循环流化床锅炉的烘炉方法和注意事项.pdf

第 2 9卷 第 1 期 2 0 0 7年 1月 水利 电力机械 W A I ER CONS ERVANCY & ELE Cr m I C P O 屯R MACHI NERY V0 1 2 9 No 1 J a n 2 0 0 7 循环流化床锅炉的烘炉方法和注意事项 Me t h o d s o f d r y i n g f u rna c e f o r t h e c i r c u l a t i o n fl u i d i e d b o i l e r a n d i t s ma t t e r s n e e d i n g a t t e n t i o n s 冯长青 ( 郑煤集团东风电厂 锅炉车间， 河南 郑州4 5 2 3 7 1 ) 摘要 ： 根据循环流化床锅炉的结构特点及其所用耐火材料的脱水机理， 提 出了流化床锅炉的烘炉方法和注 意事项。该方法在实践中得以成功应用， 提高了烘炉质量， 保证了流化床锅炉的安全运行。 关键词： 流化床锅炉； 烘炉； 方法； 注意事项 中图分类号 ： n ( 2 2 9 5 文 献标 识码 ： B 文章编 号 ： 1 0 0 6 6 4 4 6 1 2 0 0 7 ) 0 1 0 0 5 4 0 3 0 引言 流化床锅炉具有煤种适应性强、 负荷调节范围 大 、 节能和环保 的特点 ， 近年来在 国内得到了迅猛发 展。但是， 由于流化床锅炉的特点为大量物料的循 环， 这就要求流化床锅炉必须敷设大量的耐磨耐火 保温材料 ， 如旋风分离器 、 返料器 、 密相区卫燃带 、 炉 膛出口、 混合室及过热器顶、 转弯烟道等部位都需要 用耐火 、 耐磨材料砌筑的炉墙 内衬。新砌筑 的墙衬 中都含有一定的水分 ， 为了保证炉墙在锅炉投运后 不出现裂纹 、 变形 、 磨损 、 脱落 和损坏 ， 达到防磨和保 温的 目的， 必须对炉墙 内衬耐火材料进行分解段加 热升温和恒温烘烤 ， 使墙中的水分慢慢蒸发 ， 墙体 固 化并形成高强度耐磨耐火衬里， 以达到锅炉正常运 行要求的物理 、 机械性能。 烘炉是耐火材料施工和锅炉安全运行 的关键环 节， 烘炉得当， 能保证耐火材料的使用寿命， 从而保 证锅炉的安 全运行 ； 否则 ， 水分排 出不畅 ， 会使 耐火 材料产生裂纹， 降低其使用寿命 ， 甚至引起墙衬大面 积剥落 ， 现总结郑煤集 团东风 电厂 4台炉子的烘炉 情况提 出如下烘炉方法。 1 烘炉温度控 制 曲线 的制定 郑煤集团东风电厂 3 6炉为济南锅炉厂生 产的Y G一 7 5 3 8 2 一M I 循环流化床锅炉， 炉底是由 水冷壁管弯制 围成的水冷风室 ， 密相区设有卫燃带 ， 炉膛和尾部烟道之间布置 2个水冷式高温旋风分离 器 ， 其下部各布置 1台 U形返料器。炉膛 和旋风分 离器由水平烟道相连 ， 分离后的烟气先进入混合室 ， 再进入尾部烟道 ， 循环物料经返料器及斜料腿进入 炉膛。这些部位大量地使用耐磨耐火浇注料 ， 在锅 炉投运前 ， 必须进行烘炉 。 烘炉的 目的是排出耐火材料施工后炉墙 中的游 离水和结 晶水， 以获得 耐火材料 的高温使用性 能。 正确的烘炉操作是缓慢地去除砌体 内的水分 ， 使它 不会骤然产生应力 。