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耐火磚知識與新聞

循環流化床鍋爐/垃圾焚燒爐/大型電廠鍋爐烘爐

    循環流化床鍋爐、垃圾焚燒爐、大型電廠鍋爐運行中,爐膛及物料循環系統內襯表面長期承受高濃度循環固體爐料沖刷,對耐火耐性能提出了嚴格的要求。新施工耐火耐磨內襯材料的烘干過程直接關系到內襯材料的施工質量和性能,就顯傳統的燃木柴和煤的烘爐方法已經難以滿足鍋爐烘爐要求。本公司一種新型的烘爐工藝,選用烘干機用油作為燃料進行無焰烘爐法。實踐證實無焰烘爐法能確保烘爐質量。
    1、烘爐機理
    CFB鍋爐中有多處由耐火耐磨材料構成的內襯,大量采用耐火耐磨搗打料和耐磨澆注料。這些內襯都在現場免的存有游離水、結晶水等不同形態的濕分。在受熱升溫過程中,如果水分迅速蒸發,產生的汽壓超過混凝土可能使爐墻爆裂損壞,甚至可能造成大面積爐墻倒塌;爐墻和內襯中難免有應力集中,如果再加上初始熱膨脹不勻,也會由于熱應力而受到損壞。因此,內襯材料的干燥烘爐是新施工或大修后鍋爐啟動運行前的一般烘爐質量直接影響耐火耐磨內襯的壽命和鍋爐運行可靠性。
一般來說,烘爐要實現的目標是:
   (1)為避免水分快速蒸發而導致爐墻損壞,必須使耐火耐磨材料內的水分緩慢蒸發析出,而且得到充分的干燥。
   (2)干燥后,繼續加熱到一定溫度,使耐火耐磨內襯材料充分固化,保持耐火耐磨層的高溫強度和穩定性,每層強度。
   (3)使耐火耐磨層緩慢、充分而又均勻的膨脹,避免耐火耐磨層由于熱應力集中或耐火耐磨材料晶格轉變造成耐火耐磨層損壞等。
總之,耐火耐磨內襯的干燥掌握住緩慢和均勻地加熱足保證烘爐質量的關鍵所在。
    2、無焰烘爐的特點
    參照國外鍋爐烘爐有關資料,提出無焰烘爐新工藝,其要點如下:
   (1)無焰烘爐以熱煙氣作為熱源,使內襯材料獲得緩慢的加熱過程,嚴格遵循耐火耐磨內襯材料水分緩慢均勻速率,控制干燥溫度和溫升速率,促使不同形態水分的順利析出。
   (2)無焰烘爐用烘爐機在爐外產生熱煙氣,將熱煙氣通入需烘干的部位,徹底消除同料系統的分離器及其進器和豎管,斜腿以及冷渣器等部位受結構條件限制,在傳統烘爐方法中形成的烘爐“死角”。
   (3)烘爐機燃料以輕油為主,也可燃氣體燃料或重油,燃燒穩定,熱煙氣溫度能在200~450℃范圍內調控足烘爐溫度和溫升速率的要求。
    4、烘爐方案實施
    (1)爐膛:在9m運轉層布置4只烘爐機,前后墻各2只,烘爐熱煙氣通入爐膛干燥爐膛下部耐火耐磨材料。
    回料腿:在9m運轉層布置2臺烘爐機,通過專用煙道,經爐膛內將烘爐熱煙氣分別引入兩個回料腿,再進入分同料器,2個同料器各布置2臺烘爐機,由人孔門通入熱煙氣,經回料器進入分離器。
    分離器入口:在爐膛出口入分離器的煙道布置1臺烘爐機,烘爐熱煙氣由三通煙道分別經人孔門進入兩個分離器。
    分離器出口:在分離器出口至尾部豎井的水平煙道布置1臺烘爐機,烘爐熱煙氣由三通煙道分別經人孔門進入出口水平煙道。
    冷渣器:在2臺冷渣器各接入1臺烘爐機(根據烘爐情況可以加烘爐機進行)。
