循环流化床锅炉锅炉防磨耐磨防火技术

循环流化床锅炉锅炉防磨耐磨防火技术

0炉硫原料的选用和防磨优化yg-240，9.8-1m循环涌现锅炉，高效低污染燃煤锅炉。锅炉炉墙分为点火风道、水冷风室、燃烧室密相区及过渡区、水冷屏下部弯头部位、分离器直筒段、分离器入口及出口、分离器锥段、料腿及返料器、旋风筒出口转向室至尾部竖井23216.0mm、尾部烟道等部分。每台锅炉需要耐磨耐火砖、耐磨耐火浇注料、保温砖、黏土砖、保温材料等各种材料总计约850t。循环流化床锅炉的燃烧对炉墙的密封要求很高,炉膛的密封状况直接影响着锅炉的负荷和热效率,它对运行的影响比其它类型的锅炉要重要得多;由于循环流化床锅炉床内物料不断参与炉内循环和炉外循环,对炉墙防磨也有其特殊要求。因此,正确选择耐磨耐火材料和保温材料,科学合理组织施工和养护,严格按操作规程正确操作,对于确保循环流化床锅炉长周期安全稳定运行、提高锅炉运转率和降低维修费用至关重要。山东阳煤恒通化工股份有限公司热电厂使用的240t/h循环流化床锅炉炉膛密相区(其中包括布风板和风帽之间)、炉膛出口处后墙和两侧墙相邻水冷壁、混合室、高温旋风分离器(包括顶部、筒体、锥体、料腿和回料阀)、水冷风室、II级过热器、翼型水冷壁下部、水冷壁下联箱及需防磨的相关部分采用圆销钉固定防磨结构;采用防磨耐火材料的部位如下:布风板与风帽之间、炉内下部四周水冷壁表面、炉内屏式过热器、翼型水冷壁下端表面、穿墙处四周及前后水冷壁部分、炉膛出口内表面及与出口相邻的侧墙和后墙部分表面、旋风分离器内表面、料腿及回料腿内表面、出口烟道内表面、尾部烟道入口立管及集箱表面、冷渣器进渣嘴内表面、水冷壁集箱及穿墙外表面。根据兄弟电厂成功的经验,在耐磨耐火材料选型方面,选择有资质、实力和施工经验的企业;把好用料检验关;加强管理材料施工,严格控制材料施工工序、工艺和质量,关键工序进行全过程监督。锅炉施工前,编写了《循环流化床锅炉施工质量检验及评定标准》,其中包含所有耐磨耐火材料的验评标准。1做好混凝土施工质量的检查(1)在进行锅炉砌筑之前,必须认真审阅砌砖图纸及技术文件,应严格按照图纸中的要求进行施工。(2)非锅炉生产厂制造的部分锅炉设备,如烟风道、风机等,与砌砖工作有关的安装位置、尺寸和技术资料等都必须进行仔细审阅。(3)检查砌炉用耐火材料和保温材料是否符合国家有关标准。炉墙砌筑材料材质按照图纸要求选购,不能低于图纸规定的理化指标。材料进厂后,严格按相关规定进行检验。(4)耐火材料和保温材料的存放和保管必须符合有关规定。(5)砌炉的设备、人员及辅料的准备要保证锅炉砌筑施工进度和技术要求。(6)锅炉砌筑工作在锅炉水压试验完成后进行。必须仔细核对、检验与锅炉砌筑配合的部件,应符合砌砖图上所注明的要求。2材料材质的确定砌筑炉墙应严格按照技术规程操作,禁止乱用材料及灰浆,以保证砌筑质量。根据该炉型的特点,按以下各部件对耐火材料的要求分别予以考虑,最大限度发挥材料的性能,减少浪费:沿烟气流向,尾部烟道标高23216.0mm以前的耐火砖(含异形砖)、耐火浇注料均为高强耐磨耐火材料;此后的耐火砖(含异形砖)及其它材料的材质应符合YB/T5050—1993;耐火混凝土为矾土水泥耐火混凝土(除特殊注明外)。