锅炉耐磨耐火浇注料脱落的原因及预防
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燃烧器浇注料损毁原因与改进措施--------------------------------------------------------------------------------作者:-白宏光,徐凯峰(西安秦翔科技有限责任公司,陕两西安710075)中图分类号:TQl72.625.3:TQl72.622.9文献标识码:B文章编号:1002—9877(2006)08—016—02新型干法窑用的燃烧器浇注料寿命一般仅为l3个月,有时使用几天就要因为浇注料掉块剥落而必须修补或更换,严重影响生产线的正常运转,浇注料损坏,还会造成燃烧器钢结构损坏。
如果增加浇注料的厚度,可以在一定程度上延长其使用时间,但会使燃烧器钢结构在高温下负载过重而弯曲变形。
为此,我们在分析造成燃烧器浇注料损毁原因的基础上,研制了燃烧器用新型浇注料。
1燃烧器浇注料损毁原因及分析1.1 耐热钢扒钉材质与焊接质量问题1)燃烧器的工作环境温度高,衬体表面温度可以达到1 500以上,耐热钢扒钉如果耐高温性不好,会很快氧化,并造成其强度降低,导致浇沣料脱落。
扒钉膨胀产生的应力也会破坏浇注料的结构一另外,扒钉表面无防氧化和防膨胀处理,加剧了上述不利影响。
几种耐热钢的熔点和临界氧化温度见表l。
2)施工前未对燃烧器表面清理和除锈,影响扒钉的焊接质量,在使用过程中扒钉开焊导致耐火浇注料脱落;焊接不认真,或扒钉与燃烧器钢结构表面接触面积太小也会使扒钉焊接不牢。
3)扒钉的直径、尺寸以及排列方式不合理时,也影响浇注料的施工质量和使用效果。
1.2耐火浇注料施工的影响1)施工时浇注空间小,施工人员往往存拌料时加入较多的水,以使浇注料具有较好的流动性,但增加了耐火材料衬体中的气孔串,降低衬体的密实性,从而降低其强度(如果耐火浇注料为化学结合,加入过多的液体结合剂,会产生同样不利的影响):反之,衬体振捣不密实,亦会缩短浇注料的使用寿命。
2)衬体厚度薄,浇注空间小,模具与燃烧器之间密布了许多扒钉,浇注振捣时,振动棒的操作极困难,操作不熟练或不认真,浇注料也会振捣不实。
以绥化热电有限公司为例,该公司规划容量为6炉2机,工程分两期建设:一期是工程安装4炉2机,二期工程于后期完成总体设计。
选用130t/h高温高压绝热式循环流化床锅炉。
郑州驹达新材料科技有限公司总结出以下几点问题:1 运行中出现的问题经过两个取暖期的运行,4台循环流化床锅炉在炉内砌筑方面不同程度的暴露出许多问题(1)炉膛密相区耐磨耐火浇注料成鱼;磷状脱落,甚至裸露出销钉头,面积最大处105×210mm。
(2)U型回料阀立管出现多处环向裂纹,最宽处5mm左右。
U型回料阀斜料腿处非金属补偿器烧毁、窜灰。
(3)旋风分离器及旋风分离器出口烟道顶棚、旋风分离器入口烟道浇注料和耐火砖连接处出现大面积坍塌。
旋风分离器锥体面膨胀起拱。
此处,还存在多处耐磨耐火材料的磨损、开裂、凸起等现象。
2 问题的原因及解决方法2.1 施工工艺不合理(1)浇注料在搅拌时“灰水比”控制不好。
加水量过多,浇注料成型后材料内部气孔率高,材料强度降低,自然凝固时间过长,养生时间加长。
加水量太少,材料流动性不好,振动不密实,容易留下气孔、洞穴等,强度也将大大降低。
(2)搅拌时间和振动时间控制不好。
搅拌时间太短,材料混合不均匀,不密实,强度较低;浇注料的浇注应采用震捣机分层进行震捣。
振动时间过长,材料易产生分层,细粉浮在表面,骨料沉在底部,导致材料强度降低易剥落。
