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循环流化床锅炉炉墙耐火材料的选用
发布时间:2011/3/29  阅读次数:4197  字体大小: 【】 【】【
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2、ZL-1 为自流浇注料,用于大型CFBB 薄壁内衬。
3、GXW-160 为钢纤维浇注料,用于大型CFBB 水冷或汽冷分离器内衬。
三、炉膛出口至分离器烟道:
该处的结构为:在炉膛后水冷壁开孔,至分离器构成一方形渐缩烟道,该处工作温度900-1000℃,因该处流通面积减少,烟速加快达到15-20m/s,且灰浓度高,磨损严重,因此选用高强耐磨浇注料HF-160 或
钢纤维耐磨浇注料GXW-160。钢纤维耐磨浇注料是我公司专为循环流化床锅炉大型化而研制的一种新型材料,是耐磨浇注料的换代产品,这种产品强度高,耐磨性能好,膨胀性好,能自身弥补与钢材膨胀系数不一
致的问题。
炉膛出口在设计时往往要加膨胀节,有的厂家设计为柔性膨胀节,有的厂家设计为钢性套筒式膨胀节,这两种膨胀节在施工时都有一个共同的问题,就是耐火材料内衬与膨胀节对接的问题,这是施工的一个关键,如果施工不好会在这里泄漏,我公司在施工时,预留膨胀缝,而且将膨胀缝留成 迷宫型,保证了此处的严密性。
此处的典型设计为内衬材料δ80,两层保温δ280,总厚度δ360。
四、旋风分离器
分离器有多种形式,以前流行的设计有:旋风分离、惯性分离、百叶窗分离、平面流分离以及槽形分离多种形式,而目前的高温分离大都采用旋风分离,因此,这里只对旋风分离器的炉墙形式做一介绍。
高温旋风分离器分为绝热式和水冷式(或汽冷式)下面对这两种分离器的炉墙形式分别介绍:
(一)绝热式高温旋风分离器:
该分离器炉墙分为直筒段、锥体段、料腿段、返料器段及回料管段。
1、直筒段
该处是循环流化床锅炉最重要的部位,是烟气入口冲刷最严重的地方,尤其在切线方向120°角的范围内,俗称“靶区”,该处的炉墙设计多为耐磨砖,早期设计为PA砖,目前随着人们对循环流化床锅炉认识的提高,对这一部位炉墙的设计改为高强耐磨砖,我公司更是结合这一部位的磨损特点,研制出了耀东1号(YD-1)、耀东2号(YD-2)、及耀东3号(YD-3)(性能见表3)尤其是YD-1 砖,其抗压强度达到
150Mpa,耐磨性<4cm3,这种砖用于山西华鑫集团3#炉旋风筒内,一年后检查未发现有磨损痕迹。为什么单提山西华鑫集团呢,因为该厂选用燃料为:原煤加30-40%造气炉渣。造气炉渣是一种小焦碳粒,磨损非常严重,以前3#炉选用的是其它厂家的PA 砖,运后半年后便磨出一道很深的槽沟。但选用我公司YD-1 砖后,未发现磨损,足见其耐磨性非常好。我公司在此部位的施工方法是:在“靶区”用YD-1 型砖,其它
部位用YD-2 型砖。我公司已施工200 多台75t/h 循环流化床锅炉,该部位使用的都是这种方法,投入运行后情况良好。
表三:

图片


在直圆筒段的中心设计有中心筒,即上排气口。中心筒顶即旋风筒顶部,这里是循环流化床锅炉炉墙最容易出问题的地方,原因是这里磨损最严重,炉顶结构最复杂,选料不对或施工方法不当都会很快出问题。我们做过统计,这个部位出问题占炉墙事故的30%-40%,因此这是一个非常重要的部位。这个部位的典型设计是:防磨内衬厚δ120,第二层轻质浇注料δ120,第三层硅酸铝纤维毡δ120,总厚度360mm。防磨内衬选用HF-160高强耐磨浇注料。施工的关键是二个部位:一是旋风筒顶与中心筒的交接,我们的施工方法为:在浇注顶之前,预先在中心筒圆周贴一层δ30 硅酸铝纤维毡,浇注顶时将其压缩至15-20mm,以保