    按上述布置,在整臺鍋爐的耐火耐磨材料部分均能得到烘爐機熱煙氣的直接烘干,無任何死角區。
   (2)隔斷和煙氣出口
為使熱煙氣能集中加熱各部位內襯材料,煙氣均自下而上的流動,在爐膛出口處裝有隔墻,隔墻四周留出爐膛的煙氣進入分離器入口;在分離器出口至尾部煙道處也裝上隔墻,阻止烘爐煙氣進入不需烘烤的尾部煙道,留出1m2左右的開孔,裝設帶擋板的臨時煙囪,作為烘爐煙氣的排出口。
   (3)溫度監測點選用
    在熱煙氣烘爐過程中,耐火耐磨內襯的熱惰性很大,準確測定溫度變化較為困難;而相應部位的煙氣溫度監測試值可能有一定的波動,但內襯的溫度變化速率總是滯后的和較平緩的,取特定煙氣測點溫度的平均值作比較檢測內襯溫度更為可靠。
    在鍋爐烘爐過程中,測溫熱電偶選用鍋爐上已有的測溫點,并要求熱電偶的熱節點伸出爐墻。具體選用測溫爐膛底部和中部各4個熱電偶、取8個測點的平均值來表征爐膛烘爐溫度。
    同料器上方各1點,分離器進口煙道各2點,出口各2點,作為分離器烘爐溫度參考值;取各個分離器的5個測點各個分離器的烘爐溫度控制值。
    冷渣器則取每個冷渣器上的3個溫度測點的平均值作為冷渣器的烘爐控制溫度。耐火耐磨材料在干燥過程中,80~200℃時析出游離水,在200~330℃時析出結晶水,當耐火耐磨內襯溫度高時,內部結構固化,逐步達到耐火耐磨材料的性能,由于耐火耐磨材料密度大,內襯具有相當的厚度,水分溢出、并使其體積達到穩定狀態極為困難,干燥過程是烘爐的重要環節。根據烘爐要求和經濟技術比較,烘爐步驟:第一步為內襯材料的干燥,即低溫烘爐;第二步為內襯材料的燒結,即高溫烘爐。無焰烘爐主要是完全干燥,高溫烘爐在鍋爐初次投運時啟動油燃燒器來完成。
    3.無焰烘爐實施溫控曲線
    低溫烘爐主要要實現三個目標:
   (1)使濕爐墻在80-110℃緩慢、均勻排出游離水;
   (2)使濕爐墻在250-330℃緩慢、均勻排出結晶水;
   (3)在300℃以上消除施工應力、增強固化強度。
    為此,制定低溫烘爐溫控曲線。
    烘爐機調節方便,總的來看溫度控制平穩,但實際實施中由于種種干擾,爐內煙氣溫度仍有一定的波動,一般允許煙氣溫度誤差在±25℃;鹩腿紵,高溫烘爐溫升速率可以快些,但仍然需要控制,而且在一些溫度點仍然要恒溫一段時間。
    4、烘爐質量檢驗
    經商定采用模擬試塊,在爐內各烘爐部位放置結構與該部位相同的試塊;烘爐結束測試模擬試塊的殘余水分即為烘爐合格。實際烘爐效果為試塊最大水分在0.8%以下。
    經過結合鍋爐沖管高溫烘爐后再次檢查,爐墻內襯無任何異常跡象;完成了試運和驗收投運后再次檢查,爐墻無任何異常跡象。
    實踐表明,烘爐的質量良好,鍋爐烘爐分成二個步驟可行,特別是第一階段采用無焰烘爐法是成功的。
    5、無焰烘爐法與傳統烘爐法的比較
    與同類CFB鍋爐木柴加啟動油燃器烘爐相比,無焰烘爐法顯示了巨大的優勢,無烘爐死角,一臺爐子一般7.5-8天烘爐完成。
    提高烘爐效果和耐火材料質量效果。


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