浇注料拌和后30min内用完,宜一次浇注到所规定的厚度和高度。
浇注料施工应在5℃以上的环境下进行,因为温度太低,材料不易凝固,即使凝固,也是一种假凝现象,浇注料一般应连续进行浇注,在前一层浇注料初凝前,应将下一层浇注料浇注完。
如施工间隙超过其初凝时,应按施工缝要求进行处理。
(3)脱模时间控制不好。
浇注料还没有硬化就进行脱模。
应在浇注料强度能保证及其棱角不因脱模受损坏时,方可拆除。
承重模板应在浇注料达到强度的70%时方可拆模。
为便于脱模,浇筑前所有模具的浇注面均应涂一层机油。
(4)浇注料养生时间控制不好。
垃圾焚烧炉浇注料脱落原因分析及预防措施摘要:现代经济快速发展,我国城市人口不断增加但是随之带来的就是生活垃圾、废弃物的处理问题更加严峻。
垃圾焚烧城市垃圾无害化、减量化和资源化处理的一种有效方法,目前正得到大力的推广。
垃圾焚烧具有工艺简单,运行可靠,垃圾量大,处理速度快。
但是由于垃圾成份相当复杂,圾焚烧炉浇注料脱落的情况还是较多,本文主要进行垃圾焚烧烧炉这个问题展开讨论并提出预防措施。
关键词:垃圾焚烧炉;浇注料;脱落原因;预防措施圾焚烧炉浇主要采用垃圾焚烧热力技术形式,对垃圾进行分解、无害化以及减量化的处理,并在回收废物中对能量、矿物质与自身化学成分分析。
垃圾焚烧可以减少废物体积以及危害状态,降低垃圾中有害物质的出现。
在垃圾焚烧技术分析中,其装备与污染防治设施呈现出不断完善的状态,因此,在我国垃圾处理的过程中,焚烧技术逐渐成为最基本的垃圾处理方式。
下面进行分析出现此种问题的原因,并提出科学的防控策略。
1 垃圾焚烧炉概况我公司利用中心生活垃圾焚烧厂日处理城市生活垃圾2000t,年处理城市生活垃圾73万吨。
垃圾焚烧系统配置3台处理规模750t/d的垃圾焚烧机械炉排炉,3台中温、中压、单汽包自然循环卧式水管锅炉,余热锅炉主蒸汽温度400℃,主蒸汽压力4.0MPa,额定蒸发量63.29t/h。
本项目的余热锅炉由广州广重股份有限公司加工制造。
余热锅炉为卧式单汽包自然循环水管锅炉,位于焚烧炉的上部,余热锅炉由汽包、水冷壁、蒸发受热面管、过热器及省煤器等组成。
如下图1。
工艺流程为:来自市区的生活垃圾由专用垃圾车运至厂内,厂区入口设置称重计量设施。
进入厂内的垃圾车在交通控制中心的统一指挥下,经卸料平台将垃圾卸入垃圾仓内,卸料平台至垃圾仓底可贮存焚烧厂7~10天约12000~14000t的垃圾处理量。
垃圾抓斗起重机将垃圾送入焚烧炉料斗经推料器送入炉膛进行焚烧,炉渣在出渣机内灭火并冷却;从炉排缝隙漏下的灰渣由炉排漏渣输送机送入落渣溜槽,再落入出渣机;出渣机将灰及炉渣推出,渣坑可储存3天约1200t的炉渣。
循环流化床锅炉耐火耐磨材料损坏原因及防范措施【摘要】本文针对循环流化床锅炉耐磨耐火材料的损坏原因和防范措施进行了阐述,通过全面的技术分析,找出目前循环流化床锅炉耐磨耐火材料损坏的主要原因以及相关方面存在的问题,并提出相应解决建议,为循环流化床锅炉耐磨耐火材料的施工、选择和使用提供一定的科学依据。
【关键词】耐磨耐火材料损坏原因防范措施循环流化床锅炉内部耐磨耐火材料结构,在锅炉运行过程中起到非常关键的作用。
随着循环流化床锅炉的快速普及和大型化的发展需求,对循环流化床锅炉耐磨耐火材料结构使用的可靠性提出了更高的要求。
目前投运的循环流化床锅炉,因耐磨耐火材料损坏原因而造成锅炉的故障已经严重地影响到了锅炉的长周期经济运行。
因此充分认识循环流化床锅炉耐磨耐火材料损坏机理,提高循环流化床锅炉耐磨耐火材料的使用寿命,是目前设计单位、材料生产单位、施工单位及使用单位共同关心的问题,也是今后循环流化床锅炉大型化所要重点关注的课题。
