循环流化床锅炉的砌筑-耐火砖知识与新闻-耐火砖高铝砖刚玉砖浇注料河南耐火材料厂-宏泰耐材

循环流化床锅炉是一种高效低污染的新型锅炉。为了防磨和部分部位防烧损,在该型锅炉中很多部位布置了大量的耐火防磨材料,具体部位主要在风室、燃烧室、旋风分离器、返料器、外置床、尾部烟道等处。一台300MW循环流化床锅炉的砌筑材料重达4000t以上,因此砌筑工作量非常大。同时部位的耐火材料不同,安装工艺和要点有所不同,因此对于整体砌筑的工艺要求高,应分别完成。另外砌筑工作非同于其它安装工作,有其自身的特点和要点,在施工中应按照工艺严格实施。循环流化床锅炉的砌筑施工质量的好环,将直接影响该锅炉能否确保安全、正常、经济地投入运行,同时也直接影响该锅炉所设计的各项技术参数。本文主要从砌筑工作的施工要点进行阐述,从而为相关技术人员提供参考。

1 耐磨耐火材料的选用

循环流化床锅炉内衬是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的质量控制,很容易造成浇注料在运行中大面积塌落乃至受热面管子严重磨损。

1.1耐磨耐火材料厂家的选择

由于制造耐磨耐火材料的厂家较多,质量参差不齐,选用厂家时,一定选用有信誉、有资质的厂家,同时应将材料、施工和售后服务承包给一家,确保循

环流化床锅炉内衬的质量达到设计目标。

1.2耐火材料的检验及保养

耐磨耐火材料进入现场后及时做好二次复检工作,经专业检验机构检验各项理化性能指标均符合要求后方可用于施工。耐火材料一定要存放于防潮、防雨的地方,以防止材料变质,降低质量、甚至丧失其使用性能。耐火材料的内衬耐热钢筋、抓钉等使用前进行光谱分析,检验合格后方可使用。且耐热钢筋、抓钉等要按要求进行安装,焊接牢固。

2各部位耐磨耐火材料的施工工艺介绍

2.1炉底水冷布风板施工

布风板耐火材料采用HF-135高强耐磨浇注料。水冷布风板由膜式壁和风帽构成,耐磨浇注料浇注前,须将风帽上的通风孔用胶带封堵,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,在砌筑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绑扎3mm厚的陶瓷纤维板。布风板浇注料浇注时要保证设计尺寸。在布风板表面的前后水冷壁有一斜坡台阶,有耐磨浇注料的台阶应由“Y”型抓钉固定,焊于水冷壁的鳍

片上,可视需要加长或切短,并在浇注前将此抓钉涂以沥青。此处耐磨材料应在炉膛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,向带有人孔的另一侧墙顺序浇注。每次浇注一个宽约300～500mm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。

2.2锅炉风室耐火混凝土的设计与施工

风室内耐火材料采用F-135高强耐磨浇注料,浇注厚度为60mm。布风板向下,采用在地面浇注、过72h养护期,即可交付安装就位。在浇注前对布风管孔进行保护处理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沥清漆,然后按图纸设计要求,预制好

模板,浇注HF-135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铝高铝质耐磨异形砖,用NJ-3泥浆砌筑后,用D6的1Gr18Ni9Ti耐热钢筋捆扎组合固定工艺施工,防止倒塌。

2.3燃烧室耐火混凝土的设计及施工

燃烧室耐火材料采用HF-135高强耐磨浇注料,浇注厚度为60mm,每吨浇注料中应加入1%～2%的耐热钢纤维,以提高HF-135高强耐磨浇注料的整体强度。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地冲涮着四周壁面,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销钉,以固定耐磨浇注料。在下炉膛四周水冷壁区域,有许多孔,包括:出渣口及回灰口、回料口、启动燃烧器开口、二次风口、测温测压口及人孔,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。

2.4尾部护板耐火混凝土浇注料的设计与施工

尾部护板设计浇注料厚度为200mm,第1层为矾土水泥耐火混凝土,厚度为100mm;第2层轻质浇注料,厚度为100mm。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,并涂2mm沥清漆,按尺寸支撑木模,模板支好要求牢固,机械振捣时防止跑浆。留好人孔门位置。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。纵、横向间隔分别为1100mm、1400mm,各留3条膨胀缝。浇注后过72h养护期后拆模交于吊装。

2.5炉膛后水冷壁上部出烟口

高温烟气携带着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。此处可进行立面手工捣打施工。

2.6旋风分离器入口段顶棚及筒体顶棚施工

旋风分离器人口段顶棚及筒体顶棚施工方法: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好吊挂砖,并检查、调整吊挂砖的长度,与模板保持2～5mm的间隙。旋风分离器筒体顶棚的施工分成两种类型的若干部位分别进行:中心筒体周围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。