(1)迅速、温度高因采用床下动态方式点火,此处升温迅速、温度高,瞬间温度高达1400℃。要求耐火材料有较高的抗热震稳定性且不易脱落,采用抗热震浇注料。(2)寒冷的水室此处工作温度在700℃左右,无磨损现象,要求耐火材料有较高的抗热震稳定性且不易脱落,采用抗热震浇注料。(3)煤灰粒径大、浓度高此处烟气流速为1.6m/s,工作温度在800～1000℃,煤灰粒径大、浓度高,磨损严重。由于采用水冷炉墙,要充分考虑耐火材料与受热面管子间膨胀系数的配合,要求耐火材料有良好的抗磨性能且不易脱落,采用高铝耐磨浇注料。(4)灰浓度过大的灰此处烟气流速在4～6m/s,工作温度在800～1000℃,灰浓度较高,磨损较严重。要求耐火材料有良好的抗磨性能且不易脱落,采用高铝耐磨浇注料。(5)材料表面因油此处工作温度在900℃左右,烟气流速较高(20m/s),灰浓度高,磨损严重。特别是靶区(入口弧向120°范围)更为严重,顶部耐火料易脱落。由于分离器直径较大,要充分考虑耐火浇注料块间的膨胀缝的处理,防止耐火浇注料脱落,采用钢钎维耐磨烧注料。(6)灰浓度高,磨损严重该部位烟气流速在15～25m/s,工作温度在900℃左右,灰浓度较高,磨损严重。要充分考虑耐火浇注料间膨胀缝的处理,要求耐火材料有良好的抗磨损性能及抗热震性能,采用钢钎维耐磨浇注料。(7)温度和温度该部分结构较稳定,锥段下部烟气折返处磨损较严重,工作温度在900℃左右。由于采用水冷炉墙,要充分考虑耐火材料与受热面管子间膨胀系数的配合。要求耐火材料有良好的抗磨损性能及抗热震性能,采用钢钎维耐磨浇注料。(8)灰热容量此处灰浓度很高,工作温度高(950℃),灰热容量大。要求结构密封严密,耐火材料强度高、耐磨性好,要充分考虑热冲击的影响,采用钢纤维耐磨浇注料。(9)温度和温度mm处于分离器之后,灰浓度低、灰粒径小,磨损较轻,工作温度在900℃左右。在顶部设有水冷包敷耐火材料,要求有较好的抗磨损性能及抗热震性,能防止脱落,膨胀缝处理要符合要求,采用高铝耐磨浇注料和耐火耐磨砖。(10)司法部尾部烟温度较低,磨损较轻。采用黏土质耐火浇注料和黏土耐火砖。3质量控制(1)耐火浇注料浇注前先将浇注部位清理干净,不允许附着杂物。所用模具的浇注面均应涂1层机油,所有预埋金属件和浇注金属面应涂1层2mm厚的沥青漆。浇注料拌和后应在30min内用完,宜1次浇注到规定厚度,振动密实。对厚度大于250mm的部位应采用分层浇注的办法,在浇注上面1层时,振动棒不得触及下面料层。(2)耐火浇注料内耐热钢筋网格,除特殊注明外,均采用Φ6.0mm钢筋120mm×120mm网格,钢筋交接处用Φ1.6mm镀锌铁丝捆扎,浇注前所有钢筋和吊杆均应涂以2mm厚的沥青。(3)膨胀缝内填充物,除注明外,均为普通硅酸铝耐火纤维毡。膨胀缝尺寸未注处,如此缝由砌砖产生,缝中填充15mm厚的普通硅酸铝耐火纤维毡,砌砖时将缝压缩至10mm,毡和耐火砖之间用酸性高温无机黏合剂粘合牢固。如此缝由耐火混凝土浇注产生,缝中填充物为20mm厚的普通硅酸铝耐火纤维毡,浇注时任其自由压缩。(4)锅筒环向留6～8道膨胀缝,宽度为8～10mm;纵向隔2000～3000mm,留1道宽为8～10mm的膨胀缝。(5)二次风喷嘴、给煤喷嘴浇注耐火混凝土前,先涂1层2mm厚的沥青漆,以利于膨胀。