1 耐磨耐火材料的使用部位循环流化床锅炉的磨损通常发生在固体物料浓度较高、流场复杂的湍流区、涡流区以及与烟气运动方向垂直的受热面等部位,因此通常在以下部位采用耐火耐磨材料:点火风道;风室;布风板表面;燃烧室下部锥段;炉内屏式受热面底部;炉膛烟气出口;分离器;回料装置等部位。
2 耐火耐磨材料损坏机理分析循环流化床锅炉大多采用热值低、含硫量较高的劣质煤种,灰分浓度大、流速高,温度变化频繁,造成循环热冲击,此外炉内有大量高速运动的高温固体物料,需要用大量的耐火材料进行保护锅炉受热面,防止受热面磨损泄漏,因此耐火防磨材料都处在锅炉运行最恶劣的环境中。
通常耐火材料的失效有以下三个方面的原因:耐火材料的剥落、耐火材料的冲刷磨损、耐火材料的化学侵蚀。
2.1 耐火耐磨材料的剥落耐火耐磨材料的剥落一般分为两种:热剥落(热震剥落)、结构剥落。
热剥落是指由于热冲击或机械应力引起的材料损失。
热冲击是指骨料与结合料由于膨胀系数不同在温度循环波动时产生内应力从而破坏耐火材料层,热冲击会导致耐火材料衬里的大裂缝和剥落,而温度快速变化造成的热冲击(如启停炉操作不当)可使耐火材料内的应力超过抗拉强度而剥落;结构剥落是指材料经过长期的使用,组成和内部晶相结构发生变化,即使在小的温差应力下就能使其表面的变质层剥落。
耐火耐磨材料的磨损与对策摘要:CFB燃烧过程中,由于使用了大量的耐火、耐火部件,使得 CFB燃烧过程中出现了大量的耐火、开裂等问题,进而引起受热表面管道的磨耗、爆管,成为 CFB停产的重要原因。
对耐火耐磨层的磨损破坏机理及保护技术对策进行了全面的剖析。
关键词:循环流化床锅炉;耐磨耐火材料;磨损;防护1对炉膛燃烧室汽水受热面选择性能质量和耐磨性更好的材料1.1现行循环流化床锅炉炉衬设计及存在问题(1)目前循环流化床锅炉的内衬结构目前,循环流化床锅炉在生产过程中,通常在其生产过程中,其内衬的设计如下:在炉膛燃烧室四壁和水冷布风板上,为敷盖耐高温耐磨可塑料(在受热面的管道上,配制高密度的销夹钉)。
在布风盘周围设置抗磨损阶梯,采用抗磨损的浇注料;进煤孔道部分采用的是一种抗磨损的浇注剂。
(2)目前 CFB锅炉内衬设计中的一些问题大量的工程应用表明,在生产中,由于采用了耐火材料,极易造成局部积碳和积碳,加之在不按计划起、停炉的压力下,极易造成耐火材料裂纹,造成材料嵌套而脱落。
在大修期间,一般关掉炉子进行检验,大约有5-15%的区域要进行维修,到了大修期间,最多只有25-40%的区域要进行替换。
密相区局部在进行抗磨损性浇注料时,极易引起浇注料中的水份向抗磨损性可塑材料中漏入,且全部抗磨损性可塑材料在养护时不允许接触水,进而引起抗磨损性可塑材料的质量问题。
1.2选择性能质量和耐磨性更好的材料防止磨损与脱落提出了用铬铸铁和可塑的方法(在受热面上的管道上装上高密度的销钉,在翅片上装上T型夹钉)。
铬钢玉可塑胶具有良好的抗腐蚀、抗热冲击、耐磨和抗飞灰浸蚀等特性。
某东锅产440吨/h CFB锅炉部分采用了含铬的玉质可塑料,经生产实践表明,一年中,每一次常规关炉检验,需维修的区域从未大于1.5%。
提出了在风机分流盘周围设置抗磨损阶梯的方法,并提出了可抗磨损阻燃的可塑结构;进煤口部分也被设计为耐火耐磨可塑料(配以1Cr18Ni9Ti或1Cr20Ni14Si2的100mmX100的钢筋网格)。
锅炉耐磨耐火浇注料脱落的原因及预防
赵洪俊;张维利
【期刊名称】《节能与环保》
【年(卷),期】2009(000)006
【摘要】循环流化床锅炉耐火耐磨材料的脱落常造成锅炉事故停炉,影响锅炉的连续安全、稳定、经济运行.文章分析了循环流化床锅炉耐火耐磨材料损坏的原因,并提出了相应的防范措施.