证顶部浇注料与中心筒筒体(材料为不锈钢)膨胀不一致的密封。其二是直圆筒墙与顶部浇注料的交接,我们的施工方法是砌砖到顶部时,留一 形口,填硅酸铝纤维毡,再浇注顶部,填料保证砖墙与浇注料顶的
膨胀密封,经我们这样处理,未再出问题。
2、旋风分离器锥体
此处的工作温度为900-1000℃,烟气流速略有降低,此处炉墙设计分为三层,最内层为耐磨耐火浇注料,第二层为轻质保温混凝土,第三层为硅酸铝纤维毡,总厚度为360mm,这里的耐火材料选用我公司的
HF-160 高强耐磨浇注料(性能在前已有介绍)。这里施工的关键是二至三道膨胀缝的预留。35t/h 的循环流化床锅炉这里设二道膨胀缝(75t/h、130t/h、240t/h 均设三道),第一道膨胀缝设在锥体与直筒砖墙交接处,从下向上施工到此处时,预留 形接口,然后填δ20 硅酸铝纤维毡,做成迷宫型膨胀缝,然后再打上段浇注料,第二道膨胀缝留在锥体与下直段交接处,方法与上相同。这里因锥体结构较为稳定,一般不会在这里出现问题。
3、料腿段

该处形状为直圆筒状的返料下料管,设计高度较高,主要是给返料形成料位压差,以顺利返料。早期设计为绝热型,后来为降低返料温度,以避免此处温度过高,形成结焦,而设计为水冷型,即在这里加一组水冷壁(也有的做为省煤器使用)。结构为圆筒状的水冷套,内衬为耐火浇注料,外设一层保温。浇注料选用我公司HF-135浇注料,这里的磨损降低,主要是要求材料耐高温性能提高。这里的工作温度虽然也是
850-1000℃,但如果烧无烟煤,因飞灰含炭量稍高,会在这里造成后燃,使这里温度升高,选用我公司的HF-135 高强耐磨浇注料,在该部位从未出过问题。
4、返料器
返料器在循环流化床锅炉中也是非常重要的部位之一,因为循环返料的好坏,直接影响锅炉带负荷能力,运行中,循环量上去了,负荷才能带上去,燃烧效率才会提高,而返料器是决定循环返料的一个关键部件,返料器的设计多为U形阀结构,也有Z形阀及L阀结构,但大多数厂家设计为U形阀结构,这里耐火材料选用耐火砖,我公司为此设计了YD-3型砖,此处多为异形砖,数量少,形状复杂,一般都是振动成型,这里施工的关键是结构尺寸的掌握,一定要按照图纸施工,不得随意改动。该结构中,有一个舌头砖(返料隔砖)与回料管顶尖部的一个密封尺寸,该尺寸非常重要,它是决定返料量大小的关键尺寸。因此施工时,一定严把尺寸关,不得随意增减。
5、回料管
回料管内衬也是浇注料,结构较为简单,但这里也有一个与膨胀节的对接问题,处理方法与炉膛出口烟道与膨胀节对接方法相同,此处的浇注料选用HF-135高强耐磨浇注料,另外回料管与炉膛燃烧室交接处一定要做的非常圆滑。
总之,旋风分离器是一个非常严谨的结构,它的结构尺寸直接影响分离效果,如果分离不好,会把烟尘中较大的颗粒带到尾部,直接冲刷高低温过热器及省煤器,使尾部承压部件壁厚急剧减薄,不长时间就会爆管泄漏,造成被迫停炉,因此这一部位的选材,施工格外重要,但如果做好了这一部位,会使运行人员带负荷非常轻松,就会取得较好的经济效益。
(二)水冷式旋风分离器