一次、二次热风道保温厚度为110mm,外侧为20mm厚的抹面层。(6)炉膛下部与燃烧室交界处要严格按图纸要求施工,与膜式水冷壁交接处杜绝出现台阶。水冷屏下部施工时,要注意与前水冷壁耐磨合金喷焊区的配合。(7)集中下降管、水冷屏蒸汽引出管采用硅酸铝甩丝纤维毯保温,保温厚度为130mm,外侧为20mm厚的抹面层;过热蒸汽管道采用硅酸铝甩丝纤维毯保温,保温层厚度为140mm,外侧为20mm厚的抹面层;膜式水冷壁敷管炉墙、分离器外侧采用硅酸铝甩丝纤维毯保温,保温层厚度为200mm,外侧为抹面层。点火油枪、风道外用100mm厚的硅酸铝纤维毡保温。(8)耐火砖砖缝1.8～2.2mm,保温砖砖缝5～7mm。保温砖的砌筑应平整,灰缝均匀,在砌筑不方便的部位时,不能用碎砖头充实,应用混凝土填实。(9)膨胀缝要平直,宽度偏差应在规定范围内。缝内不得有灰浆、碎砖及杂物,缝内填充厚度稍大于间隙的软性耐火填料。填充硅酸铝纤维时,其表面要均匀涂抹耐火胶泥浆。(10)管子穿墙处,管子表面用Φ1.2mm细铁丝捆扎10mm厚的硅酸铝耐火纤维毡,然后浇注耐热混凝土。耐热混凝土内钢筋及拉钩等表面不得有污垢。钢筋和金属零件表面应涂以沥青层,厚度不小于2mm。(11)施工时,要充分考虑并采取措施以保证锅炉烘炉时水分的析出。具有外护板的炉墙,应在外护板在烘炉结束后再进行满焊,烘炉前只允许点焊。炉墙的表面密封层应在锅炉烘炉结束后进行施工。(12)外部装有护板的炉墙,保温层与护板间不得留有空隙。施工中,护板与炉墙外表面之间的间隙需用表面均匀涂抹耐火胶泥的硅酸铝纤维填实。(13)旋风分离器出口以前的耐火材料,待砌炉工作完成以后,应在该耐火层表面喷涂2层耐磨涂料。(14)炉墙紧固件应牢固,刚性梁处用珍珠岩水泥保温混凝土捣实。(15)燃烧室处炉墙应平整,水平垂直度和厚度误差不应超过有关规定值,炉门孔和检查孔需参照图纸施工,管道穿墙施工时,严禁出现泄漏。(16)托砖架处,上、下异形砖应按设计留出足够空隙,空隙间充实硅酸铝耐火纤维。上异形砖的上平面、下异形砖的下平面应与同一标高砌体平面平齐,下异形砖和托架之间间隙应用保温填料填实。(17)砌筑拉钩砖处2块拉钩砖应相互对齐,其向火面应与所在炉墙在同一平面上,拉钩砖的中心应比拉钩管中心低3mm。拉钩砖的空隙应用保温填充料填实。砌筑用灰浆应选用与砌体同一材料,不得混用。(18)返料器膨胀装置上端固定的结构为上、下套筒式,外层为不锈钢制波纹膨胀节,套筒与波纹膨胀节之间填充硅酸铝耐火纤维,硅酸铝耐火纤维填充方向为垂直方向。分离器下部膨胀密封装置施工与返料器相同。(19)返料器砌筑施工的技术要求:返料器是本锅炉的关键部件之一,其砌筑应严格按图纸进行施工,应保证炉墙中的接缝严密,砖缝为2mm,且灰浆饱满。炉墙砌筑完工后,应检查返料器风帽上的小孔是否通畅,如不通畅,应予以清理。(20)流化床砌筑施工的技术要求:流化床浇注施工时,风帽安装已就位,需先用塑料管或塑料布将风帽小孔套住,并临时固定,然后浇注耐火混凝土;耐火混凝土干硬后,必须拆除风帽上密封小孔用的塑料管或塑料布,并逐个检查风帽小孔是否通畅,如不通畅,应予以清理。