【总页数】2页(P48-49)
【作者】赵洪俊;张维利
【作者单位】绥化中盟热电有限公司,黑龙江,绥化,152000;绥化中盟热电有限公司,黑龙江,绥化,152000
【正文语种】中文
【中图分类】TK22
【相关文献】
1.高强度耐火浇注料用于循环流化床锅炉炉膛提高耐磨性 [J], 尤文杰
2.循环流化床锅炉用钢纤维耐磨耐火浇注料 [J], 何祥义
3.CFB锅炉耐磨耐火浇注料脱落的原因及预防 [J], 赵洪俊;张维利
4.CFB锅炉耐磨耐火浇注料脱落原因及其预防 [J], 席友军;王宝平;王恩海;赵洪俊;张维利;秦冠博;李秋禾
5.钢纤维耐磨耐火浇注料在CFB锅炉上的应用 [J], 张爱霞
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云河发电有限公司#5、#6锅炉耐磨浇注料常见问题及改进措施摘要:云河发电有限公司#5、#6锅炉自建成投产一年后,在旋风分离器、回料器等部位的耐磨浇注料频繁出现磨损、开裂、脱落问题,导致设备外部钢板烧红烧穿,迫使机组限负荷运行,严重影响了机组安全性与经济性。
近年来,经云河发电有限公司与浇注料维护单位的技术人员共同努力,多次改进耐磨材料和结构,并控制施工质量后,目前已取得较好成效。
关键词:耐磨浇注料;耐磨砖;磨损;开裂脱落;旋风分离器;回料器;老鹰嘴;1、锅炉耐磨浇注料常见问题及发生部位云河发电有限公司#5、6锅炉属于300MW亚临界中间再热循环流化床锅炉,分别于2010年的7月6日、8月24日建成投产。
锅炉内布置了大量耐火耐磨材料,其工作层主要是耐磨浇注料及耐磨砖,约占了整个锅炉受热面面积的1/3。
耐磨浇注料主要分布在锅炉燃烧风道、一次风室、水冷壁密相区、屏式受热面、回料器等部位,而耐磨砖主要使用在绝热式旋风分离器筒体四周。
#5、#6锅炉耐火耐磨材料在投产一年后,陆续出现磨损、开裂、脱落情况,其主要发生在旋风分离器靶区、旋风分离器老鹰嘴、回料器等位置上。
1)旋风分离器靶区。
旋风分离器是利用烟气和床料在其内部高速旋转产生的离心力,将烟气和床料进行分离的一种绝热式的部件。
其筒体全部采用钢板制作,钢板内部内衬了工作层和隔热保温层。
工作层采用的是刚玉莫来石耐磨砖,隔热层采用耐火保温砖。
由于旋风分离器靶区是物料冲刷速度最高、物料密度最大、磨损最严重的部位。
所以靶区的耐磨砖块在投产后一年多后,就出现了磨穿的情况,严重时外部钢板烧红烧穿,而靶区的磨损面积大多在二十平方米以上。
由于电厂刚开始对循环流化床锅炉不熟悉,对耐磨材料的检修维护也没有经验,为了尽快恢复生产,决定采用一种免烘炉的可塑料进行修复靶区。
可是机组投运后,靶区部位磨损日益加重。
2)旋风分离器老鹰嘴。
旋风分离器老鹰嘴是旋风分离器进口烟道与筒体结合的部位,该部位的特点是拐角大,是耐磨材料形状突变的地方,也是耐磨砖与耐磨浇注料的交接位置。
耐火浇注料在回转窑脱落的解决方法
日常生活中,导致回转窑耐火浇注料脱落的原因及解决方法在回转窑的运转过程由于
长时间的烘窑,然后直接用高温风机进行快速冷却窑温,抢修之后,为了产量的问题,又
需要快速升温,这种情况下很容易导致耐火浇注料容易脱落损坏。
因此,造成这种情况的
原因和解决方法就不得不面对,科泰和您共享一下信息:回转窑设备耐火浇注料脱落的原
因分析:
原燃料的变化,特别是使用了无烟煤之后煤灰分突然大量沉降,导致窑尾烟室斜坡、
分解炉缩口结皮频繁,需要人工用铁器工具进行清理,难免造成耐火材料机械损伤,同时,回转窑设备生料饱和比波动大,化学侵蚀,液相碱盐的渗入使浇注料结构恶化,降低抗热
疲劳性能,热震稳定性,抗碱蚀能力和抗氧化与还原气氛变化能力有相当降低。
特别是在
开停较频繁的窑上使用,寿命大为缩短,加上熟料粉尘冲刷、侵蚀,以及窑温冷热而发生
膨胀,导致窑头罩、三次风管、篦冷机等多处浇注料发生脱落故障。
回转窑设备耐火浇注
料脱落的解决方法:
