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CFB锅炉内衬用耐材产品及浇注料施工要点

时间:2020-07-22 11:47 作者:耐火材料生产厂家点击:


 
CFB锅炉内衬用耐材有很多种,例如耐火砖、耐火浇注料、耐火可塑料、保温材料等,今天为大家介绍一下相关的耐火材料及浇注料施工要点。
耐火耐磨材料的品种多种多样,包括硅铝系耐火砖(如硅砖、半硅砖、粘土砖、高铝耐火砖、刚玉砖和莫来石砖等)、碱性耐火砖(如镁砖、镁铝砖和镁铝尖晶石砖、镁铬砖、白云石砖及镁白云石砖等)、含碳耐火材料(如碳素砖、碳化硅砖、碳结合砖等)、含锆耐火砖等。其中,CFB锅炉用耐火材料大体上可以分为以下四个大类:
1、高铝砖和浇注料。采用高铝矾土熟料为主要原料,Al2O3的含量大于48%以上的硅酸铝质耐火材料砖统称为高铝砖。矿物组成主要为刚玉相、莫来石和玻璃相。根据Al2O3含量的不同。由高到低分为一、二、三级。如高铝砖,在1400℃高温下烧结而成,耐火度高,抗酸、碱性熔渣侵蚀性强,高温机械强度大,有较好的抗磨性能和热稳定性,且耐火砖价格不高,在CFB锅炉燃烧系统中使用比较多。
锅炉燃烧系统工作温度范围为850—1000℃,高铝浇注料不能实现高温烧结。为了提高高铝浇注料的抗磨性能,需采用某些添加剂,实现在循环流化床燃烧系统工作温度下的烧结,提高耐磨性能。
2、碳化硅砖和浇注料。碳化硅砖在高于1600℃温度下烧结而成,有很好的耐磨性能。
工业上通常将碳化硅按色泽分为绿碳化硅和黑碳化硅。其SiC含量要求分别不大于99.0%和不大于98.5%。绿碳化硅的杂质少,硬度比黑碳化硅高。
但碳化硅的使用对燃烧气氛有要求,碳化硅在加热时易于氧化。因此,在有氧气氛和高温条件下碳化硅热稳定性差,产生碳氧化脱皮,因此不宜在高温氧化性气氛下使用。
3、刚玉砖和浇注料。刚玉系指由电熔或烧结而制成的主要矿相为α―Al2O3相的Al2O3纯度较高的材料。刚玉砖是以刚玉为主要原料的耐火砖,其Al2O3含量大于90%。
刚玉的硬度高(莫氏硬度为9),密度大(体积密度为3.95~4.19/cm3),熔点为℃,烧结温度在1600℃以上,机械强度高,热膨胀系数(20~1000℃)为8.0×10-6/℃,导热系数为5.86W/(m2·K),耐火抗磨性能不错,有良好的、抗侵蚀和电绝缘性能,缺点是抗热应力性能差。CFB锅炉有启动快、负荷变化范围大、变负荷速率高等优点。但这些优点的发挥要求耐火材料有好的抗热应力性能,并且刚玉价格高。这两个原因限制了刚玉砖及浇注料在CFB锅炉中的应用。
4、硅线石砖和浇注料。硅线石为蓝晶石族矿物的一种,蓝品石族矿物包括蓝晶石、硅线石和红柱石,为同质异形体。即化学成分相同,晶体结构不同,化学分子式为A12O3•SiO2,其中A12O3含量为62.92%,SiO2含量为37.08%。
硅线石是一种的耐火防磨材料,有较好的耐磨性和较高的机械强度,耐火度高达℃,抗化学腐蚀,热膨胀性低,抗热应力性能好,耐急冷急热性好。它的烧结温度在1450~1600℃之间,缺点是耐火砖价格高,材料来源有限,作为主体材料受到限制。在CFB锅炉中使用较少。  
CFB锅炉内衬用耐火浇注料施工要点
CFB锅炉,炉膛为膜式水冷壁结构,在炉膛出口与尾部竖井烟道之间布置两个高温水冷式旋风分离器。在尾部烟道内设有高、低温两级过热器、在两级过热器之间设有喷水减温器。尾部竖井内依次设有三级省煤器和一、二次风空气预热器。该锅炉采用循环流化燃烧新技术。具体结构是由:布风室、燃烧室、旋风分离器、返料器、过热器室、尾部烟道等组成。其内衬的组成主要以耐高温、耐磨、抗剥落性强的浇注料为主,寰洋耐材根据各部位的环境不同推荐几种耐磨浇注料:高强耐磨浇注料、钢纤维耐磨浇注料、刚玉耐磨浇注料、耐火可塑料等,具体如下:
一、耐磨浇注料的选用