2.7旋风筒返料器耐火混凝土的设计与施工

返料器设计厚度为360mm(膨胀节与燃烧室接口处),第1层为HF-135高强耐磨浇注料,厚度为115mm;第2层为轻质保温浇注料,厚度为254mm。先在护板内支模D680mm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D450mm的柱体后,涂刷脱模油,浇注HF-135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,炉墙砌筑保温层,采用3层砖砌筑,第1层为磷酸铝高铝质耐磨异形砖,厚度为115mm;第2层为微珠保温砖,厚度为130mm;第3层为珍珠岩保温砖,厚度为115mm。

砌筑时严格控制灰缝,保证D450mm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。

2.8旋风筒回料腿炉墙的设计与施工

回料腿材料采用保温砖和HF-135高强耐磨浇注料组成,厚度为360mm。第1层为HF-135高强耐磨浇注,厚度为115mm;第2层为微珠保温异形砖,厚度为130mm;第3层为珍珠岩保温异形砖,厚度为115mm。在砌筑保温层前,在料腿水冷套均涂厚度为2mm沥清漆,施工时必须同安装交叉作业。回料腿保温层高度为4870mm,可分为4段进行。第1段安装焊接后,砌筑珍珠岩保温形砖,再砌筑微珠保温异形砖,中间支好模板、D450mm柱体,涂好脱模油。浇注HF-135高强耐磨浇注料,再协同安装焊好第2段,方法同上。在第2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,保温层厚度为360mm。第1层为HF-135高强耐磨浇注料,厚度为115mm;第2层为微珠直形砖,厚度为130mm;第3层为珍珠岩保温直形砖,厚度为115mm。浇注HF-135高强耐磨浇注料时,分4段时行。先在护板上砌筑珍珠岩保温砖到高1.3m时,再砌筑微珠保温砖。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HF-135高强耐磨浇注料。过6～8h拆模。进行第2段砌筑,方法与第1段相同。浇注到标高20800mm处,开始砌筑直段磷酸铝高铝质耐磨异形砖。

2.9旋风筒直段部分砌筑的设计与施工

直段砌砖部分设计为3层砖,厚度为360mm。第1层为磷酸铝高铝质耐磨砖异形砖,厚度为115mm;第2层为微珠异形砖,厚度为130mm;第3层为珍珠岩异形砖,厚度为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22000mm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,拉钩金属件焊接于护板上。最后砌筑到标高25000mm处,留放15mm膨胀缝1条。

2.10省煤器顶部护板混凝土浇注设计与施工

顶部护板设计厚度为360mm需在地面浇注。第1层为矾土水泥耐火混凝土,厚度为115mm;第2层为轻质浇注料,厚度为130mm;第3层为珍珠岩保温砖,厚度为115mm。矾土水泥耐火混凝土中采用1Gr18Ni9Ti耐热钢筋布筋。顶部护板吊置组合现场后,留好安装吊装间隙,开始砌筑珍珠岩保温砖,厚度为115。耐热钢筋扎成120mm×120mm格式网片。按要求焊接于护板上,网片的绑扎要求牢固。耐热钢筋涂好2mm沥清漆,按要求支好模板,模板固定需牢固。涂好机油,可以浇注保温混凝土,浇注厚度130mm,采用机械搅拌,人工捣实均密,过3～4h方可拆模,进行矾土水泥耐火混凝土施工。施工时,按规定留好膨胀缝。纵向间隔1200mm留膨胀缝,横向间隔1400mm留膨胀缝。浇注完毕过72h养护期后交于安装吊装就位。由于施工进度原因,1号炉顶部护板,安装单位在浇料前已经吊装于炉子上。考虑到吊装后施工难度大,质量难于保证。与锅炉厂代表、监理单位共同讨论,改用一层矾土水泥耐

火混凝土一层轻质保温混凝土,先在护板下面焊接好抓钉、布好120×120mm不锈钢网格。布网格时留好膨胀缝位置,涂2mm沥清漆,支好模板,模板

支撑需牢固,拼接严密,涂刷废机油。在护板上相应部位割几个孔洞,料体从孔洞中倒入。先浇注矾土水泥耐火混凝土,厚度为115mm,在浇矾土水泥耐火混凝土时纵向间隔1400mm留膨胀缝,横向间隔1200留膨胀缝。后浇注轻质保温混凝土245mm,浇注完毕后,封好护板,过保养期后拆除模板。

