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  • 工艺说明
    流化床锅炉与垃圾焚烧炉烘炉工艺说明
        循环流化床锅炉、垃圾焚烧炉、大型电厂锅炉运行中,炉膛及物料循环系统内衬表面长期承受高浓度循环固体炉料冲刷,对耐火耐性能提出了严格的要求。新施工耐火耐磨内衬材料的烘干过程直接关系到内衬材料的施工质量和性能,就显传统的燃木柴和煤的烘炉方法已经难以满足锅炉烘炉要求。本公司一种新型的烘炉工艺,选用烘干机用油作为燃料进行无焰烘炉法。实践证实无焰烘炉法能确保烘炉质量。
        1、烘炉机理
    CFB锅炉中有多处由耐火耐磨材料构成的内衬,大量采用耐火耐磨捣打料和耐磨浇注料。这些内衬都在现场免的存有游离水、结晶水等不同形态的湿分。在受热升温过程中,如果水分迅速蒸发,产生的汽压超过混凝土可能使炉墙爆裂损坏,甚至可能造成大面积炉墙倒塌;炉墙和内衬中难免有应力集中,如果再加上初始热膨胀不匀,也会由于热应力而受到损坏。因此,内衬材料的干燥烘炉是新施工或大修后锅炉启动运行前的一般烘炉质量直接影响耐火耐磨内衬的寿命和锅炉运行可靠性。
    一般来说,烘炉要实现的目标是:
    (1)为避免水分快速蒸发而导致炉墙损坏,必须使耐火耐磨材料内的水分缓慢蒸发析出,而且得到充分的干燥。
    (2)干燥后,继续加热到一定温度,使耐火耐磨内衬材料充分固化,保持耐火耐磨层的高温强度和稳定性,每层强度。
    (3)使耐火耐磨层缓慢、充分而又均匀的膨胀,避免耐火耐磨层由于热应力集中或耐火耐磨材料晶格转变造成耐火耐磨层损坏等。
    总之,耐火耐磨内衬的干燥掌握住缓慢和均匀地加热足保证烘炉质量的关键所在。
    2、无焰烘炉的特点
    参照国外锅炉烘炉有关资料,提出无焰烘炉新工艺,其要点如下:
    (1)无焰烘炉以热烟气作为热源,使内衬材料获得缓慢的加热过程,严格遵循耐火耐磨内衬材料水分缓慢均匀速率,控制干燥温度和温升速率,促使不同形态水分的顺利析出。
    (2)无焰烘炉用烘炉机在炉外产生热烟气,将热烟气通入需烘干的部位,彻底消除同料系统的分离器及其进器和竖管,斜腿以及冷渣器等部位受结构条件限制,在传统烘炉方法中形成的烘炉“死角”。
    (3)烘炉机燃料以轻油为主,也可燃气体燃料或重油,燃烧稳定,热烟气温度能在200~450℃范围内调控足烘炉温度和温升速率的要求。
    4、烘炉方案实施
    (1) 炉膛:在9m运转层布置4只烘炉机,前后墙各2只,烘炉热烟气通入炉膛干燥炉膛下部耐火耐磨材料。
    回料腿:在9m运转层布置2台烘炉机,通过专用烟道,经炉膛内将烘炉热烟气分别引入两个回料腿,再进入分同料器,2个同料器各布置2台烘炉机,由人孔门通入热烟气,经回料器进入分离器。
    分离器入口:在炉膛出口入分离器的烟道布置1台烘炉机,烘炉热烟气由三通烟道分别经人孔门进入两个分离器。
    分离器出口:在分离器出口至尾部竖井的水平烟道布置1台烘炉机,烘炉热烟气由三通烟道分别经人孔门进入出口水平烟道。
    冷渣器:在2台冷渣器各接入1台烘炉机(根据烘炉情况可以加烘炉机进行)。
    按上述布置,在整台锅炉的耐火耐磨材料部分均能得到烘炉机热烟气的直接烘干,无任何死角区。
    (2)隔断和烟气出口
    为使热烟气能集中加热各部位内衬材料,烟气均自下而上的流动,在炉膛出口处装有隔墙,隔墙四周留出炉膛的烟气进入分离器入口;在分离器出口至尾部烟道处也装上隔墙,阻止烘炉烟气进入不需烘烤的尾部烟道,留出1m2左右的开孔,装设带挡板的临时烟囱,作为烘炉烟气的排出口。
    (3)温度监测点选用
    在热烟气烘炉过程中,耐火耐磨内衬的热惰性很大,准确测定温度变化较为困难;而相应部位的烟气温度监测试值可能有一定的波动,但内衬的温度变化速率总是滞后的和较平缓的,取特定烟气测点温度的平均值作比较检测内衬温度更为可靠。
    在锅炉烘炉过程中,测温热电偶选用锅炉上已有的测温点,并要求热电偶的热节点伸出炉墙。具体选用测温炉膛底部和中部各4个热电偶、取8个测点的平均值来表征炉膛烘炉温度。
    同料器上方各1点,分离器进口烟道各2点,出口各2点,作为分离器烘炉温度参考值;取各个分离器的5个测点各个分离器的烘炉温度控制值。
    冷渣器则取每个冷渣器上的3个温度测点的平均值作为冷渣器的烘炉控制温度。耐火耐磨材料在干燥过程中,80~200℃时析出游离水,在200~330℃时析出结晶水,当耐火耐磨内衬温度高时,内部结构固化,逐步达到耐火耐磨材料的性能,由于耐火耐磨材料密度大,内衬具有相当的厚度,水分溢出、并使其体积达到稳定状态极为困难,干燥过程是烘炉的重要环节。根据烘炉要求和经济技术比较,烘炉步骤:第一步为内衬材料的干燥,即低温烘炉;第二步为内衬材料的烧结,即高温烘炉。无焰烘炉主要是完全干燥,高温烘炉在锅炉初次投运时启动油燃烧器来完成。
    3.无焰烘炉实施温控曲线
    低温烘炉主要要实现三个目标:
    (1) 使湿炉墙在80-110℃缓慢、均匀排出游离水;
    (2) 使湿炉墙在250-330℃缓慢、均匀排出结晶水;
    (3) 在300℃以上消除施工应力、增强固化强度。
    为此,制定低温烘炉温控曲线(见以下附图)。
    烘炉机调节方便,总的来看温度控制平稳,但实际实施中由于种种干扰,炉内烟气温度仍有一定的波动,一般允许烟气温度误差在±25℃。火油燃烧器,高温烘炉温升速率可以快些,但仍然需要控制,而且在一些温度点仍然要恒温一段时间。
    4、烘炉质量检验
    经商定采用模拟试块,在炉内各烘炉部位放置结构与该部位相同的试块;烘炉结束测试模拟试块的残余水分即为烘炉合格。实际烘炉效果为试块最大水分在0.8%以下。
    经过结合锅炉冲管高温烘炉后再次检查,炉墙内衬无任何异常迹象;完成了试运和验收投运后再次检查,炉墙无任何异常迹象。
    实践表明,烘炉的质量良好,锅炉烘炉分成二个步骤可行,特别是第一阶段采用无焰烘炉法是成功的。
    5、无焰烘炉法与传统烘炉法的比较
    与同类CFB锅炉木柴加启动油燃器烘炉相比,无焰烘炉法显示了巨大的优势,无烘炉死角,一台炉子一般7.5-8天烘炉完成。
    提高烘炉效果和耐火材料质量效果。
      浙江翔发耐火材料有限公司
    浙江翔发耐火材料有限公司筑炉分公司
    2009年7月31日
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