循环流化床锅炉内衬时防止锅炉受热面金属以及锅炉流通部分金属结构被高温烧损及磨损的重要设施,如果由于选购材料不当或施工过程中没有进行很好地质量控制,很容易造成浇注料在运行中大面积塌落乃至受热面管子磨损严重。
① 耐磨浇注料厂家的选择。由于耐火材料市场生产浇注料的厂家繁多,质量参差不齐,选用厂家时一定注意,好是将材料、施工和售后服务一起承包给一家有信誉、有资质的厂家,确保循环流化床锅炉达到设计目的。
② 无论是厂家还是采购方对耐火浇注料的检验、试块和存放要做好试样检测。试块经专业检验机构检验各项理化指标性能指标均符合要求后方可用于施工。耐火浇注料按要求存放于防潮、防雨的地方,以防止材料的变质,降低、甚至丧失其使用性能。
二、各部位耐磨浇注料的施工要点
采用耐火浇注料浇筑施工首先要保证带浇注部位的表面合理布局耐热钢筋、抓钉,应按要求进行安装焊接牢靠,并要进行光谱检验合格和做好方膨胀处理后方可浇注施工。
1、炉底水冷布风板施工
布风板采用高强耐磨浇注料浇注,水冷布风板有膜式壁和风帽构成,耐磨浇注料浇筑前,须将风帽取下,将管口封堵,防止浇注料进入风管。为保证运行中非金属材料和进风管能自由膨胀,再施工耐磨耐火材料前将布风板上所有进风管的外表面与浇注料接触部分刷3mm厚的沥青漆。布风板浇注料浇筑时要保证设计尺寸。在布风板表面的前后水冷壁有一斜坡台阶,有耐磨材料应在炉壁上部耐火材料安装完后再进行安装,并在浇注前用压缩空气清理布风板。
施工时,以某侧墙为起点,向带有入孔的另一侧墙顺序浇注施工。每一次浇注一个宽约300~500nun的狭条,并用振动棒捣实。施工过程中,施工人员不可直接踩在空气喷嘴上,在没有施工的部位铺上一条木板,供操作人员站踩和行走。
2、锅炉风室耐火混凝土的施工
风室内采用高强耐磨浇注料浇注,浇注厚度为60mm。布风板向下面,采用在地面浇注、过72h养护期,就可交付安装就位。在浇注前将布风管孔先作保护处理后再作浇注,确保布风孔不为料物浇注堵塞。首先在膜壁式水冷壁预先焊好的抓钉上涂2mm沥青漆,然后按图纸设计技术要求,预制好模板,浇注高强耐磨浇注料。用机械搅拌,手工捣密压实。布风室内隔墙按图纸设计要求采用磷酸盐高铝质耐磨异形砖,用NJ-3泥浆砌筑后,用φ6耐热钢筋捆扎组合固定工艺施工,防止倒塌。
3、燃烧室耐火浇注料的施工
燃烧室采用钢纤维耐磨浇注料,浇筑厚度为60mm,每吨浇注料中应加入1~2%的耐热钢纤维,以提高浇注料的整体强度。锅炉运行时,循环流化床锅炉炉膛内部气固两相流动,工况极为复杂。在炉膛下部区域,物料浓度很高,大量的回混物料严重的冲刷着四周壁面,为防止该区域受热面的磨损,在四周水冷壁范围内都预焊了抓钉,以固定耐磨浇注料。
在下炉膛四周水冷壁区域,有许多开孔,包括:出渣口及回灰口、回料口、启动燃烧器开口、二次风口、测温测压口及入孔,对于所有穿管结构,除测温管及启动燃烧器处浇注孔与该管外径相同外,其余穿管处浇注孔径应与该管处的内径相同,且上述所有穿管与浇注孔同轴。施工前,对炉膛底部所有部位进行一次全面的清洗,可用压缩空气进行一次吹扫,尤其是墙箱底部堆积的杂物。
此外,在回料阀口、启动燃烧器四周围处的膜式壁扁钢上或密封盒上还应焊一些Y型抓钉,以固定这些开口周围区域的耐磨浇注料,这些抓钉也应在施工前涂沥青。
4、尾部护板耐火浇注料的施工
尾部护板设计浇注料厚度为200mm,层矾土水泥耐火混凝土:100mm厚。第二层轻质浇注料;100mm厚。为了确保施工质量,尾部护板在地面浇注。
护板吊置于锅炉组合现场放平后、焊接抓钉涂2mm沥青漆,按尺寸支撑木模,模板支好要求牢固,机械振捣时防止跑浆,留好入孔门位置。先浇注100mm厚的轻质浇注料,要求机械搅拌均匀,人工捣实,待强度达到后方可以拆模进行下一道工序。支好模板,模板四角必须固定牢固,开始浇注矾土水泥耐火混凝土,采用机械搅拌,要求搅拌均匀,振捣密实,严禁有蜂窝出现,浇注时留好膨胀缝,纵向间隔1100mm留三条膨胀缝。横向间隔1400mm留3条,浇注后过72h养护期后拆模交于安装吊装。
5、炉膛后水冷壁上部出烟口耐火浇注料施工
