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分類:耐火知識(shí)
發(fā)布:2018-04-27 09:28:49
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循環(huán)流化床鍋爐、垃圾焚燒爐、大型電廠鍋爐運(yùn)行中,爐膛及物料循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)襯表面長期承受高濃度循環(huán)固體爐料沖刷,對(duì)耐火耐性能提出了嚴(yán)格的要求。新施工耐火耐磨內(nèi)襯材料的烘干過程直接關(guān)系到內(nèi)襯材料的施工質(zhì)量和性能,就顯傳統(tǒng)的燃木柴和煤的烘爐方法已經(jīng)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(jī)用油作為燃料進(jìn)行無焰烘爐法。實(shí)踐證實(shí)無焰烘爐法能確保烘爐質(zhì)量。
1、烘爐機(jī)理
CFB鍋爐中有多處由耐火耐磨材料構(gòu)成的內(nèi)襯,大量采用耐火耐磨搗打料和耐磨澆注料。這些內(nèi)襯都在現(xiàn)場(chǎng)免的存有游離水、結(jié)晶水等不同形態(tài)的濕分。在受熱升溫過程中,如果水分迅速蒸發(fā),產(chǎn)生的汽壓超過混凝土可能使?fàn)t墻爆裂損壞,甚至可能造成大面積爐墻倒塌;爐墻和內(nèi)襯中難免有應(yīng)力集中,如果再加上初始熱膨脹不勻,也會(huì)由于熱應(yīng)力而受到損壞。因此,內(nèi)襯材料的干燥烘爐是新施工或大修后鍋爐啟動(dòng)運(yùn)行前的一般烘爐質(zhì)量直接影響耐火耐磨內(nèi)襯的壽命和鍋爐運(yùn)行可靠性。
一般來說,烘爐要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)是:
(1)為避免水分快速蒸發(fā)而導(dǎo)致爐墻損壞,必須使耐火耐磨材料內(nèi)的水分緩慢蒸發(fā)析出,而且得到充分的干燥。
(2)干燥后,繼續(xù)加熱到一定溫度,使耐火耐磨內(nèi)襯材料充分固化,保持耐火耐磨層的高溫強(qiáng)度和穩(wěn)定性,每層強(qiáng)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(yīng)力集中或耐火耐磨材料晶格轉(zhuǎn)變?cè)斐赡突鹉湍訐p壞等。
總之,耐火耐磨內(nèi)襯的干燥掌握住緩慢和均勻地加熱足保證烘爐質(zhì)量的關(guān)鍵所在。
2、無焰烘爐的特點(diǎn)
參照國外鍋爐烘爐有關(guān)資料,提出無焰烘爐新工藝,其要點(diǎn)如下:
(1)無焰烘爐以熱煙氣作為熱源,使內(nèi)襯材料獲得緩慢的加熱過程,嚴(yán)格遵循耐火耐磨內(nèi)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(tài)水分的順利析出。
(2)無焰烘爐用烘爐機(jī)在爐外產(chǎn)生熱煙氣,將熱煙氣通入需烘干的部位,徹底消除同料系統(tǒng)的分離器及其進(jìn)器和豎管,斜腿以及冷渣器等部位受結(jié)構(gòu)條件限制,在傳統(tǒng)烘爐方法中形成的烘爐“死角”。
(3)烘爐機(jī)燃料以輕油為主,也可燃?xì)怏w燃料或重油,燃燒穩(wěn)定,熱煙氣溫度能在200~450℃范圍內(nèi)調(diào)控足烘爐溫度和溫升速率的要求。
4、烘爐方案實(shí)施
(1) 爐膛:在9m運(yùn)轉(zhuǎn)層布置4只烘爐機(jī),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(yùn)轉(zhuǎn)層布置2臺(tái)烘爐機(jī),通過專用煙道,經(jīng)爐膛內(nèi)將烘爐熱煙氣分別引入兩個(gè)回料腿,再進(jìn)入分同料器,2個(gè)同料器各布置2臺(tái)烘爐機(jī),由人孔門通入熱煙氣,經(jīng)回料器進(jìn)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(tái)烘爐機(jī),烘爐熱煙氣由三通煙道分別經(jīng)人孔門進(jìn)入兩個(gè)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(tái)烘爐機(jī),烘爐熱煙氣由三通煙道分別經(jīng)人孔門進(jìn)入出口水平煙道。
冷渣器:在2臺(tái)冷渣器各接入1臺(tái)烘爐機(jī)(根據(jù)烘爐情況可以加烘爐機(jī)進(jìn)行)。
