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影响锅炉用耐磨浇注料使用寿命的重要因素是这些

文字:[大][中][小] 手机页面二维码 2019/4/29     浏览次数:    

循环流化床锅炉的耐火浇注料是影响锅炉运行周期的一个重要部分,浇注料耐火度、热强度、收缩率、浇注质量、养护和烘炉直接影响着锅炉卫燃带炉墙强度和寿命,影响锅炉运行周期, 同时炉体外部的保温和防护质量的好坏制约了锅炉的膨胀,尤其冬季气温低于零下5度时,由于膨胀均匀度不同步,极易造成相关部分管路焊口应力集中而泄露停炉,降低了运行周期,增加了点炉次数和点炉投入,影响了系统机组的平稳运行,增加了运行操作风险。通过锅炉实际运行及停炉检修期间发现的问题,浇注料局部损坏施工,施工时没有预留膨胀间隙及外部保温不当造成内外温差大产生裂纹是造成损坏的主要原因。通过讨论物料机理、使用部位,加强环节控制,希望达到提高使用寿命的目的。

      循环流化床运行现况分析      

煤矿自备电厂锅炉负荷容量比较低,大多数为燃用劣质燃料的具有综合利用性质的循环流化床锅炉,蒸发量多为75t/h 和130t/h。由于燃用劣质燃料,热值低,灰分高,锅炉渣管口,炉膛折焰角,给煤口返料器柱腿及旋风分离器处的耐磨浇注料容易出现龟裂磨损脱落,耐磨浇注料是制约锅炉长闷期运行的主要因素;锅炉外部防护和保温材料选择和施工质量的好坏一是热量的损失,再就是易造成点炉升温、外部环境温度突降引起应力集中的焊口处的应力的增大,造成承压管路的泄露而停炉;同时随着环保要求越来越严,炉内喷钙脱硫的锅炉Ca/S=1.5—2.0 时,脱硫效率可达85—90%,石灰石粉的利用率比常规流化床锅炉提高近一倍,但脱硫剂的投入增加了床料和循环物料的量,增加了炉墙浇注料的磨损。耐磨浇注料磨损使水冷膜式壁及外护板裸露,严重时造成护板烧损变形、开裂,承压管件因磨损强度降低而泄露停炉,大大缩小运行周期,增加了事故率,影响安全生产并增加物质和人工投入。

      锅炉重要部位耐磨浇注料性能分析    

低倍率循环流化床锅炉炉膛部分炉墙采用敷管式轻型炉墙,旋风分离器,斜烟道、炉顶、尾部烟道由耐火浇注料和磷酸盐砖及硅酸铝保温材料砌筑,炉膛膜式水冷壁下部浇注高强复合 耐火浇注料,根据各处流化速率,烟气流速,向火度选择使用不同形式的耐火材料,在保证使用寿命和耐磨效果的情况下降低施工维护成本。耐磨浇筑料掺配氧化物和结合剂制作而成,流化床锅炉炉膛使用流动性好的高强耐火浇注料,由于掺配制作工艺的不同,其主要物理特性如耐火度,线膨胀系数,耐磨强度等存在很大的差异,影响着锅炉运行周期。循环流化床锅炉高温区耐火材料主要是高强耐火浇注料,共主要成分为Al2O3+TiO2, 硅酸盐水泥按一定比例掺配而成,由于工艺不同,造成耐火度、线膨胀率、耐磨强度有很大的差异,影响锅炉的使用寿命,矾士熟料成分(质量参数)应为Al2O3>60%,SiO2<20%,Fe2O3<3%; 混凝土应烘干除水分,碱性耐火材料用磷酸胶结时不可烘干,酸性、中性耐火材料用磷酸胶接时立即于350℃<450℃<烘干。 (磷酸盐溶液用50%浓度的磷酸与工业氢氧化铝按质量比7:1 调剂)根据浇注料物理特性的对比,磷酸盐耐火浇注料有高强硬度的同时具有较好的线膨胀系数,能满足使用要求,通过1Cr18Ni9Ti的不锈刚钉固定在承压炉壁上,与炉壁20G膜式水冷壁有较好的粘结性。

      影响耐磨浇注料寿命的主要因素  

1.锅炉结构部位的影响

根据锅炉结构特点,循环流化床锅炉主要利用炉膛燃烧烧损的灰渣随热风上行,在炉膛出口的旋风分离器处产生旋切下沉,在返料器经过返料风的吹浮流入炉膛,正常运行时锅炉温度 较高的三个部位的温度分别为:(1)、炉蹚:900℃ (2)、炉膛出口: 892℃⑶、旋风分离器处:852℃。烟速为:炉膛5m/s,炉膛出口 5m/s,旋风分离器9.5m/s。较高的温度和烟速造成耐磨浇注料磨损加剧,必须加强耐磨处理。