针对进度表水解窑系统的相同部位采用相同牌号的耐热浇注料。
水解炉缩口使用的就
是抗炎结皮耐热浇注料;窑头罩使用的就是钢纤维低铝质耐热浇注料;篦冷机矮墙难磨损
则使用莫来石高强耐热浇注料;刚玉质
浇注料用在喷煤管上容易爆裂脱落就改用钢纤维高铝质高强耐磨耐火浇注料;抢修时
用高铝质耐火浇注料快速修补。
CFB锅炉浇注料脱落原因及改进措施摘要:CFB锅炉因其清洁燃烧技术等优点,已在全国广泛推广和应用,但CFB锅炉的耐火耐磨材料的脱落经常造成事故停炉,已成为影响CFB锅炉安全、连续、稳定、经济运行的关键因素,文章结合青海盐湖工业股份有限公司凯美克电厂运行状况,分析了耐火耐磨材料脱落的原因,并提出了相应的改进措施。
关键词:CFB锅炉;耐火耐磨浇注料;损坏;原因分析前言青海盐湖工业股份有限公司凯美克电厂是综合利用项目的重要配套工程,承担着整个化工用汽、用电、用水负荷,属于以汽定电的热电联产项目。
3炉2机,3台型号为DG250/9.8-Ⅱ1单汽包、自然循环、循环流化床锅炉。
1 发生浇注料脱落事故的部位及造成的危害凯美克电厂3台CFB锅炉自投运以来,前期因各种原因,出现了一系列制约锅炉机组稳定运行的问题,锅炉机组频繁被迫停运,影响后果较为严重。
其中浇注料问题已成为严重制约机组稳定运行的关键因素之一,因浇注料问题影响锅炉机组稳定运行的情况统计如下:炉膛内炉膛密相区耐磨可塑料成片脱落,大部分区域已裸露出销钉头,给煤口、二次风口及测孔周围等不规则区域浇注料频繁脱落,造成水冷壁裸露,导致水冷壁磨损泄露,被迫停车。
水冷蒸发屏、屏式过热器底部迎风面浇注料脱落,造成底部管子受高温、高浓度物料冲刷磨损泄露。
回料器J阀回料器立管存在贯穿性裂纹,“J”阀处浇注料多次坍塌,造成返料不畅及流化不良。
浇注料容易开裂,回料器内返料风及松动风携带返料串入,造成里面一层的绝热浇注料吹空,导致返料器筒体烧损,碳化,直接导致返料从筒体串出。
点火风道点火风道浇注料脱落、坍塌,引发一次风通道受阻,造成床料流化不良结焦,导致锅炉被迫停炉事故。
旋风分离器出口烟道旋风分离器出口烟道顶部浇注料造成浇注料大面积坍塌,两侧浇注料起拱、坍塌,导致烟道钢板烧红、变形严重、碳化破损。
补偿器回料器立管及斜管金属补偿器膨胀节处浇注料脱落,补偿器波纹撕裂漏灰。
炉膛出口水平烟道处非金属补偿器内浇注料脱落,导致补偿器非金属织物烧损,补偿器框架变形,补偿器处漏灰严重,严重制约着安全文明生产。
造成锅炉耐磨耐火浇注料裂纹的原因锅炉浇注料筑炉后出现裂纹是很危险的一种现象,出现这种情况必须要及时处理,以免造成事故的发生,造成裂纹的原因有以下几点:1.耐火防磨结构设计不合理(1)耐火耐磨材料膨胀缝设计不合理。
环向、纵向膨胀缝设计数量不够。
锅炉运行后,耐磨耐火材料受热,体积膨胀,互相挤压,产生裂纹。
旋风分离器入口烟道耐磨耐火浇注料和耐火砖连接处膨胀缝由5mm改为10mm,预留充分的间隙来满足膨胀要求。
膨胀缝改为Z字形,防止锅炉灰贯穿,冲刷保温层。
膨胀缝填充材料要求两侧有牛皮层耐火纤维毡,防止耐火泥浆浸入填充材料内。
环向膨胀缝设计间隔由1500mm改为1000mm。
分离器出口烟道和分离器锥体等大面积区,浇注面由(2.5×2.5m)改为小面积的方块(1.5×1.5m)一次成形砌筑,同时设置膨胀缝,膨胀缝宽度≤3mm,填充材料要求刚性强的胶合板,防止震捣时变形。
锅炉运行后,胶合板高温烧毁,空间变成膨胀缝。
(2)旋风分离器筒体沿高度方向设有砖衬支撑托板,以达到砖砌墙分层卸载的目的,通过对筒体实际耐火砖重量计算,设计一层托板达不到卸载的目的,根据现场实际情况支撑托板改为二层布置。
返料器立管耐磨耐火浇注料托板由3层改为4层布置,间距缩小为2.5m,达到浇注料分层卸载。
(3)锅炉内Y型抓钉的形状需改进,材质耐热性要强。
制做夹角60~80°为最佳,保证抓钉顶部形状,才能增强抓钉对浇注料的抓捉力。
