敷管炉墙的结构

18.2.3　敷管炉墙的结构

所谓敷管炉墙是将轻质炉墙材料敷设在膜式水冷壁或光管水冷壁、包覆过热器的内扩板上形成的炉墙。敷管炉墙的特点是炉墙材料重量直接由受热面支承，炉墙材料和受热面一起膨胀。敷管炉墙的材料可以采用不定形材料和纤维状材料，这些材料有：耐火混凝土、保温混凝土、膨胀珍珠岩、微孔硅酸钙、硅酸铝耐火纤维、岩棉、矿棉和玻璃棉等，有时泡沫石棉也用作保温材料。保温混凝土的敷管炉墙用抹面涂料作防护层，纤维状保温材料的敷管炉墙用金属护板作防护层。敷管炉墙由于重量轻、保温性、气密性好，是近代大容量电站锅炉普遍采用的一种炉墙结构形式，目前400t/h以上的大型锅炉无一例外都采用这种炉墙结构。

敷管炉墙典型结构如图18.9所示，分光管敷管炉墙和膜式壁敷管炉墙两大类，下面分别予以介绍。

图18.9　敷管炉墙的典型结构

（a）光管敷管炉墙；（b）膜式壁敷管炉墙

1—膨胀珍珠岩保温混凝土；2—耐火混凝土；3—抹面涂料；4—紧固件；5—1.6mm×20mm×20mm六角镀锌铁丝网；6—3.5mm×40mm×40mm镀锌铁丝网；7—8mm圆钢；8—岩棉、矿棉或玻璃棉；9—金属外护板；10—内护板；11—硅酸铝耐火纤维；12—铝箔

1.光管敷管炉墙

光管敷管炉墙结构如图18.9（a）所示，对于采用混凝土结构的炉墙，一般在工地现场浇注。如果管子的节距较大，可以用合适的圆钢点焊于管子之间，圆钢直径应略大于两管子之间的间隙；圆钢长度为500mm，两圆钢之间留有2mm间隙，以利圆钢受热膨胀。在浇注混凝土之前，先在水冷壁或包覆管上敷设3.5mm×40mm×40mm的镀锌铁丝网并与管子点焊，且每隔320mm×400mm的间距在管子上焊上M8的螺栓作为紧固件。向火侧的耐火混凝土一般浇注50mm～60mm的厚度，经过规定的养护期后，再在其外浇灌保温混凝土或敷设保温材料；在保温层外铺设1.6mm×20m×20m的镀锌铁丝网，套上压板和旋紧M8螺母，最后在镀锌铁丝网上涂抹20mm～25mm厚的抹面涂料作为密封层。为了防止抹面层不规则开裂，在抹面层上应设膨胀缝，膨胀缝的网格为1.5～2m。

由于光管敷管炉墙采用密度很大的耐火混凝土和保温混凝土，其热力性能均不太理想。图18.9（a）右图表示了另一种结构的光管敷管炉墙，它是在光管外敷设3mm钢板作炉墙的护板的炉墙结构，这种结构保证了炉墙的气密性并可采用纤维状保温材料，从而改善了炉墙性能。

2.鳍片管敷管炉墙

当炉膛受热面采用整焊鳍片膜式水冷壁时，炉墙内壁面温度不超过400℃，可以省去耐热层而直接由绝热层和密封层组成。这种管上炉墙和一般的保温层没有多大差别，所以采用这种炉墙的锅炉有时被称为“无炉墙锅炉”。图18.9（b）中分别表示了在膜式壁上浇灌保温混凝土外加抹面涂料、在膜式壁上外衬硅酸铝纤维毡和纤维状保温毡外加金属外护板及全部采用纤维状保温毡加金属外护板三种不同的敷管炉墙结构，其中采用纤维状保温毡结构的炉墙热力特性最好。保温混凝土的紧固采用螺栓、压板和螺母；纤维状保温材料的紧固采用保温钉和自锁压板。采用纤维状保温材料，可以在整台锅炉全部安装好并作完水压试验之后进行敷设，这样可以避免返工。

敷管炉墙由于是直接敷贴在锅炉受热面的管子上，所以要求管排平整。在炉膛和烟道内出现正压或负压使管子和炉墙受到很大的推力时不能凸起和出现裂缝。轻型砖砌炉墙的最外层有钢板和框架梁，具有很大的刚性，能承受这种推力。为了使敷管炉墙能承受这种推力，常沿炉墙高度每隔3～4m装设一圈刚性梁，用来把炉墙和管子箍起来并使之形成具有刚性的平面，例如图18.10就是该型炉墙所用的刚性梁结构。

图18.10　管上炉墙的刚性梁

（a）搭接式；（b）框架式

1—水冷壁；2—刚性梁；3—钢柱；4—桁架

敷管炉墙比轻型砖砌炉墙墙体薄、重量轻、耗钢少、成本低，且易于做成复杂的形状，又可以和受热面一起组装从而大大简化和加快安装进度。其局限性在于：当炉膛水冷壁管的节距较大时，由于炉墙和管子的膨胀长度相差较大而可能使炉墙裂开，因而不宜采用敷管炉墙；直流锅炉炉墙水冷壁采用水平管圈及壁式辐射过热器时，由于结构上的困难，也难以采用敷管炉墙。