2.燃料的影响

锅炉燃料为选煤厂副产品洗矸、煤泥和洗混煤,热值低、灰分高,沸腾燃烧时对炉膛耐磨浇筑料及水冷壁管造成磨损,炉膛卫燃带、炉膛出口水平直烟道旋风分离器、返料器耐磨浇注料磨损尤其严重。浇筑料损坏易造成外护板直接受热变形开裂,出现漏烟、漏灰渣现象。影响锅炉正常运行,现场环境变差。 

3.施工质量的影响

施工质量是影响锅炉耐磨浇筑料使用寿命的主要因素,季节性施工没有采取必要的施工措施,施工工艺不符合标准要求,养护期短,不能严格按照给定的烘炉曲线进行烘炉,造成耐磨浇注料的结合力及耐磨性能达不到设计要求。

4.锅炉点炉、停炉及运行阶段负荷波动对浇注料的影响

锅炉点炉升温、停炉降温时升降温速率控制不好会造成内外温差大形成较大的热应力,运行时给煤设备的故障及煤质较大的变化会造成炉蹚温度波动,严重时有150℃幅度的床温波动,一是影响蒸汽参数,二是需及时调整风量,风煤比的波动造成燃烧状态的扰动,使向火而的浇注料出现剥蚀,影响耐磨浇注料的使用寿命。

      解决问题的措施     

1.循环流化床锅炉各部位因结构的特点,对耐磨浇注料性能要求相差甚远,过热器后部烟温较低,多为耐火砖砌体炉墙

小型循环流化床锅炉循环倍率多在14-20之间,炉膛卫燃带、旋风分离器旋切烟道,返料器柱腿部位由于燃料灰渣的持续循环磨损,对耐磨浇注料的性能要求较高,为有效减小灰渣的磨损,阻止由于炉温变化而引起的交变应力,避免体积变化所产生的微裂纹扩展,上述部位宜选用高强耐磨复合浇注料,具有较大的高温强度,耐温性能和高温抗磨损抗灰渣侵蚀性能和热稳定性,通过长期的实践应用能够满足现场使用要求。为延长上述部位耐磨浇注料的使用寿命,每次停炉时,对磨损部位均匀涂刷一次耐磨胶泥能有效延缓耐磨浇注料的磨损,延长使用寿命。

2.加强燃料制备管理,对燃料配比方式进行改造,新上配煤系统,实现均匀配比,提高燃料热值的稳定性。

劣质燃料为选煤厂副产品洗矸、洗混煤和煤泥。煤泥经稀释强力搅拌均勾后由煤泥泵送设备经压力管道由炉顶输料口泵入炉膛燃烧室。洗矸、洗混煤落地后分场地晾晒,沥水晾晒后的洗矸经破碎、筛分制成成品料(粒径范围013mm),运入专用场地进行堆放储存,使用时先对洗混煤和洗付成品料进行热值化验,由然后将化验的热值参数值输入微机,微机控制电子皮带秤将晾晒后的洗混煤和洗矸成品料配制成热值较恒定的合格燃料。燃料颗粒度和热值的改善,保证了锅炉负荷的稳定,减轻了顆粒大对耐磨浇注料的磨损和燃料质量差引起负荷波动造成风煤扰动对耐磨浇注料的磨损。

3.严格做好施工工艺过程监控和施工过程中间验收把关,确保施工质量达到标准要求。

一是严格材料进场验收,保证材料质量符合设计或合同要求,三证齐全,需见证取样的做好送检工作,进场的材料分类存放,防护齐全。二是对耐磨浇注料较厚部位的爪钉进行改造,由丨型150*150网格改为Y型,Y型爪钉相互间距200mm,改造后耐磨浇注料的近表面部分的支撐力、结合力及结构强度有了较大提升。三是施工时严格按照施工工艺流程、措施组织施工。爪钉涂抹沥青油两道,形成1.5mm厚的隔离层,支撑模板保证足够的强度和刚度,模板内表面平齐,接缝严密,模板工作面覆PVC塑料薄膜,分层浇筑,振捣密实。四是浇筑完成后的耐磨浇注料按要求做好养护,烘炉是严格按照烘炉曲线进行烘炉,尤其要保证初期烘炉升温必须与曲线高度相符,防止操作不当造成温度偏低水分不能排出或温度偏高造成耐磨浇注料表面细微裂纹。

4.严格按运行规程进行点停炉,点炉升温时间一般控制在6小时以上,炉膛由内及外缓慢升温,使炉体各部位吸热均匀膨胀,避免较大热应力的产生。

点炉期间投木炭辅助升温时,严格控制木炭的投放量,防止急剧升温造成炉体承压件及耐磨浇注料的损坏。停炉时,逐步降低锅炉給煤送风,停炉后待温度降低到要求后再打开炉门,防止局部急剧冷却造成耐磨浇注料的温差应力损坏。运行期间加大风煤设备的巡回检查,确保设备完好,加强配煤管理,防止燃料水分大造成池仓,影响下煤造成负荷波动。

 

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