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淺析循環流化床鍋爐烘爐

作者:admin 更新時間:2019年03月20日 14:04:40

  摘要:根據流化床鍋爐耐火材料的脫水機理及流化床鍋爐的結構特點,提出了流化床鍋爐烘爐方法,并在220t/h流化床鍋爐得以應用,在實踐中積累了大量經驗,摸索并改進烘爐方法,取得了良好的效果,提高了烘爐質量,保證了大型流化床鍋爐運行的可靠性。


  關鍵詞:流化床鍋爐烘爐耐磨材料耐火材料


  中圖分類號:TK229文獻標識碼:A文章編號:


  循環流化床(流化床)鍋爐具有煤種適應性強、負荷調節范圍大、啟/停迅速、爐內方便脫硫、能夠分級燃燒并能有效降低污染物排放等優點,近年來在國內得到大力發展,但流化床鍋爐運行特點為大量物料的循環,這就要求流化床鍋爐必須敷設大量的耐火耐磨保溫材料。在流化床鍋爐的旋風分離器(包括本體及回料閥)、水冷風室、床下點火風道、爐膛的密相區域、屏式過熱器和水冷屏、爐膛出口煙道等區域都有用保溫材料、耐磨耐火材料砌筑的墻襯,在新砌筑的墻襯內都含有一定的水分。為了保證爐墻在鍋爐投運后不出現裂縫、變形、損壞、磨損和脫落,達到保溫、防磨的目的,必須對墻襯進行合理的干燥和烘烤,使墻襯中水分蒸發、墻體固化并形成高強度的耐磨耐火襯里。


  烘爐是耐火材料施工和使用的關鍵環節,烘爐得當,能保證耐火材料的使用壽命;否則,水分排除不暢通,會使襯體產生裂縫,降低其壽命,甚至引起襯體大面積剝落。而大型流化床鍋爐的爐膛容積和附屬設備均比原有的小型流化床鍋爐要大很多,鍋爐運行的可靠性和烘烤質量要求也不盡相同,采用小型流化床鍋爐的烘爐方法對大型流化床鍋爐進行烘烤,不僅烘烤質量達不到要求,而且難以控制與實現。根據耐火耐磨材料廠家的要求并結合大型流化床鍋爐烘爐的現狀,大型流化床鍋爐烘爐的關鍵在于以下三點:


  a.制定切實可行的烘爐措施;


  b.要有合理的烘爐手段;


  c.采用可靠的監視設備,保障烘爐過程能夠按照要求實現。


  結合大慶石化120萬噸/年乙烯改擴建工程鍋爐項目220t/h流化床鍋爐的烘爐方案、措施等進行分析與探討。


  1、烘爐措施的制定


  大慶石化120萬噸/年乙烯改擴建工程鍋爐項目220t/h流化床鍋爐為上海鍋爐廠生產的SG-220/12.0型流化床鍋爐。爐膛底部是由水冷壁管彎制圍成的水冷風室,通過膨脹節與風道點火器相連,風道點火器共4臺,分為床上2只,床下2只,其中各布置1個高能點火C4燃燒器。爐膛與尾部豎井之間布置2臺絕熱式旋風分離器,其下部各布置1臺J閥回料器。


  1.1烘爐曲線的制定


  烘爐目的是排除耐火材料施工后襯體中的游離水、結晶水,以獲得耐火材料的高溫使用性能。正確的烘爐操作是緩慢地驅逐砌體內水分,不使之驟然發生應力,并應制定具體烘爐措施,繪制正確的烘爐升溫曲線,避免無序、任意操作。


  耐火材料襯體施工完畢后,在點火烘爐前應進行自然干燥養護。其干燥程度主要取決于環境溫度和經歷的時間。一般要求施工完成后經7d左右的自然干燥養護,方可加熱干燥。


  自然干燥養護后,爐襯中仍有大量的水分,不定型耐火材料中含有的大量游離水和結晶水必須在烘爐時排出。根據廠家提供的耐火澆筑料在不同溫度下的試驗,澆筑料表面水分在110℃時蒸發,此后排水速度減緩,隨著溫度繼續升高,到200℃時,游離水和結晶水不斷排除,到300℃時,游離水和部分結晶水排凈,到550℃時完成晶型轉化和聚合作用,800℃時達到設計要求的燒結強度,完全釋放熱應力。為充分排除深層的游離水和結晶水并完成晶型轉化,必須在110、200、300、550℃時恒溫一段時間,現根據材料廠家提供的升溫控制曲線和現場條件制定了烘爐曲線,如圖1所示;高溫烘爐曲線,如圖2所示。


  圖1


  圖2


  1.2具體實施方案


  烘爐過程共需要進行兩個階段,即低溫階段和中高溫階段。低溫階段主要是脫去施工結合水(游離水)和部分結晶水的過程,以提高不定型材料的強度和其它物理性能;進入到中高溫養護階段時,主要是脫去材料中的結晶水過程,使材料達到設計使用的強度;而到最后高溫恒溫階段時,耐火、耐磨材料的高溫固化強度得到進一步提高,并使其具有陶瓷性結合而最終達到材料的最優物理性能,實現工作層材料具有耐火、耐磨、高強和極好的抗熱震穩定性能。


  第一階段:用燃油烘爐機(以下簡稱烘爐機)產生的熱能對爐內環境氣流進行加熱,來對整個鍋爐內的襯里材料進行系統的養護,即環境起始溫度至300℃±50℃,該階段的工作由烘爐單位完成,鍋爐使用單位運行操作人員配合操作。


  第二階段:由生產單位完成,按筑爐供料公司的材料性能要求進行在管道吹掃和試投煤階段進行中、高溫養護,即300℃±50℃至800℃±50℃,(見圖2)該階段的烘烤不需要再單獨進行,只需在具備管道吹掃和試投煤燃燒的過程中兼顧進行,由于鍋爐本體主蒸汽管道吹掃時,爐膛溫度及吹掃的時間能夠完全滿足中高溫烘烤的溫度和時間,而且在試投煤或燃料氣過程中,即完成了高溫烘爐工作,又對輸煤系統和給煤系統進行了調試,這樣既對鍋爐熱態運行設備進行了考核,又縮短了整個工程的工期。


  2大型流化床鍋爐烘爐手段


  2.1特制烘爐用烘爐機


  按照耐火耐磨材料廠家提供的烘烤控制溫度,低溫烘爐階段,采用烘爐廠家提供的特制的烘爐機。該烘爐機與其它單位的不同,是自帶風機和機械霧化,自行完成一次和二次風的霧化燃燒,在燃燒機本身霧化燃燒后再次進行混合風燃燒,最后進入烘烤部位內,因此避免了燃燒不充分的現象。


  該種烘爐機,在現場使用時,不需要用戶提供壓縮風、壓力油管線,而且機器重量較輕,安裝與拆卸都很方便。而且該烘爐機操作及控制方便,最主要是經濟省油。


  2.2在線監視設備


  烘爐工作的關鍵是要按烘爐曲線控制溫度。避免溫度忽高忽低、偏離烘爐曲線的不穩定現象。在龐大的爐膛里要使爐襯烘得均勻,各部位溫度平衡,需用溫度檢測儀器進行監測。此次烘爐時,采用高精度熱電偶進行溫度檢測、微機監控處理的烘爐方式,將鍋爐溫度測點和臨時熱電偶接入數據采集系統,用計算機通過數據采集系統對烘烤過程進行實時在線監視,省去了人工測溫的復雜過程,降低了勞動強度,同時監控準確、及時,因此極大地保證了烘爐質量。

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