13。
图13 18.5m 层导向装置安装示意图
2.4 1 号炉9.3 米右侧刚性梁靠炉前连接螺栓已被剪断处理
针对1 号炉9.3 米右侧墙刚性梁靠炉前连接螺栓被剪断。适当修磨变形处钢板后穿入螺栓，保证刚性梁受力体系完整。
某电厂锅炉膨胀异常暴露出的问题按上述四个方面逐步调整处理，处理后导向装置的变形或是膨胀受阻致焊缝开裂问题得到了缓解，截至发稿，两台锅炉经多次正常启停机，已正常运行1 年多，验证了此种处理方案能将膨胀受限问题消除。
