第七节　炉墙与管网保温

一、锅炉容量与表面散热损失的关系

锅炉在运行中，炉墙、锅筒、联箱、管道等的外壁温度均高于周围环境温度。通过辐射、对流方式散失热量，这就是表面散热损失q5。其散热损失的大小主要与锅炉容量（主要指外表面积大小）、炉墙结构（主要指材质、热导率与厚度）、外表面温度与周围环境温度差值有关，如图2-17所示。锅炉容量小，有时不设省煤器与空气预热器，而单位容量所占有的表面积大，因而小容量锅炉表面散热损失较高。锅炉容量增加时，散热损失的绝对值并不成比例增加。容量大的锅炉，散热损失可相对降低，且比较平缓，几乎是向下倾斜的斜线。外表面温度越高，周围环境温度越低，空气流速越大，散热损失越大。另外，耐火材料质量差、施工不达标、炉墙损坏、不严密，都将增加散热损失，降低锅炉热效率。应达到GB/T 15910《热力输送系统节能监测方法》的规定指标。

有时新锅炉刚投入运行，炉墙外表面温度高于设计计算值，并且随着炉役期的延续，表面散热损失会明显增大，这是因为：

①耐火材料质量至关重要。耐火材料实际热导率往往大于说明书给出值，用户又无能力进行抽查检验；安装、砌炉质量不合标准规范，未能按设计图纸进行施工；耐火泥料配制不符合标准要求。因而不仅炉墙外表面温度偏高，预留膨胀缝或砖缝大，容易出现裂纹、裂缝，甚至变形，而且随炉龄的增长，还会逐渐扩大。

②烘炉升温不能严格按规范进行，升温速度快，且波动大，砖体膨胀不均匀。平时运行负荷波动频繁，炉温忽高忽低，砖体耐急冷急热性能差，都会造成炉墙出现裂纹、变形、鼓突，甚至发生倒塌等。

③对炉墙及保温层日常维护重视不够，停炉检修时往往容易忽略，对其存在的问题得不到及时处理。日常运行一般采用炉膛负压操作，由于冷空气的穿透和冲刷力，使原有缝隙会变得越来越大，外表面温度会逐渐升高。

二、炉墙结构合理，保温密封良好

炉墙是构成锅炉炉膛与流通烟道的外壁，维持其内部系统的高温状态，减缓向外界散热，并使烟气按所规定的方向流通。可见炉墙是主体设备的重要组成部分，应重视其设计和施工。要求有良好的耐热、绝热、严密、抗蚀和防振等性能，并具有足够的机械强度和承受温度急剧变化的性能。此外，还要求质轻价廉，便于施工与维护。因而炉墙对主体设备性能的影响是非常大的。

炉墙按其结构不同，分为重型炉墙和轻型炉墙两种。大中型锅炉一般采用重型炉墙，它分为内外两层，内层为耐火砖，外层砌红砖，两层间留有20mm左右间隔，填充矿渣棉板或珍珠岩颗粒等保温材料。两层之间沿高度方向间隔用锁砖连接，内层留有适量膨胀缝。重型炉墙保温性能好，节省外护钢板。而小型锅炉特别是快装锅炉多采用轻型炉墙，它是由轻质耐火砖与保温材料组合而制成的。优点是质轻、施工简单，但需外护钢板。

三、炉墙及保温层的维修方法

根据多年基层工作经验，应重视和加强炉墙的维修与保护，可视具体情况采用以下方法。

1.填缝堵漏法

此方法主要适用于较大的缝隙漏热处，提高炉体的严密性。首先用压缩空气吹扫干净缝隙中的尘土，必要时用铲刀修整铲平缝隙。然后用水泥浇注料或细黏土粉与适量海泡石粉加水玻璃和少量卤水，搅拌成软膏状，填塞到缝隙里边，中间塞耐火纤维棉或毡条、石棉等，最外边再用上述泥料塞满压实、抹光。一般可在正常运行时修理，如在停炉检修时处理，里外同时填塞效果更好。

炉门、看火孔、灰门等处的门盖与门框之间，均有一圈槽，镶嵌有石棉绳。当运行一段时间后，易损坏脱落，加大了散热损失并漏入炉内冷空气。在锅炉运行中可以进行更换，但要注意用石棉板或耐火砖挡好炉门洞口，防止烫伤操作人员。在门框的周边与炉墙之间常出现裂缝，用上述方法修理即可，如在停炉检修时，从内外侧同时修补更坚固一点。