近年来,从国外引进了水冷旋风分离器(如管内介质为饱和水的为水冷,管内介质为饱和蒸汽称为汽冷),有的厂家把分离器圆筒和锥体做成了膜式壁,有的厂家则用单管组织圆筒段和锥段,无论哪种,都对耐磨衬里提出了较高的要求,首先是内衬的壁厚变薄,如东锅220t/h 设计壁厚为δ55,都选用可塑料,济锅130t/h、220t/h、600t/h 和上锅130t/h、460t/h 炉子单管组成的旋风分离器,但都加了一层内护板,设计炉墙厚度为δ80.5,设计材料为钢纤维浇注料,对材料提出了很高的要求,要求该种材料强度高、耐磨性好,抗剥落能力强,且对含铁量提出了要求<1%,这就要求原材料的选用更纯,杂质更少,我公司为此而研制刚玉质钢纤维耐磨浇注料正是适应了这一要求。
我公司为锅炉大型化而研制的可塑料用于东锅、川锅130t/h、济锅130t/h、220t/h、260t/h 的炉子上,也经受了考验,山东鲁丽集团济锅260t/h 锅炉,水冷旋风分离器设计材料为可塑料,已经运行一年,停炉
后进炉检查,未发现磨损及剥落现象。
(三)大型锅炉炉墙的变化
流行了一段水冷(或汽冷)旋风分离器后,发现有很多弊病,如排烟温度高,飞灰可燃物高,尾部磨损加剧等,其实这正是降低了分离温度而使分离效率降低造成的,因此几个锅炉厂在设计大型锅炉时,又不约而同地回到绝热旋风分离器上,如哈锅的460t/h 锅炉采用的就是绝热旋风分离器,直筒段用砖,每五层高度加一层δ3 陶瓷纤维纸,保证轴向膨胀,径向采用侧承插砖,保证圆周方向膨胀;如济锅240t/h 锅炉也采用的绝热旋风分离器;济锅240t/h 锅炉大胆采用了国外先进的板式炉墙,这也是为了更好的解决轴向及径向上的膨胀,同样对材料提出了很高的要求,对施工也提出了很高的要求,板式炉墙的施工工艺复杂,模板制作精细,结构严谨,对材料要求不仅要求强度高,耐磨性好,抗剥落同时要求材料的流动性好。因为形状复杂,震动棒震捣难度大,这就给我们材料制造提出了更高的要求,在选材上,在颗粒级配上,在外加剂的使用上,要求我们有所发展,有所突破。我们公司改进的刚玉质钢纤维浇注料,适应了市场这一需求,在泰安热电厂济锅240t/h 炉子上正在使用,从目前情况看,施工情况良好。
五、过热器前烟道:
这里设计一般为砖结构,大型锅炉也有设计成板式炉墙,但较少见,一般选用PA砖或粘土砖,大多数选用粘土砖,此处工作温度为700-800℃,烟气流速约为6-7m/s,磨损已不是主要问题,砖墙结构主要是处理拉钩砖,拉钩与砖的沟槽一定要符,稍向内倾斜,下托砖与上托砖之间一要填满保温材料,砖缝不能大于2mm,第二层为保温砖,砖缝不能大于5mm,关键的部位是砖砌到顶部与炉顶的交接,要留 形口,打炉顶时形成迷宫型膨胀缝保证运行和停炉时不泄漏。
六、尾部烟道
这里的设计与转向室烟道相同,多为砖结构,多选用粘土砖没有特殊的地方,施工时注意与省煤器管的距离,严格按图纸尺寸掌握。我们施工时,往往征得甲方同意后将省煤器墙往里靠,与省煤器管减小间隙,
这样可以使烟气均匀的流过省煤器管排,形成均匀磨损,不致于某一处间隙大形成偏流,使局部的省煤器管磨损过快。
省煤器通风梁选用普通浇注料打保护层,有的厂家将高温段空气预热器的防磨套管也用浇注料打一层保护层,也选用普通浇注料。
七、大型化的水冷屏:
CFBB 大型化后,特别是高温高压锅炉在炉膛内设计有水冷屏和汽冷屏,典型设计为9 组,3 组水冷屏,6 组汽冷屏。内衬保护穿前墙部分

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