抓钉、布风板、排渣管、风管是金属材料,受热后膨胀系数远大于耐火材料的膨胀系数,如果不进行预处理,金属与耐火材料的接触面上就会形成网状裂纹,导致开裂、脱落。
耐火材料接触金属表面要清除油污及灰渍并均匀涂以1mm以上的沥青。
要保证沥青的浓度和涂抹厚度,坚决杜绝用沥青漆代替沥青油。
2. 施工工艺不合理(1)浇注料在搅拌时“灰水比”控制不好。
加水量过多,浇注料成型后材料内部气孔率高,材料强度降低,自然凝固时间过长,养生时间加长。
#2炉浇注料脱落报告
2018年9月5日中班23时30分#2炉炉膛浇注料脱落导致停炉,9月22日2时点炉升温。
直接原因:
1、“Y”型抓钉断裂,从脱落后的现状看抓钉断裂的面积较大(如图1、2)导致炉膛内浇注料脱落;
2、#2炉左侧喷料管堵塞,一侧喷料,物料在炉膛内部流化不够充分,局部温度出现温度的急剧变化,使浇注料产生巨大的内应力,因热疲劳而损坏;
间接原因:
#2炉停炉时间长(约3个月),烘炉时温度、时间控制不够稳定。
点火受热后,出现因水分受到高温蒸发膨胀,砌体的热应力过大等因素造成砌体裂缝剥落、灰浆龟裂、保温结构损坏,导致抓钉断裂。
图1 图2
图3
整改对策:
1、针对给料堵管#2炉现增加3台喷口补风风机(如图3),使一部分固废在空中悬浮燃烧,减少热应力对砌体的影响。
2、严格按照烘炉曲线升温速率,易慢不宜快,确保烘炉质量。
报告人:。
步进式加热炉耐火材料损坏原因分析和防范措施1 前言目前八钢棒线材步进式加热炉采用的都是轻重复合绝热耐火材料结构,在各使用期存在着不同程度的损坏现象,尤其以炉顶和炉墙低水泥浇注料损坏对生产影响最大。
因为这两处出现大的损坏将造成停炉检修,一般的停炉检修最少需要三天时间。
一般低水泥浇注料加热炉的止常寿命为6〜8年。
可见只有减少炉顶和炉墙低水泥浇注料损坏,提高加热炉使用寿命,才能实现节能增产,虽然国内关于低水泥浇注料损坏机理方面的资料较多,由于不同加热炉浇注料损坏有不同的作用机理,情况比较复杂,因此情况差异,必须从设计、施工、烘炉、生产维护等方面采取相成技术措施,注意各个环节的工作。
笔者通过多年的现场工作实践,对八钢几座棒线材步进式加热炉的设计、施工、供炉、生产维护等方面进行总结,为今后再建项目提供参考。
2 耐火材料损坏原因分析对常规大型平吊顶加热炉炉顶及炉墙结构进行分析。
2.1由于绝热的轻重材料组成的复合结构,界面温度高,炉温的升降波动产生热应力以及结构拉应力破坏锚固砖,导致不同程度的损坏。
锚固砖受拉应力、剪应力的影响,如图1所示。
图1 炉顶结构示意图拉应力:锚固砖所受的拉应力是从下往上分段递增的,而且在重质层(高铝层)的一段锚固砖所受的拉应力增长最快,然而轻质层内增加较少,生产操作中升降温,锚固砖界面因承受不了瞬间产生膨胀拉力,导致锚固砖断裂。
剪切力:由于保温层与工作层的线膨胀系数有较大的差异,在两层间会发生剪切力,从而剪切锚固砖,剪切力的大小与两种材质的膨胀系数有关。
锚固砖材质:当界面处于1100℃时,界面锚固砖将承受在部分的炉顶重量,拉应力与抗拉强度之间的矛盾达到最大。
同时,界面处锚固砖还承受着巨大的循环剪切应力,锚固砖很有可能从界面处断裂。
2.2由于浇注料和锚固砖组成的是复合结构,炉温的升降波动,加之炉墙锚固砖和轻质砖之间无间隙,在两种材质之产生剪应力,同时锚固砖断面小(最小80mmX80mm),铺固砖易断而导致炉墙向内倾斜,另外浇注料)厚度薄(最小仅230mm,国内大多在260〜400mm),也导致了炉墙整体稳定性差。
锅炉耐火耐磨材料为什么会脱落?
一、锅炉磨损区域内耐磨材料脱落会造成何种危害?
耐磨材料脱落会造成受热面局部直接受到高温烟气的冲刷,不仅受热面的热偏差增大,管壁磨损量也会迅速增加,易造成爆管事故。
另外,由于返料器耐磨材料脱落后会造成返料器内床料流化不良,严重时不能正常回料,会严重威胁到锅炉的安全运行。
二、密相区耐火耐磨材料脱落损坏的主要原因有哪些?