2.拆砌挖补法

此方法主要适用于砖砌炉墙局部变形、剥落、掉砖、倒塌等情况。一般多出现在炉墙内侧，致使外表面温度急剧升高，散热损失加大。同时威胁到安全生产，应及时进行修理。在停炉前进行详细检查，制订稳妥方案，做好准备工作，有时需要搭好脚手架，确保安全。首先要拆除损坏部位，清理干净底部与周边，用原规格的耐火砖砌好即可。还可视具体情况，用耐火浇注料或水泥浇注料捣打，在捣打时需要支模板，并应注意捣打料不宜太软，否则会出现较大的收缩缝。

3.表面喷涂法

表面喷涂法也叫表面喷浆法，主要适用于炉墙表面小裂纹较多、砌炉质量差、砖缝泥料不饱满或者预留膨胀缝开裂透气等，致使炉墙外表面温度较高。为了降低散热损失，增强炉体的严密性，应及时进行处理。

喷涂所用设备为工业喷浆机，室内装修用的喷浆机也可。浆料选用细黏土粉，用水调和并加适量水玻璃与卤水，稀稠度要适合喷涂；亦可购耐火泥浆或耐火涂料。一般可在锅炉运行中外表面温度稍高时进行，也可在停炉检修时内外表面同时进行喷涂。温度高便于浆料与炉墙黏结、干燥。可分多次喷涂（如2～3次），一层干燥后再喷涂下一层。每层不可太厚，太厚了流失多。喷涂的总厚度应掌握在3～5mm之间，可降低炉墙外表面温度3～5℃，并增加炉体的严密性。

4.抹灰贴附法

所谓抹灰贴附法，就是在炉墙外表面，用人工涂抹一层耐火保温泥料。该方法主要适用于炉墙相对较薄、外壁温度高、散热损失大的情况。所用材料为细黏土粉、海泡石粉（或石棉绒、蛭石粉、石膏粉等），加水调和并配入适量水玻璃、卤水，调成膏状。用人工涂抹在需要保温的炉墙外表面，有时也可在内侧贴附。均需压实、抹光，其厚度一般为15～30mm，太薄了不易粘贴，太厚了无必要，可在常温下涂抹。该方法的优点是能有效地降低炉墙外表面温度10℃左右，提高炉体的严密性。缺点是炉墙外表面保温绝热后，其内层温度相应升高，钢结构温度也要提高。如在施工时表面不好粘贴，可敷设铁丝网或在砖缝插入钢钉。为增加外表面美观，在绝热层外面可刷涂料。

5.表面贴毡法

该方法的特点是在炉墙内表面粘贴适当厚度的耐火纤维毡。视炉膛内的温度高低，选择纤维毡的品种与厚度。温度低时选普通耐火纤维毡，温度高时选硅酸铝耐火纤维毡。其厚度视保温要求一般为20～30mm，可用专用黏结剂在常温时粘贴。实践证明，炉墙外表面温度可降低15℃左右。

表面贴毡法主要适用于炉墙相对较薄、外表面温度太高、散热损失大且锅炉负荷变化频繁等场合。当炉墙内侧保温后，不但可明显降低表面散热损失q5，而且还可增加炉体的严密性，减少炉墙蓄热量，锅炉快速升温，也不会造成耐火材料裂纹或变形等问题。在炉膛侧墙内侧贴毡时应当避开膜式水冷壁，或在水冷壁管间贴附，否则影响少量受热面。最好在卫燃带贴附，亦可改换成在炉墙外侧抹灰贴附。实践证明，耐火纤维毡可承受高温气流冲刷，但不能抵抗机械外力作用。

四、管网保温层损坏与维修方法

1.管网输送效率与存在问题

无论是蒸汽管网或是热水管网，要求热能输送效率应在96％以上，表面散热损失小于4％。经多年现场测试或节能监测得知，多数企业可以达到要求指标。石化、化工、发电等行业，管网保温绝热搞得规范、整洁，无渗漏问题，表面散热损失均在2％以下。但也有不少企业尤其是小型锅炉房达不到要求，存在问题较多，主要表现在：