2.11省煤器,过热器炉墙砌筑的设计与施工

省煤器、过热器炉墙砌筑设计厚度为325mm。第1层为粘土耐火砖,厚度为115mm;第2层为珍珠岩保温砖,厚度为230mm。首先以锅炉安装拟定的纵横中心线为基准线。挂垂直线投影至省煤器炉墙砌筑部位的横梁上,作好标记、在标高14462mm处,作好标高点,铺好46mm厚的耐火混凝土垫层,开始砌筑耐火砖。砌筑时按先里后外的程序,即先砌筑耐火砖,后砌筑保温砖,炉墙四周应同时并砌,按要求留好膨胀缝。到标高16245mm处砌一层拉钩砖。同时焊接好金属紧固件。当砌筑到紧固件时,填充硅藻土碎料,共砌筑拉钩砖8层,当砌筑到标高17877mm、21376mm时砌筑支撑砖各一层。留置20mm膨胀缝一条

3烘炉对砌筑的影响

3.1烘炉作用

循环流化床锅炉的烘炉非常重要,直接关系到耐磨耐火材料的使用效果。同时对砌筑安装质量要进行严格的检验。烘炉工作的顺利完成可以真实反映砌筑的安装水平,因此烘炉对于砌筑至关重要。砌筑工作必须为烘炉打下良好的质量基础,否则烘炉将会出现质量问题(比如砌筑材料出现裂纹、脱落,甚至坍塌事故)。砌筑和烘炉工作可以说是息息相关的。

3.2烘炉情况简介

烘炉采用无焰式烘炉机的热烟烘炉技术,烘炉过程分为低温烘炉阶段和高温烘炉阶段。热烟气烘炉更易于烘炉过程和温升曲线的控制,能确保达到耐火材料在此阶段的性能要求。按顺序依次启动点火风道、炉膛、回料器和分离器进口等处的烘炉机,开始先以小燃气量低烟温投运,稳燃后逐步加大气量,按升温曲线保温、升温。烘炉过程根据烘炉曲线及控制的时间进行,从而将水分烘出,达到内衬材料固化效果。通过近10d的连续烘烤,锅炉烘炉工作全部结束,通过检测烘炉后耐磨可塑料衬里的水分均达到验收标准。烘炉后检查耐磨可塑料由浅灰色转变为土红色,色泽分布均匀,表面没有发生脱落、超标裂纹和贯穿性裂纹等异常情况。

4耐磨耐火材料使用情况及存在的问题

烘炉后检查,绝大部分炉墙均符合要求,未出现质量问题,但在以下部位出现问题。

4.1布风室底部炉墙涨裂

在烘炉结束后,沿落渣管四周炉墙有分散形裂纹。原因分析:膨胀缝设置不合理,膨胀缝设置较少,落渣管四周与耐磨耐火浇注料预留膨胀间隙较小。同时耐热钢筋布置不合理。采取的措施:根据现场实际情况,重新布置耐热钢筋网,增加膨胀缝数量。用5mm厚陶纤纸将落渣管缠绕一周,增大落渣管与浇注料的膨胀间隙。

4.2水冷室布风板上的异型管裸漏

水冷室布风板在落渣管入口处有几根异形管,此处部位料层流动快,管子极易磨损,管子上无销钉,采用浇注料涂抹施工。在烘炉结束后,此处有轻微剥落现象。原因分析:浇注料与管子结合不牢。采取措施:用耐热钢筋缠绕异形管,耐热钢筋固定在鳍片上,浇注料涂抹并捣实。建议水压前,在异形管上直接焊好销钉。经过更改后,未出现任何质量问题。

5几点改进建议

(1)炉膛密相区水冷壁的HF-135耐磨浇注料建议改为异型刚玉砖,用1Gr18Ni9Ti耐热螺栓固定在水冷壁上。

(2)锅炉旋风分离器不规则部位设计的HF-135耐磨浇注料建议改为异型刚玉砖。保温层改为硅酸铝纤维砖,用1Gr18Ni9Ti耐热螺栓将保温层硅酸铝纤维砖和异型刚玉砖固定在旋风筒壁上。

(3)建议将锅炉顶部的HF-135耐磨浇注料改为耐磨可塑料,提高锅炉顶部密封效果。

6结论

由于耐火、耐磨材料故障(塌料和磨损严重),即耐火、耐磨材料突然大块脱落,使炉膛流化状态破坏导致结焦及排渣堵塞不畅。所以在基建工作中,应选择有良好业绩供货生产厂家的耐火耐磨材料。为保证锅炉长期运行,一定要严把材料关、施工关和烘炉关。在严重磨损区,如高温分离器入口、分离器旋风筒的入口正对面、燃烧室密相区等,选择优质高强度耐火耐磨材料,增加耐磨性和使用寿命。在施工中多选择地面施工,尽可能使用机械搅拌、机械振捣有利于保证耐火耐磨材料的施工质量,同时注意内衬施工同安装工作的配合,内衬层开孔均应在内衬施工前完成,防止内衬施工完成后开孔破坏内衬结构。因此大型循环流化床锅炉的砌筑工作是该型锅炉稳定运行的关键,工程中应给予足够的重视,对其相关的工艺应严把质量关。