按上述布置,在整臺(tái)鍋爐的耐火耐磨材料部分均能得到烘爐機(jī)熱煙氣的直接烘干,無任何死角區(qū)。
(2)隔斷和煙氣出口
為使熱煙氣能集中加熱各部位內(nèi)襯材料,煙氣均自下而上的流動(dòng),在爐膛出口處裝有隔墻,隔墻四周留出爐膛的煙氣進(jìn)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(jìn)入不需烘烤的尾部煙道,留出1m2左右的開孔,裝設(shè)帶擋板的臨時(shí)煙囪,作為烘爐煙氣的排出口。
(3)溫度監(jiān)測(cè)點(diǎn)選用
在熱煙氣烘爐過程中,耐火耐磨內(nèi)襯的熱惰性很大,準(zhǔn)確測(cè)定溫度變化較為困難;而相應(yīng)部位的煙氣溫度監(jiān)測(cè)試值可能有一定的波動(dòng),但內(nèi)襯的溫度變化速率總是滯后的和較平緩的,取特定煙氣測(cè)點(diǎn)溫度的平均值作比較檢測(cè)內(nèi)襯溫度更為可靠。
在鍋爐烘爐過程中,測(cè)溫?zé)犭娕歼x用鍋爐上已有的測(cè)溫點(diǎn),并要求熱電偶的熱節(jié)點(diǎn)伸出爐墻。具體選用測(cè)溫爐膛底部和中部各4個(gè)熱電偶、取8個(gè)測(cè)點(diǎn)的平均值來表征爐膛烘爐溫度。
同料器上方各1點(diǎn),分離器進(jìn)口煙道各2點(diǎn),出口各2點(diǎn),作為分離器烘爐溫度參考值;取各個(gè)分離器的5個(gè)測(cè)點(diǎn)各個(gè)分離器的烘爐溫度控制值。
冷渣器則取每個(gè)冷渣器上的3個(gè)溫度測(cè)點(diǎn)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(shí)析出游離水,在200~330℃時(shí)析出結(jié)晶水,當(dāng)耐火耐磨內(nèi)襯溫度高時(shí),內(nèi)部結(jié)構(gòu)固化,逐步達(dá)到耐火耐磨材料的性能,由于耐火耐磨材料密度大,內(nèi)襯具有相當(dāng)?shù)暮穸?,水分溢出、并使其體積達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)極為困難,干燥過程是烘爐的重要環(huán)節(jié)。根據(jù)烘爐要求和經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較,烘爐步驟:第一步為內(nèi)襯材料的干燥,即低溫烘爐;第二步為內(nèi)襯材料的燒結(jié),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(yùn)時(shí)啟動(dòng)油燃燒器來完成。
3.無焰烘爐實(shí)施溫控曲線
低溫烘爐主要要實(shí)現(xiàn)三個(gè)目標(biāo):
(1) 使?jié)駹t墻在80-110℃緩慢、均勻排出游離水;
(2) 使?jié)駹t墻在250-330℃緩慢、均勻排出結(jié)晶水;
(3) 在300℃以上消除施工應(yīng)力、增強(qiáng)固化強(qiáng)度。
為此,制定低溫烘爐溫控曲線(見以下附圖)。
烘爐機(jī)調(diào)節(jié)方便,總的來看溫度控制平穩(wěn),但實(shí)際實(shí)施中由于種種干擾,爐內(nèi)煙氣溫度仍有一定的波動(dòng),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(diǎn)仍然要恒溫一段時(shí)間。
4、烘爐質(zhì)量檢驗(yàn)
經(jīng)商定采用模擬試塊,在爐內(nèi)各烘爐部位放置結(jié)構(gòu)與該部位相同的試塊;烘爐結(jié)束測(cè)試模擬試塊的殘余水分即為烘爐合格。實(shí)際烘爐效果為試塊最大水分在0.8%以下。
經(jīng)過結(jié)合鍋爐沖管高溫烘爐后再次檢查,爐墻內(nèi)襯無任何異常跡象;完成了試運(yùn)和驗(yàn)收投運(yùn)后再次檢查,爐墻無任何異常跡象。
實(shí)踐表明,烘爐的質(zhì)量良好,鍋爐烘爐分成二個(gè)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(tǒng)烘爐法的比較
與同類CFB鍋爐木柴加啟動(dòng)油燃器烘爐相比,無焰烘爐法顯示了巨大的優(yōu)勢(shì),無烘爐死角,一臺(tái)爐子一般7.5-8天烘爐完成。
提高烘爐效果和耐火材料質(zhì)量效果。
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