①管网保温材料性能差，施工不符合标准规范。保护层破损严重，保温结构有脱落现象，个别企业还存在裸管问题，管网散热损失远超标准规定。这种热损失太可惜，锅炉系统耗用大量能源与人力，方转换为蒸汽或热水，在输送过程中白白流失了，是一种极大的浪费。

②影响管网输送效率的另一个重要问题，就是管道、阀门的跑、冒、滴、漏。这是老问题了，还未引起足够重视。如以渗漏水为例，可用下式近似计算，其每年的热损失是惊人的。

ω=0.1d2（Δp）1/2，t/h　　（2-19）

式中，ω为每小时渗漏水量，t/h；d为渗漏孔的直径，mm，若为圆孔，d取孔的直径，若为其他形状，d取当量直径ddl，ddl=（4F/π）1/2，F为渗漏孔实测面积，mm2；Δp为渗漏孔前管道流体的内外压力差，MPa，实际为管内流体的表压力。

如果管道内输送的是蒸汽或高温水，用查表法可换算为热损失。

③对管网维护差，重视不够，存在问题不能得到及时修复。

2.管网保温绝热层的维修方法

管网的保温结构有多种，常见的有：拼砌式捆扎结构（各种预制保温瓦、保温毡等）、缠绕结构（用石棉绳或保温带等）、涂抹结构（现场配制保温料或购置保温膏等）以及岩棉保温套管等。其共同点，一般分为三层，即绝热层、包扎层与表面保护层。就破损原因分析，首先损坏的是表面保护层。保护层完整无损，内里的绝热材料不可能脱落损坏。因此，选择与敷设好保护层是关键所在。

保护层一般有五种用料：传统方法系采用石棉水泥人工涂抹法。可用水玻璃调和并加入适量卤水，调成膏状；比较高档次的是用镀锌钢板包扎，并用自攻螺钉或卷边法咬合固定牢固；新近生产的玻璃纤维铝箔板和玻璃钢材料，并用铝箔胶带或钢带捆扎牢固；还有一种叫防水玻璃纤维布，系在表面浸透沥青油，经压光而成。在选择保护层材质时，应根据坚固耐用、防潮、防雨性能与周围环境要求等具体情况决定。

包扎层主要用料为铁丝网并用铁丝捆扎。其作用是捆扎好绝热层，保持规整、坚固，便于整理成圆形，其外敷设保护层，达到管网整洁美观。

保温绝热层的维修方法，一般参照原结构与损坏的具体情况，择优选用。如原来是岩棉套管结构，最好仍用原规格岩棉套管修复。拆除损坏部分，用手锯把保留部分切割整齐，把钢管外壁清理干净并涂刷防锈漆，然后把所需岩棉管纵向切开，套在钢管上并切口朝下，用镀锌铁丝捆扎牢固，其外不必包扎铁丝网，但需用玻璃纤维布螺旋缠绕两层，方向相反，每圈压边30～50mm，并用镀锌铁丝捆扎，防止松散，最后包扎保护层。有时用涂抹法修复较为简单实用，所用材料易于购进，现场配制也较为方便，不受损坏形状限制，不必非得切割找齐，直接购买预制袋装保温膏更为便捷。若原保温层较薄时，还可适当加厚。当遇到不规则部位时，如阀门、法兰、弯头等，需要进行固定式保温，则可按其形状进行涂抹，非常方便，节省工时。

涂抹法所用材料与配方为：细黏土粉50kg、石棉绒50kg、海泡石粉2m3（或蛭石粉、珍珠岩粉），用水玻璃300kg并加适量卤水调和成膏状。

五、炉墙、管道表面散热损失节能监测

通常选用接触式表面温度计或低温红外测温仪，测定炉墙与管道外表面温度。炉墙的面积比较大，应分部位设代表性测点，除专门测试外，在炉门、看火孔300mm周围不设测点。管道应分前、中、后三段，每段选一截面，测周边上下与左右侧四点温度。环境温度距散热面1m处测取。上述温度各取算术平均值，并按常规进行计算，依据国家标准进行评价，提出改进意见与建议。

有时，为了专门寻找漏热部位或漏热点时，可用红外测温仪对炉墙或管网专项进行测定，以便针对性地采取节能措施。