4防火、保温的储存和施工4.1沥青原料制作浇注料的施工程序:材料到货验收;取样化验合格;安装验收合格;销钉焊接及补焊;施工面清理;涂刷沥青漆或膨胀材料,验收合格;制作模板(控制尺寸),验收合格;施工现场准备;浇注料加料、配水;制作试样;搅拌、振捣(应有监督人员在场);检查是否有跑模现象(如有跑模现象,应立即拆除模板并清理,返工);自然养护3d以上;烘炉热养护。4.2防水、防水、注入和施工4.2.1优化水质贮藏高强耐磨耐火浇注料运至现场后,必须存放在干燥的库房内,施工前进行检验,已结块的浇注料不能使用。冬季贮存,库房温度要高于0℃。不同牌号的材料应分开存放,不得混放。4.2.2灌溉(1)样品的采集每批料为1个取样单位,取样应具有代表性,每批浇注料至少由其中5袋等量取样,共取出不少于20kg的样品。把取得的浇注料样品混合均匀后,采用四分法取其中1份(不少于4kg)。(2)搅拌一下按称量干料质量分数的4.8%～5.2%比例加入洁净水,搅拌均匀,直至呈现出较好的流动性,每批料搅拌时间不少于5min。(3)样品规格160mm×40mm×40mm。(4)试料的填装及振动采用振动台振动,将试模连同模套紧固在振动台上,将试样料填装到试模内约一半高度,并分布均匀,启动振动台振动30s,用镘刀将试模内料面拉毛,再将试验料填装至超过试模边缘,再振动30s。(5)样品的护理将试样带模置于15～25℃的自然环境中养护24h后脱模,修除边棱毛刺,再在相同的条件下养护24h。(6)升温条件下饼干将试样放入电热干燥器中,以20～30℃/h的速率升温至110℃,在(110±5)℃的恒温条件下将试样烘干。干燥后的样块随烘箱(或移入干燥器中)冷却至室温,冷却后的样块应置于干燥处防止吸收水分。4.2.3施工方法(1)粉碎，注入水搅和浇注料用水必须是清洁水(如饮用水),pH在6～8,搅和用水量必须准确计量。(2)搅拌器搅拌机具必须用强制式搅拌机,所用搅拌机械必须清洁,搅拌机使用后应及时冲洗干净,待下次再用。(3)填充料喷胶、压浆在浇注浇注料前应将被浇注部位清理干净,不允许粘附任何杂物;为使所用模具拆除方便,在其表面可涂抹1层隔离物(如废机油等);模板组合要求搭接缝严密、不漏浆,又便于支模和拆模;浇注前,在所有预埋金属件、抓钉等金属表面涂刷1层厚度>lmm的沥青漆或包扎上可燃物,待锅炉烘炉时,金属表面涂刷的沥青漆或包扎的可燃物被烧掉,在金属表面与浇注料间留有一定的膨胀间隙;耐磨浇注料搅和后,应在30min内用完,宜1次浇注到设计厚度、振捣至完全密实为止;对于厚度较厚的部位,采取分层施工的方法,在浇注上面1层时,振动棒不应触及下面已浇注好的料层。(4)养护温度及时间浇注料浇注后,自然养护24h后脱模,再继续养护48h以上,方可进行烘炉。养护温度宜在20～35℃,养护需在干燥环境下完成。夏季炎热天气施工,浇注后要用塑料薄膜覆盖养护;冬天气温低于5℃时,要有保温养护(采暖或搭棚)措施。(5)热处理冷却在使用耐磨浇注料制作的防磨衬里前,必须进行适当的热处理,以25℃/h的升温速率升至110℃,保持温度10h以上,经过烘烤后,自然冷却,冷却速率不得超过25℃/h。(6)埋抓钉、浇注振捣浇注料浇注后表面必须平整,且无裂纹、孔洞、蜂窝等缺陷,浇注密实;预埋抓钉位置要准确,距离向火面应有足够厚度的保护层,一般不小于25mm;浇注振捣时应确保拉钩、托架位置正确,能自由膨胀;浇注料层的膨胀缝,要使浇注料完全隔离开,并不得窜位,特别在膨胀节处更要精心施工。