山东电力建设第二工程公司徐立伟贾广明
摘要:通过调查,来对比各种循环流化床锅炉烘炉方式,以此为依据,来研究大型CFB锅炉烘炉方式,并以济宁运河#3炉、#4炉循环流化床烟气烘炉方法为例,介绍烘炉过程。
关键词:调查烘炉方法 过程
1、前言:
循环流化床锅炉是一种新型高效、低污染的环保型燃煤锅炉,其燃烧过程,决定了必须在炉膛和烟道内表面,敷设大量的耐磨耐火砖、耐火保温砖,耐磨耐火保温浇注材料等。这些防磨材料经过自然干燥(一般三天以上)后,仍残留一定量的自由水分。若材料不经烘炉直接投入运行,其水分受热蒸发使体积膨胀而产生一定的应力,致使耐火材料发生裂缝、变形、损坏,严重时耐磨材料脱落。因此,锅炉在正式投入运行以前需按控制加热的方法进行烘炉,同时烘炉还可以加速炉墙材料的物理化学变化过程,使其性能稳定,以便在高温下长期工作。
2、烘炉方法及效果调查
(1)河南新乡电厂:
采用烘炉方式:木材加油
烘炉结束后,床下点火预燃室内部耐火料保温层,裂开(10mm以上),脱落及洞穿。见(右图)所示
预燃室重新施工 |
华能济宁电厂 |
(2)华能济宁电厂#5炉
采用烘炉方式:木材加油
烘炉结束后,锅炉旋风分离器进出口烟道、回料腿耐磨耐火材料等处出现裂纹,裂纹大于10mm,并有小块脱落。
(左图)
回料腿有裂纹现象 |
(3)江西分宜电厂
采用烘炉方式:竹子加油
床下部位在运行中出现了耐磨层大面积脱落。见(左下图)所示:
喷燃油枪上部耐火层脱落 |
(5)济宁里彦电厂
采用烘炉方式:热烟气烘炉
烘炉效果较好,没有出现大的裂纹,如右图
3、为了更好的对比烘炉效果:同时在烘炉的各种条件上,又进行了分析如下:
加热原理 | 加装临时设备 | 温度控制 与影响 | 材料 | 综合分析 | 人员监护 | |
加装油枪 | 在各个耐磨层位置加装油枪,通过油枪火焰直接对耐磨层进行烘烧。 | 加装油枪及敷设油管路 | 点火后,瞬间温度即达到500度以上,温升快,耐容易造成材料的脱落。 | 油 | 油枪价值高,同时对温升难以控制。 | 需要人员定岗 |
木材加热 | 在炉前四个给煤口进行填材,通过木材燃烧的热量进行烘炉,高温段时投正式油枪。 | 加装四根填材用钢管 | 木材燃烧部位温度高,产生局部裂纹;因冷渣器位置内部空间较小,无法进行烘烤。 只能采取其它的方法。 | 木材和油 | 木材燃烧时局部受热严重,容易造成受热不均,材料脱落。 | 需要很多人填材,以及吊车运输 |
烟气加热 | 在不同位置加装临时燃烧设备(烘炉机),使油在所需烘烤位置外侧雾化燃烧后由风机将烟气吹入,用烟气产生的温度进行烘烤。 | 加装烘炉机及相应的临时管道 | 1、火焰不直接与耐磨层接触,温差小,受热均匀,不会产生脱落、裂纹。 2、通过调节燃油量来调节烟气温度,易于控制。 | 油 | 临时设施较为复杂,但能够保证温度的有效控制。 | 需要人员定岗,并加强巡护 |
综合评价:
(1)加装油枪:油枪价值高,同时对温升控制也不方便,所以此方案不好
(2)木材加热:虽然临时设施较为简单,但因木材燃烧时局部受热严重,容易造成受热不均,材料脱落。
(3)烟气加热:临时设施比方案二较为复杂,但是其温度控制较好,能保证烘炉效果,此方案较好。
特别是冷渣器位置,因该处空间小,无法进行填材烘烤,所以多个电厂未对此采取烤烧,也是造成材料脱落的原因,有的电厂通过电加热片,因内部温度过高,所以易损坏,而温度也达不到要求。但烟气烘炉则科学的解决了此问题,同时在各个步骤上也优先于其它烘炉方式。
4、热烟气烘炉过程