①设计不合理,如销钉、抓钉的密度、高度、材质选取不合理。
②耐火耐磨材料的成分不符合规定,影响了稳定性、耐压强度、抗折强度、耐磨性、热振稳定性和重烧变化率等指标。
③施工工艺不良,如拌料的水质、水量、水温或环境温度、养护、拆模等未按要求施工。
④膨胀间隙预留不足。
⑤烘炉升温速度过快、恒温时间不足。
⑥运行操作不当,如启停炉期间升降温度过快,床温大起大落等。
三、如何防止锅炉耐火耐磨材料的脱落?
应根据设备所处的环境选用合适的耐火耐磨材料,材料必须是高强度耐火耐磨材料,有良好的抗折强度。
耐火耐磨材料内应设计足够数量的金属销钉,其长度要基本贯穿耐火耐磨层,有时也可向耐火耐磨材料中添加不锈钢纤维,确保产生裂纹时不会大面积脱落。
耐火耐磨材料的养护非常重要。
烘炉期间应使耐火耐磨材料温度升幅始终控制在制造厂许可的范围内,烘炉时耐火耐磨层表面达到和超过烧结温度也非常关键。
实际运行中一定要高度重视耐火耐磨材料的维护,不能单纯追求升炉以及停炉后的快速冷却,忽略耐火耐磨材料的温升规律,这会对耐火耐磨材料形成致命伤害,并为今后的长期稳定运行留下隐患。
床下启动燃烧器耐火浇筑料脱落原因分析与对策
曹生友
【期刊名称】《山西建筑》
【年(卷),期】2014(040)001
【摘要】针对某电厂480 t/h循环流化床锅炉床下启动燃烧器浇筑料在调试期出现的脱落问题,从设计角度、施工角度以及调试角度等几方面入手,分析了浇筑料脱落产生的原因,提出了在施工中应注意的事项及调试过程中存在问题与改进措施.【总页数】2页(P143-144)
【作者】曹生友
【作者单位】中能建山西电建一公司,山西大同037001
【正文语种】中文
【中图分类】TU833.11
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以绥化热电有限公司为例,该公司规划容量为6炉2机,工程分两期建设:一期是工程安装4炉2机,二期工程于后期完成总体设计。
选用130t/h高温高压绝热式循环流化床锅炉。
郑州驹达新材料科技有限公司总结出以下几点问题:
1 运行中出现的问题
经过两个取暖期的运行,4台循环流化床锅炉在炉内砌筑方面不同程度的暴露出许多问题(1)炉膛密相区耐磨耐火浇注料成鱼;磷状脱落,甚至裸露出销钉头,面积最大处105×210mm。
(2)U型回料阀立管出现多处环向裂纹,最宽处5mm左右。
U型回料阀斜料腿处非金属补偿器烧毁、窜灰。
(3)旋风分离器及旋风分离器出口烟道顶棚、旋风分离器入口烟道浇注料和耐火砖连接处出现大面积坍塌。
旋风分离器锥体面膨胀起拱。
此处,还存在多处耐磨耐火材料的磨损、开裂、凸起等现象。
2 问题的原因及解决方法
2.1 施工工艺不合理
(1)浇注料在搅拌时“灰水比”控制不好。
加水量过多,浇注料成型后材料内部气孔率高,材料强度降低,自然凝固时间过长,养生时间加长。
加水量太少,材料流动性不好,振动不密实,容易留下气孔、洞穴等,强度也将大大降低。
(2)搅拌时间和振动时间控制不好。
搅拌时间太短,材料混合不均匀,不密实,强度较低;浇注料的浇注应采用震捣机分层进行震捣。
振动时间过长,材料易产生分层,细粉浮在表面,骨料沉在底部,导致材料强度降低易剥落。
浇注料拌和后30min内用完,宜一次浇注到所规定的厚度和高度。
浇注料施工应在5℃以上的环境下进行,因为温度太低,材料不易凝固,即使凝固,也是一种假凝现象,浇注料一般应连续进行浇注,在前一层浇注料初凝前,应将下一层浇注料浇注完。
如施工间隙超过其初凝时,应按施工缝要求进行处理。
(3)脱模时间控制不好。
浇注料还没有硬化就进行脱模。
应在浇注料强度能保证及其棱角不因脱模受损坏时,方可拆除。
承重模板应在浇注料达到强度的70%时方可拆模。
为便于脱模,浇筑前所有模具的浇注面均应涂一层机油。
(4)浇注料养生时间控制不好。
