循環(huán)流化床鍋爐的典型特征是煙氣流速較高,煙氣中灰濃度大、顆粒粒度大,對爐墻沖刷嚴(yán)重.。因此對爐墻砌筑耐火材料的理化指標(biāo)、施工工藝、爐墻砌筑等方面的質(zhì)量提出了非常嚴(yán)格的要求。從已經(jīng)投運的循環(huán)流化床鍋爐產(chǎn)品來看,爐墻砌筑的質(zhì)量問題已成為制約鍋爐正常運行的重要因素。爐墻砌筑質(zhì)量差會給用戶帶來了很大的經(jīng)濟損失。
一:鍋爐爐墻的作用及其性能要求
爐墻是用來將鍋爐受熱面和爐內(nèi)燃燒產(chǎn)物與外界隔絕并形成煙氣通道的鍋爐部件,它起著防漏、絕熱以保證安全運行的作用。因此,爐墻是鍋爐結(jié)構(gòu)中不可忽視的重要組成部分。當(dāng)鍋爐負壓運行時,爐墻能防止?fàn)t外冷空氣漏入爐膛和煙道內(nèi),可提高鍋爐運行的經(jīng)濟性,當(dāng)鍋爐微正壓運行或爐內(nèi)燃燒不穩(wěn)定出現(xiàn)正壓時,爐墻能阻擋爐內(nèi)和煙道內(nèi)的煙氣外泄,可防止污染環(huán)境、減少熱損失以及保障設(shè)備和人身的安全。爐墻耐火材料應(yīng)具備以下特性:耐熱性、熱穩(wěn)定性、絕熱性、密封性、結(jié)構(gòu)可靠性、一定的機械強度、結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、施工方便、造價低等。
二:循環(huán)流化床鍋爐爐墻耐火材料選型以下圖鍋爐為例(結(jié)構(gòu)簡圖):
2.1 點火裝置
本鍋爐采用床下油(煤氣)點火方式,此處升溫迅速,溫度高,瞬間溫度高達 1400℃因此對耐火材料要求有較高的抗熱震穩(wěn)定性,不易脫落。耐火層材料應(yīng)采用磷酸鹽耐火混凝土
2.2 布風(fēng)裝置及水冷風(fēng)室
布風(fēng)裝置及水冷風(fēng)室內(nèi)部點火時溫度 900℃左右,正常運行在150℃左右,不存在磨損現(xiàn)象,但溫度變化大,熱沖擊劇烈。對耐火材料要求有較高的抗熱震穩(wěn)定性,不應(yīng)輕易 發(fā)生脫落現(xiàn)象。耐火層材料應(yīng)采用磷酸鹽耐火混凝土如圖2
2.3 爐膛下部流化床
此處煙氣流速 4-6m/s,工作溫度 800℃-1000℃,由于回料閥的回料和床內(nèi)大量物料的回混,使該區(qū)域受到大量高溫床料的沖蝕,煤灰粒徑大、濃度高,磨損的可能性很大,對耐火材料要求有較高的耐高溫及耐磨性能。為防止該區(qū)域受熱面的磨損,在圖示四周水冷壁范圍內(nèi)都預(yù)焊了銷釘,以固定耐磨耐火可塑料。由于采用水冷壁管直接搗打可塑料的爐墻結(jié)構(gòu),要充分考慮耐火材料與受熱面管子間膨脹系數(shù)的配合。對耐火材料要求有良好的抗磨性能且不易脫落。耐火層材料應(yīng)采用耐磨耐火可塑如圖3。
2.4 爐膛出口
此處工作溫度 800℃~1000℃左右,高溫?zé)煔鈹y帶著床 料粒子從爐膛進入旋風(fēng)分離器時,在流經(jīng)出煙口處,氣、固兩相流動速度急劇增大,灰濃度較高,出煙口及其相鄰的后水冷壁周圍區(qū)域受到粒子的沖刷磨損嚴(yán)重,對耐火材料要求有良好的抗磨性能且不易脫落。耐火層材料應(yīng)采用高強度耐磨耐火澆注料如圖 4。
2.5 絕熱分離器
旋風(fēng)分離器是循環(huán)流化床鍋爐最重要的部件,其性能的好壞直接影響鍋爐的性能。該部位工作溫度 900℃左右,煙氣流速高(23m/s),灰濃度高,磨損嚴(yán)重,頂部耐火材料易脫落。特別是進口煙道及靶區(qū)范圍內(nèi)磨損更為嚴(yán)重,靶區(qū)范圍內(nèi)澆注時只留橫向膨脹縫。在筒體、錐體內(nèi)水平安裝了多層支撐托板,固接在金屬殼體的內(nèi)壁上,用以支撐內(nèi)部的耐磨保溫材料,實現(xiàn)分層卸載。耐火層材料應(yīng)采用高強度耐磨耐火澆注料如圖 5。
2.6 分離器出口煙道
該部分處于分離器之后,工作溫度 900℃左右。從旋風(fēng) 分離器出來的攜帶部分固體粒子的氣流速度較高,對連接煙 道會造成沖刷磨損,對耐火材料要求有較好的抗磨損性能及抗熱震性能,防止脫落。耐火層材料應(yīng)采用高強度耐磨耐火澆注料如圖 6。
2.7 絕熱尾部煙道尾部煙道煙溫較低,磨損較輕。耐火材料采用耐火磚即可滿足要求。
3 總結(jié):上述對循環(huán)流化床鍋爐不同工況部位的耐火層應(yīng)選擇的耐火材料做了詳細敘述,基本上適應(yīng)與所有這種類型循環(huán)流化床鍋爐。