4.2.4防水、防水施工(1)品质、品质严格控制耐磨耐火浇注料的配水量,使用定量容器专人配水,使用pH=6.0～7.5和w(Cl-)≤50×10-6的除盐水,施工前应对水质进行取样化验。耐磨耐火浇注料加水量控制在5.5%～6.5%(质量分数)。加水过多,凝固时间延长,耐磨浇注料的机械强度急剧降低;加水过少,浇注料不易振捣,施工局部部位不能完全填充,材料质地不均。加水量可根据浇注现场的温度、距离,控制在一定的范围。(2)刷沥青的质量检查制模前必须经验收合格,然后进行浇注料施工。制模前需认真检查销钉、钩钉、支承件是否符合图纸要求、是否补焊全并焊接牢固及临时金属件是否割除,并检查所有该涂刷沥青的金属件是否达到要求。在拐角部位要增加销钉数量,特别是炉膛内部返料口、落煤口、二次风口和冷渣管口等位置,可使用耐热钢筋将浇销钉进行网状连接,提高拐角处浇注料强度。(3)浇注料跑模问题模板控制重点验收其牢固性和尺寸的准确性。模板必须牢固,一旦发现浇注料跑模,必须立即停工拆除模板清理干净,重新制模施工。浇注料跑模会导致部分浇注料厚度不均,内部骨料密实度不均,同时造成膨胀缝不齐等缺陷。浇注料一次施工高度在300～600mm,以便于振捣。木模要按照施工图尺寸要求放样,预制拼装,表面光滑,接口严密,表面可贴1层三合板,模板必须经过验收合格后方可施工。(4)浇注料的使用每次浇注料搅拌量不宜过多,搅拌机干混均匀后缓慢加水,加水不得集中在某一处,浇注料要充分混合。需要在浇注料另加钢纤维的,在加水混湿过程中加入,不得成团掺入。搅拌后的浇注料存放时间不得超过30min。浇注料倒入模后应及时振捣,将振动棒缓慢插入料层连续振动,振捣至料中气泡大量排出、表面轻微泛浆为宜,然后缓慢拔出,以防漏振和留下孔洞;每点振动时间不宜过长,防止粗大骨料上浮,保证振捣结实,不得出现空穴和死角。在无法振动的地方需用榔头沿模板竖立方向轻轻振动模板,或在振动棒上焊接Φ16mm的圆钢进行振动,保证浇注料质地均匀,不出现蜂窝麻面。浇注部件应一次性连续施工,尽量不中断,严禁重复利用浇注料。严禁在浇注料施工后进行二次施工、修补抹面找平。(5)胶结和膨胀缝由于浇注料的膨胀系数与钢材膨胀系数不同,为钢材的一半左右。一般用以下方式解决浇注料的膨胀:在销钉、金属表面涂刷沥青漆的方式,厚度不小于2mm;浇注料分块间隔浇注,分块处用3mm厚的胶合板作为膨胀缝;在风帽、仪表管件和金属穿墙件的表面缠绕2mm厚的普通硅酸铝耐火纤维毡作为膨胀缝;可塑料施工时,可用小刀切出厚度一半缝隙,或在可塑料上扎孔来解决膨胀的问题。(6)确定浇注料施工前的测点位置锅炉在炉膛、循环回路和排渣设备等处设有较多的温度和压力测点,炉膛密相区、冷渣器、回料阀内的温度、压力测点显得尤为重要。浇注料施工中,应重点防止测点的标高和角度偏差,若温度和压力测点标高不一致,将导致锅炉内部参数的差异,使得部分测点为废点。特别是炉膛下层压力测点,由于下床压是反映物料数量和厚度的最为重要的依据,若数值不准将直接影响锅炉的排渣和燃烧。施工中还应防止振捣浇注料时使测点套管松动以及角度发生偏差导致一次元件安装困难。(7)炉秆东南角水冷壁施工锅炉炉膛内的冷渣口是锅