制定烘炉方案 ， 绘制正确 的烘 炉升温 曲线 ， 避免无序 、 任意的操作是保证烘炉效果 的前提 。 耐火材料衬体施 工完毕后 ， 在点火烘炉前 应进 行 自然养护干燥 ， 其干燥程度取决 于环境温度和所 用的时间。在 1 O c I 二2 5 c I 二 的环境 温度下 ( 在冬天应 提高环境温度到 1 0 C2 5 C) ， 施工后 自然养护 4 8 h 以上 ， 确认 完全硬 化后方可脱模 ， 脱模后 再静养护 4 8 h 1)2 上 ， 方可进入烘烤干燥 阶段。 自然干燥养护后 ， 炉墙 中仍有大量 的水分 ， 浇注 料中含有 的大量游离 水和结 晶水必须 在烘炉 时排 出 ， 根据耐火材料 中的水分在不 同温 度下 的析 出实 验 ， 烘炉过程可分为 3 个阶段 ： ( 1 ) 排 出浇 注料 的表 面水分 和游离水。表 面水 分 和游离水在8 0 C1 1 0 C 时蒸发 ， 此后 的排水速度 收稿 日期 ： 2 0 0 6 0 71 7 作者简 介： 冯长青 ( 1 9 6 8 一) ， 男 ， 河南新密人 ， 郑煤集 团东风 电厂锅炉车间工程师 ， 主要从事电厂技术管理方面的工作。 维普资讯 第2 9 卷第 1 期 冯长青： 循环流化床锅炉的烘炉方法和注意事项 5 5 减缓 ， 再继续升温到 1 5 0 C， 恒温保温一定时间确保 水分缓慢析出。 ( 2 ) 排 除结晶水。从 1 5 0 C升到到 3 0 0 时 ， 游 离水和结晶水不断排 出， 并在 3 0 0 C 保温一段时间。 ( 3 ) 再升到 5 5 0 6 0 0 时完成 晶型转化和聚 合作用， 然后升温到 8 0 0 时达到设计要求的烧结 强度 ， 完全释放热应力。 其中， 第 1 、 第 2两个阶段属于低温恒温烘炉 ， 第 3 阶段属于高温烘炉阶段。具体的烘炉温度控制 曲线如图 1 所示。 图 1 烘炉温度控 制曲线 2 烘炉 方法的制定 2 1 烘炉的手段 根据现场的实际条件 ， 可以采用燃料烘炉 、 热风 烘炉、 蒸汽烘炉和电炉烘炉。燃料烘炉时一般采用 木柴作为燃料 ， 有时也采用前期烧木柴 ， 后期烧煤块 或其他燃料 的办法 ； 热风烘炉适用于轻型炉墙 ； 蒸汽 烘炉适用于具有水冷壁的锅炉和有邻炉蒸汽条件的 单位 ； 局部烘炉可采用电炉烘炉或者和其他方法配 合使用。对小型流化床锅炉一般采用燃料烘炉方 法 ； 对大 、 中型循环流化床锅炉经常采用 2种或者 3 种方法烘炉 。锅炉的烘炉升温必须按照烘炉升温 曲 线进行控制温度 ， 在烘炉初期温度控制得较低 ， 可以 采用木柴小火烘烤 、 小油枪或者蒸汽烘炉 ， 确保烘炉 初期温度的控制 ， 随着烘炉时间的推移 ， 可以慢慢根 据升温曲线加大燃料量 ， 提高烘炉温度。 2 2 烘炉的方法 ( 1 ) 点火器烘炉。锅炉的 2台点火器在安装前 已经提前打好浇注料 ， 并事先采用 2 k W 的电炉或其 他加热方式把点火器烘烤好。根据取样含水率的大 小 ， 确定低温和高温烘 炉的时 间， 如果时间允许 ， 应 尽量延长烘烤时间。在安装后的第一次点火使用时 应尽量缓慢升温 ， 以保证浇注料 的均匀膨胀 和达到 高温烘炉的效果。 ( 2 ) 返料器烘炉 。