高温烟气携带者床料粒子从炉膛进入旋风分离器时,在流经出烟口处,气固两相流动速度急剧增大,出烟口及其相邻的后水冷壁部分区域受到粒子的冲刷磨损,因此在出烟口和周边炉膛区域分别预焊了短的圆销钉,并浇注耐磨耐火浇注料。此处可进行里面手工捣打施工。
6、旋风分离器入口段顶棚及筒体顶棚浇注料施工
旋风分离器入口段内衬施工要按照图纸规定的耐磨材料的厚度,支好模板,顶部要装吊挂砖的要装吊挂砖,并检查、调整吊挂砖的长度,与模板保持2~5mm的间隙。
旋风分离器筒体的施工分成两种类型的若干部位分别进行:中心筒周围350~450mm的区域,和圆环部分平均分成的6个扇形区域。两区域之间应用陶纤维纸留3mm膨胀缝。施工时,首先浇注中心筒周围的耐磨耐火材料,浇注时采取从侧向向里浇注的方式。其他圆环部分施工时,应分开进行,每相邻部位应用陶纤维纸留3mm膨胀缝。
顶部施工顺序是先施工耐磨浇注料再施工保温浇注料。分片支模进行施工,支模高度为耐磨层厚度。每模先施工耐磨浇注料,施工时要振动密实。待耐磨浇注料凝固后(至少需要12h),再施工保温浇注料,保温浇注料采用捣打法施工注意捣打密实。
7、旋风筒返料器耐火浇注料的施工
返料器设计厚度为360mm(膨胀节与燃烧室接口处)层高强耐磨浇注料:115mm厚,第二层轻质保温浇注料:254mm厚。先在护板内支模φ680mm的柱体后,涂刷脱模油,浇注轻质保温混凝土,过6—8h后拆模,再支模φ450mm的柱体后,涂刷脱模油,浇注高强耐磨浇注料。浇注料体到上口时放入膨胀节顺灰管。返料器、膨胀节以上至回料腿,炉墙砌筑保温,采用三层砖砌筑。层为磷酸铝高铝质耐磨砖异型砖:115mm,第二层为微珠保温砖:130mm 厚,第三层为珍珠岩保温砖:115mm。砌筑时严格控制灰缝,保证φ450mm圆度,自下面向上施工。各型号磷酸铝高铝质耐磨砖砌筑时应注意先后次序,阴角,转向处按图纸留好膨胀缝。
8、旋风筒回料腿炉墙的施工
回料筒材料采用保温砖和高强耐磨浇注料组成,厚度360mm。层为HF-135高强耐磨浇注料 115mm厚,第二层为微珠保温异型砖130mm厚,第三层为珍珠岩保温异型砖115mm厚。
在砌筑保温前在料腿水冷套均涂2mm沥青漆,施工时必须同安装交叉作业。回料腿保温高4870mm,可分为4段进行。
段安装焊接后,砌筑珍珠岩保温形砖,在砌筑微珠保温异形砖,中间支好模板,φ450mm柱体,涂好脱模油。浇筑HF-135高强耐磨浇注料,再协同安装焊好第二段,方法同上。
在第二段浇注时放置15mm膨胀缝1条。同时浇注好防爆孔,砌筑到标高15800mm进行锥体保温,在标高15800mm外留放15mm膨胀缝1条,在标高20500mm处留放15mm膨胀缝1条,锥体总高4700mm,保温厚度360mm。
层为高强耐磨浇注料115mm厚,第二层为微珠直行砖130mm厚,第三层为珍珠岩保温直行砖115mm厚。浇注高强耐磨浇注料时,分四段时行。先在护板上砌筑珍珠岩保温砖到高1.3m时,在砌筑微珠保温砖。空间部分用硅藻土碎料填实。支好锥体木模,模板拼接必须严密,支撑牢固,涂刷脱模油,开始浇注高强耐磨浇注料。过6-8h拆模。进行第二段砌筑,方法跟段相同。
9、旋风筒直段部分砌筑的施工
直段砌筑部分设计为三层砖,厚度360mm。层为磷酸铝高铝质耐磨砖异型砖115mm,第二层为微珠异型砖 130mm,第三层为珍珠岩异形砖115mm。
砌砖时严格控制灰缝,上下、里外不能通缝,泥浆饱满均匀。砌筑到标高2200mm处放置磷酸铝高铝质耐磨异形砖一层,留放12mm膨胀缝1条。到砌筑到标高22600mm处留好旋风筒进口烟道,在砌筑进口烟道同时,异形砖沿高度方向交错使用,当砌筑到标高23310mm、24112mm处,放置磷酸铝高铝质耐磨拉钩砖一层,拉钩金属焊接于护板上。后砌筑到标高25000mm处,留放15mm膨胀缝1条。
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