锅炉砌筑完后要有足够的自然干燥期,使耐火层中大部分水分能析出,防止烘炉时大量水分不能及时排除,使耐火层爆裂和脱落。
(5)烘炉质量控制不好。
烘炉是将炉衬材料中自然干燥无法排除的游离水和结晶水排除,同时对浇注料进行高温固化以达到一定的强度。
烘炉之前,炉衬材料必须要有一定的自然强度(足够的养生期)才能进行。
烘炉原则“宜长不宜短,宜慢不宜快”。
要按事先制定的烘炉曲线进行,升温速度要均匀平稳,控制好恒温时间及温度,保持温度波动不大于±20℃。
防止升温过快,水分不能及时排除,冲破耐磨耐火层;其次防止耐火耐磨层内温度梯度过大,产生巨大热应力,使耐磨耐火层开裂、凸起、脱落。
耐磨耐火材料层外钢壳(如返料腿、旋风分离器锥体)开排汽孔过少,也是不容忽视的因素。
2.2结构设计不合理和浇注料质量差
2.2.1耐火耐磨结构设计不合理
(1)耐火耐磨材料膨胀缝设计不合理。
环向、纵向膨胀缝设计数量不够。
锅炉运行后,耐磨耐火材料受热、体积膨胀,互相挤压、产生裂纹。
旋风分离器入口烟道耐磨耐火浇注料和耐火砖链接处膨胀缝由5mm改为10mm,预留充分的间隙来满足膨胀要求。
膨胀缝改为Z字形,防止锅炉灰贯穿,冲刷保温层。
膨胀缝填充材料要求两侧有牛皮层耐火纤维毡,防止耐火泥浆浸入填充材料内。
环向膨胀缝设计间隔由1500mm改为1000mm。
分离器出口烟道和分离器锥体等大面积区,浇注面由(2.5×2.5m)改为小面积的方块(1.5×1.5m)一次成形砌筑,同时设置膨胀缝,膨胀缝宽度≤3mm。
填充材料要求刚性强的胶合板,防止振捣时变形。
锅炉运行后,胶合板高温烧毁,空间变成膨胀缝。
(2)旋风分离器筒体沿高度方向设有砖衬支撑托板,以达到砖砌墙分层卸载的目的,通过对筒体实际耐火砖重量计算,设计一层托板达不到卸载的目的,根据现场实际情况支撑托板改为二层布置。
返料器立管耐磨耐火浇注料托板由3层改为4层布置,间距缩小为2.5m,达到浇注料分层卸载。
(3)锅炉内Y型抓钉的形状需改进,材质耐热性要强。
制做夹角60~80°为最佳,保证抓钉顶部形状,才能增强抓钉对浇注料的抓捉力。
抓钉、布风板、排渣管、风管是金属材料,受热后膨胀系数远大于耐火材料的膨胀系数,如果不进行预处理,金属与耐火材料的接触面上就会形成网状裂纹,导致开裂、脱落。
耐火材料接触金属表面要清楚油污及灰渍并均匀涂以1mm以上的沥青。
要保证沥青的浓度和涂抹厚度,坚决杜绝用沥青漆代替沥青油。
2.2.2耐火耐磨材料质量不过关
(1)耐磨材料的骨料与基质的匹配性和结合性,对材料的耐磨性具有重要影响。
骨料与基质失配会导致成型后材料本体出现裂纹,而骨料与基质的结合性差,则会导致冲刷时基质先被冲蚀,然后骨料被孤立出来,进而脱落,这样,即使骨料有着相当优异的耐磨性能也是没用的。
最佳的耐磨材料是基质和骨料以相同的速度被磨蚀。
(2)耐磨耐火材料过了保管期限,材料失效,部分材料保存不当,受潮变质,也能造成锅炉砌筑质量不合格。
3.预防措施
针对上述情况,为保障工程质量,在绥化热电二期工程建设中,我们还采取了以下措施:(1)在耐磨耐火材料选型方面,根据CFB锅炉不同部位对耐磨性的要求,采用不同性能的耐磨耐火材料。
严格控制材料施工工序、工艺和质量,关键工序进行全过程旁站质监。
(2)和锅炉生产厂家、砌筑单位共同分析研究。
在浇注料中适当加入钢纤维,改善耐火耐磨层的整体性能。
另外适量加棉质纤维,棉质纤维在烘炉过程中会烧失,留下许多非贯通的孔隙,这些孔隙能使烘炉过程中产生的水蒸汽顺利排出,防止耐火防磨层因水气不出去而产生爆裂和脱落。
在锅炉顶棚容易坍塌的部位用直径6mm的1Cr13的钢筋焊接加固,增加抓钉的拉伸强度,钢筋长度不超过0.5m,间隔性进行加固,采用“[”形式和顶棚版焊接,或者和Y型抓钉的V字口焊接。
(3)对施工现场的砌筑材料进行抽检。
性能要达到规定(特别是高强度、高耐磨性、耐热性、抗热震稳定性、抗爆裂性等性能指标)。