先在返料器布风板上盖上铁 板或底料 ， 防止燃烧的木柴堵塞风帽孔 ， 然后在铁板 或底料上面放木柴进行烘炉 ( 根据取样 的含水率来 确定烘炉时间和火势的大小 ， 烘炉时间与炉膛烘炉 相比可减少) 。 ( 3 ) 炉膛烘炉。在锅炉安装 、 耐火材料施工完毕 后， 过了自 然干燥期后， 即可进行整体烘炉， 即炉膛、 水冷风室 、 分离器 、 混合室 、 烟道 同时进行烘干固化 。 由于流化床锅炉结构的特殊性 ， 为保证烘炉效果 ， 炉 膛 出口、 分离器与返料器 、 料腿不能 同时进行烘烤 ， 应分 2个阶段进行 ： 第 1阶段烘炉在炉膛 出口到分 离器的水平烟道部位设置轻型墙或采用耐温棉帘隔 断 ， 确保炉 内热烟气和热量大部分通过返料器到分 离器再到尾部烟道。由于 系统的限制 ， 炉床的温度 只能达到 5 5 0 左右。第 2阶段烘炉拆 除隔断墙 ， 参 照前一阶段的烘炉温度控制进行。在炉床温度达到 5 5 0 时 ， 向炉内投煤 ， 按照制定的升温 曲线控制 ， 到 8 0 0 时保温 ， 然后压火 ， 缓慢让炉子降温冷却 ， 降到 5 0 C 方可打开炉门通风冷却。 ( 4 ) R -j “ 于新筹建的流化床锅炉 ， 在投运前一般采 用燃料烘炉 。开始可采用 自然通风 ， 炉膛负压保持 在 2 0 3 0 P a ， 此 时不得用烈火烘烤 ， 根据升温 的需 要 ， 可以加强燃烧 ， 提高炉膛负压 ， 以烘干锅炉后部 的炉墙 ， 必要时可启动引风机以加强燃烧 ， 达到所需 的温度 ， 高 、 低温烘炉应连贯进行。注意烘炉前应向 锅炉上水以保护受热面 ， 在加木柴的部位增加临时 保护措施 ， 如炉膛铺设钢板或加装底料 ， 以保护风帽 和布风板 。郑煤集团东风电厂在锅炉建成投运时就 是采用这种烘炉方法。 ( 5 ) 对于锅炉的浇注料大修 和小修后的烘炉 ， 东 风电厂是采用邻炉蒸汽和电加热器配合烘炉。关闭 所有人孔门， 检查孔 、 各风门挡板 ， 打开 主蒸汽管的 小旁路门， 采用蒸汽反流的方式进行， 打开所有排污 门 ， 采用排地沟 门进行控制汽量和温度。温度 以混 合室温度为准， 最高温度应控制在 2 2 0 C 2 5 0 C， 适 当延长保温 时间， 超过 2 5 0 C有可能引起汽包超温 或变形 。对蒸汽不能通过的返料器 、 分离器等部位 ， 一 般应通过人孔 门投木柴进行烘烤 ， 对不便投木柴 的部位 ， 如返料器斜料腿 ， 应加工一个放置木柴的槽 子 ， 人工放木柴进行烘炉 。此种办法 比较费力 ， 有条 件的可以在返料器斜料腿和分离器内采用电加热器 进行烘烤 ， 加热器采用分组安装 ， 根据温度高低进行 维普资讯 5 6 水利 电力机械 2 0 0 7年 1月 投停 ， 以达到低温烘炉 的 目的。高温烘炉在 检修后 的第 1 次启动时进行缓慢升温 ， 尽量延长炉子的启 动时间( 一般在 3 h以上 ) ， 当床温升到 8 0 0 C 时 ， 对 炉子压火 、 保温 ， 使其 自行降温 到 5 0 c 【 = ， 以达到高温 烘炉的效果和 目的。 2 3 在线检测设备 烘炉 的关键是按烘炉曲线控制温度 ， 避免出现 温度忽高忽低 、 偏离烘炉 曲线的现象 。在很 大的炉 膛里要保证炉衬烘得均匀 、 各部位温度平衡 ， 必须用 温度检测仪进行检测。