循環(huán)流化床鍋爐耐火材料內(nèi)襯,爐內(nèi)物料循環(huán)路徑是:煤粉(一般用粒度0~10mm)和石灰石粉經(jīng)送料器送入流態(tài)化床燃燒室(密相區(qū)),燃料在此區(qū)沸騰燃燒。煙氣上升,經(jīng)稀相區(qū)至分離器如口進入旋風分離器,粗顆粒下沉經(jīng)回料閥返回燃燒室再次燃燒。煙氣挾帶飛灰上升經(jīng)過對流煙道進入外置換熱器。耐火材料主要襯砌在燃燒室、頂棚、分離器入口、高溫旋風分離器及回料閥等處。
以某廠220t循環(huán)流化床鍋爐為例,各部位耐火材料工作條件下:
(1)密相區(qū),該區(qū)深度為(220~1530mm,長2100mm沙狀介質(zhì)(煤粉和石灰石粉))在此沸騰,此區(qū)壓為13818~20580pa,煙氣流速約1.2~1.8m,正常工作溫度820~900℃:
(2)稀相區(qū),二次風口以上的區(qū)域是燃料燃燒的細顆粒集中處,此處固體物料濃度約12~16kg、m-³,煙氣流速1.2~3·-1、正常 工作溫度930~980℃:
(3)爐頂區(qū),正常工作溫度850~1100℃,在分離器入口處煙氣流速增值18m·S(4)旋風分離器,正常工作溫度為850~930℃,旋風出口處煙氣流速可達29m·S-1(5)旋風分離器出氣總管,此處煙氣含塵量70~530g·m-3,正常工作溫度為850-930℃,最大煙氣流速18m·S-1
按照設計要求,該鍋爐平均工作時間為8600h,每年啟停爐2~10次。每次點火需12~24h,點火后按65℃·h速度升溫至800℃,并保溫8h。爐襯使用壽命要求至少2年。
循環(huán)流化床鍋爐耐火材料工作和損毀可歸納如下:
(1)中溫,循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)襯各部位的工作溫度在800~1000℃。從耐火材料角度看,此屬中溫區(qū)間,選擇耐火材料首先考慮材料的中溫理化性能。對于燒成制品,一般燒結溫度均高于此溫度范圍,故其在高溫下的理化性能可直接用作選擇耐火材料的依據(jù)。對于不定型耐火材料和不燒制品,必須考察其中溫理化性能。有機結合的材料或水化結合的水硬性材料,中溫強度往往最差,這些材料在高溫下產(chǎn)生陶瓷結合,強度大大提高,故其高溫下的理化指標不能用作選擇耐火材料的依據(jù)。
(2)熱震,在正常運行情況下,循環(huán)硫化床鍋爐每年啟停2~10次。在投運初期,由于操作不當,每年啟停耐火材料內(nèi)襯都要受到一次強烈的熱震。若耐火材料抗熱震性能差,則熱震造成的耐火材料剝落將成為其損毀的致命因素。
(3)沖砂磨損、循環(huán)流化床鍋爐中煙氣流速大(最高可達29m·S-1以上),固體物料濃度高。在中溫下高速煙氣夾帶大量固體顆粒對耐火材料內(nèi)襯產(chǎn)生強烈沖刷磨損,特別是在旋風筒的沖擊區(qū),沖蝕最為嚴重。對于單側回料的循環(huán)硫化床鍋爐和旋風分離器,物料循環(huán)流動造成耐火材料內(nèi)襯墻磨損區(qū)
循環(huán)流化床鍋爐耐火材料的磨損原因
(1)熱應力和熱沖擊造成的磨損。熱應力和熱沖擊造成的磨損主要表現(xiàn)為溫度循環(huán)波動、熱沖擊以及機械應力致使耐火材料產(chǎn)生裂縫和剝落。
(2)固體物料沖刷造成的磨損。固體物料沖刷造成的磨損主要表現(xiàn)為物料對耐火材料強烈沖刷而導致的破損。循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)耐火材料以磨損區(qū)域包括邊角區(qū)、旋風分離器和固體物料回送路等。一般情況下,耐火材料磨損隨沖擊角的增大而增加。
(3)耐火材料性質(zhì)變化造成的磨損。耐火材料性質(zhì)變化造成的磨損主要表現(xiàn)為耐火材料變質(zhì)和理化性能降低導致的破壞。主要表現(xiàn)為:堿金屬的滲透造成耐火材料變質(zhì),有些耐火材料與結合劑強度降低,有些烘爐沒有達到要求,引起襯里分層和崩潰。
根據(jù)以上我公司對220t循環(huán)流化床鍋爐耐火材料的技術指導意見多從燃料的燃燒溫度,磨損數(shù)值,理論數(shù)據(jù)等方面總結出耐磨耐火材料的使用要求要從整體使用性能出發(fā)。