经过以上各种方式的对比后,运河#3炉首先引用了烟气烘炉技术,取得成功后又经#4炉烘炉个别地方的改进,更适合、更科学、更合理。具体如下:
A、首先根据厂家材料性能制定科学合理的烘炉曲线,同时在烘炉时以此为基准,因为不同的厂家对材料的要求是不一样的。
B、烘炉机布置如下图:
布置原理:
1)、炉底左右冷渣器各一台,用于烟气从底部开始,也对该部位材料进行烘烤。
2)、炉膛区布置四台,考虑炉膛容积大以及底部材料较多较厚。
3)、回料腿布置两台,其烘炉机安装在炉九米。
4)、回料器两台,布置在回料器炉后侧的平台上,通过人孔门接入。
5)、旋风分离器进出口位置各布置两台,直接通过人孔门接入。
6)、烘炉机投入顺序:
1、以小油量投运冷渣器烘炉机两台,稳燃后逐步加大油量,使冷渣器温度升至150℃按曲线保温及升温。
2、通过对冷渣器内部受热面进行通蒸汽开始,确保温度在规定时间内升至80-100℃,然后待炉膛内温度升至约80℃左右时,启动炉膛4只烘炉机,以小油量低烟温投运,待温度达到150℃时保温及升温。
3、在回料器温升到100℃时启动斜腿和回料器共4只烘炉机,以小油量投运,温度达到150时保温
4、在分离器温度升到100℃时启动分离器进出口4只烘炉机,以小油量投运,按温度保温及升温。
C、温度测点的安装。通过正式的温度测点,在烘炉时监控温升情况,便于及时调节油量,以此满足烘烤温度。
D、其它相关要求:
(3)、对于烟气的排放,则通过分离器最上方人孔门排出,同时增加临时烟气挡板,在进行恒温阶段时,将挡板门尽量关闭,减少热量的流失。
(4)、燃油与用于雾化的压缩空气,易采用两根40母管,由炉零米开始接至炉顶区,然后在通过各支管相连,每支管接相应的阀门,比较容易控制。同时其压力不易太高,控制在5以下,然后通过阀门进一步调节,以满足烘炉机的需要。
(5)、回料腿位置烘炉机,也因该处与炉膛内温度要求不一样,所以在进回料腿位置采取临时隔离措施,确保回料腿的烘炉温度。
(6)、在分离器、冷渣器等位置上每平方开4个8—10个的小孔,用于烘炉时蒸汽的散发,而在回料器顶部、分离器顶部则需切割部分钢板,待烘炉后再进行焊接。
5、烘炉情况:#3炉与#4炉烘炉结束后,电厂、监理商定,在分离器出口位置进行取样试验,因为该位置是其烘炉时间最短,相对来说效果最差的位置。因此,在此位置进行了取样试验,试验结果,其水分含量为1.25%,大大小于规范要求的≯2.5%。同时进行了各部位的内部检查,验收情况,所有砌筑材料均未出现明显裂纹,发丝裂纹均小于2mm,属正常现象,观感质量美观,完全符合标准要求。受到业主高度赞誉。
烘炉效果如照片所示
炉膛区 |
炉膛密相区的效果照片 |
回料腿位置的效果照片 |
分离器效果照片 |
炉膛内的效果照片 |
分离器锥体部位照片 |
用材料烘炉的时间大约需要半个月时间,而用烟气烘炉只需7—8天。节约至少一半的人工。
同时也节约了施工工期,为机组提前启动创造条件。
更重要的是,通过烟气烘炉后确保了质量,保证锅炉正常运行,而采用木材方式,如果出现了材料脱落现象,其受损的经济价值是无法计算的。
7、结论。
循环流化床锅炉的结构特点,决定了耐磨材料的重要性,而烘炉就是保证耐磨材料在运行中能牢固附着在炉墙上,有效地保护受热面及其它相关设备,保证机组安全、可靠、顺利运行。所以,烘炉是循环流化床的特有的工艺,也是机组运行前的必须的工程环节,而采取好的烘炉方法,不但可以节约大量的资金,而且也能为整个炉子的运行节省时间,热烟气烘炉方法就符合这种特点,将会越来越广泛应用于循环流化床烘炉中。