东风电厂烘炉时均采用高精 度的热电偶检测 、 微机监控的温度控制方式 ， 对烘炉 过程进行实时在线检测 、 控制 ， 根据整修的部位 ， 进 行重点监测该部位的炉墙温度， 极大地保证了烘炉 质量 3 注意事项 ( 1 ) 施工质量问题。对于流化床锅炉 ， 耐火材料 的施工在很大程度上决 定着锅炉能否安全 、 可靠 地 运行。合理地配浆 、 支模 、 捣打及配置合适的膨胀缝 是耐火材料成型的关键 ， 施工完毕后 应进行合理地 干燥养护 ， 以保证烘炉质量。 ( 2 ) 用木材烘炉时应特别注意炉子受热面的冷 却和炉墙受热不均问题。应经常检查 炉墙情况 ， 防 止出现异常。同时人工 投加木柴 时应注意人身安 全 。 ( 3 ) 温度控制问题。 1 ) 烘炉 时， 温度测点 的位置一定要 有代表性 。 一 般设在烘烤温度最高的、 升温速度最快的部位 ， 同 时 ， 热 电偶端面应与墙面平齐或缩进 5 m i l l 左右 ， 以 真实反映墙体的温度。 2 ) 烘炉时 ， 8 0 c 【 = 3 0 0 c 【 = 这个 阶段是烘炉 的关键 阶段 。这主要是 因为水在 1 I O C时变 为蒸汽 ， 此 阶 段脱水量大， 脱水速度快 ， 排出水分的速度对浇注料 的影响极大。如果水分排 出太快， 内部残存水分扩 散速度小于表面水分蒸发速度 ， 内部水分就会受热 变成蒸汽 ， 产生膨胀 ， 致使浇注料产生裂纹 ， 降低粘 接强度 ， 使硬度降低。因此 ， 应适 当延长这一温度段 的保温时间， 从 1 I O C 到 3 0 0 C时 ， 应有缓慢 的升温 速度， 升温过快 ， 耐火材料的表 面干燥过快 ， 大量 的 水分无法排出， 会产生破坏性 的蒸汽压力 ， 使耐火材 料产生裂纹或开裂 ； 温度达到 3 0 0 C 时 ， 游离水和结 晶水变为气体 ， 从排气孔排出 ， 因而要有足够的烘炉 时间 ， 才能彻底排除结晶水。 3 ) 在整个烘炉过程中， 原则上炉温只能上升 ， 不 能下降。若升温过快 ， 超过当天计划 ， 只能保温或减 缓升温速 度 ， 严禁 急升急降 ， 升温达不 到当天计划 时 ， 严禁急切追赶计划 ， 应缓慢接近计划值 ， 尤其在 晶相转化温度区域 ， 要严格按计划升温。 ( 4 ) 排汽问题。烘炉到 3 0 0 C时 ， 游离水和结晶 水变为气体 ， 从排气孔排出。需要注意的是 ， 要有足 够的排气孔 ， 以免蒸汽不能及时排 出而导致耐火材 料 中产生蒸汽压力 。如果这一 阶段结束时 ， 还有水 分未排 出， 应适 当延长这个阶段的保温时间。 ( 5 ) 烘炉投油时应按 锅炉运行规程 进行操作。 注意控制点 火燃烧 器 出 口温 度不高 于规定 值 ( 如 7 0 0 o C) 。 ( 6 ) 用蒸汽烘炉时 ， 应连续均匀供汽， 不得间断。 4 烘炉合格标准 ( 1 ) 在烘炉结束时 ， 应取样分析， 掌握烘炉 的实 际效果。 ( 2 ) 炉墙 灰浆的水分 的质量分数在 2 5 以下 为合格。 ( 3 ) 浇注料 的水分 的质量 分数 在 0 5 以下 为 合格 。 ( 4 ) 若现场抽检化验不合格， 需要继续烘炉。 5 烘炉效 果 郑煤集团东风电厂 3 6循环流化床锅炉的 烘