通用烘炉方案

　　1 前言

　　循环流化床(CFB)锅炉运行中，炉膛及物料循环系统内衬表面长期承受高浓度循环固体炉料冲刷，对耐火耐磨内衬材料的性能提出了严格的要求。耐火耐磨内衬材料施工后的烘干过程直接关系到内衬材料的施工质量和性能。传统的燃木柴加启动油燃烧器的烘炉方法已经难以用于大型CFB锅炉烘炉。哈尔滨新富华烘炉技术服务公司采用新的烘炉工艺——高温烟气(热烟气)烘炉法，完全满足了大型CFB锅炉烘炉的要求。实践证实热烟气烘炉法不仅能确保烘炉质量，还能省工、省时、省(燃)料是目前****进的烘炉工艺。

　　一般来说，烘炉就是通过分阶段地加热升温、恒温烘烤，蒸发出耐火耐磨材料中的游离水和结晶水，使浇注料固化成型，以达到锅炉正常运行要求的物理、机械性能。本方案仅用于以蒸发出耐火耐磨材料中水分为主的中、低温烘炉阶段。

　　2 热烟气烘炉机理

　　CFB锅炉中有多处由耐火耐磨材料构成的内衬在现场施工，不可避免的存有游离水、结晶水等不同形态的水分。在受热升温过程中，水分迅速蒸发，产生的汽压超过材料的结合力，使炉内衬裂损坏，甚至可能造成大面积内衬倒塌，再如初始热膨胀过快、不均匀，也会由于热应力而使内衬受到损坏。因此，内衬材料的干燥——烘炉是新施工或大修后的CFB锅炉启动运行前的一项重要工作，烘炉质量直接影响耐火耐磨内衬的寿命和CFB锅炉运行可靠性。

　　一般来说，烘炉要实现的目标是：

　　(1)使耐火耐磨材料内的水分缓慢蒸发析出，而且得到充分的干燥，避免水分快速蒸发而导致内衬损坏;

　　(2)加热到一定温度，使耐火耐磨内衬材料充分固化，保持耐火耐磨层的高温强度和稳定性，提高耐火耐磨层强度;

　　(3)使耐火耐磨层缓慢、充分、而又均匀地膨胀，避免耐火耐磨层由于热应力集中或耐火耐磨材料晶格转变时膨胀不均匀造成耐火耐磨层损坏等。

　　总之，耐火耐磨内衬的干燥要点是缓慢和均匀地可控加热。

　　在没有热烟气烘炉工艺之前，国内通常以木柴(木炭)加燃油来完成烘炉过程：在限定的部位点燃木柴，待温度升至一定值后，再点燃启动油燃烧器，提高并维持烘炉所需要的温度。受木柴燃烧点、投入工作劳动强度大、启动油燃烧器火焰温度高、热负荷集中等条件所限，无法实现缓慢、均匀加热升温的烘炉过程，CFB锅炉很多部位受结构条件的限制，不可避免成为烘不到的“死角”，烘炉质量难以保证。

　　热烟气烘炉法烘炉工艺的要点如下：

　　①温度可控，以热烟气作为热源，使内衬材料获得缓慢的加热过程，严格遵循耐火耐磨内衬材料水分缓慢均匀析出的规律，控制干燥温度和温升速率，促使不同形态水分的顺利析出。

　　②炉内衬吸热均匀，烘炉机在炉外产生热烟气，烟气入炉内后与炉内衬主要为对流换热，无火焰高温辐射损坏炉墙。

　　③无烘炉 “死角”，将热烟气直接通入炉内需烘干的部位，彻底****回料系统的分离器及其进、出口，回料器和竖管、斜腿以及冷渣器等部位在传统烘炉方法中形成的“死角”。

　　3 烘炉前应具备的条件

　　3.1锅炉及系统应具备的条件

　　3.1.1锅炉内所有的耐火耐磨材料砌筑完毕，并自然养护7天以上;

　　3.1.2 为防止烟气及热量散失，除热烟气通入孔外，其余门孔应堵严：

　　3.1.3锅炉烟气系统安装完成;

　　3.1.4 DCS烟温测量系统校准并具备投运条件;

　　3.1.5 给水泵调试完毕并具备投运条件;

　　3.1.6 锅炉水位监视系统调试完毕并具备投运条件。

　　3.2烘炉机所需条件

　　3.2.1燃料：××，临时燃料系统见附件3。

　　3.2.2电源：三相四线制380V，50A(每台烘炉机)，电源线接入烘炉机控制箱;

　　3.3烘炉所需临时系统

　　3.3.1临时隔墙：

　　为使热烟气能集中加热各部位内衬材料，避免被水冷壁过多吸热，同时也为节约燃料，在炉膛密相区出口、分离器出口和后烟井受热面前装设临时隔墙，具体位置和设置方案视现场情况商定。

　　3.3.2排湿孔：

　　在床下点火燃烧器、旋风分离器、旋风分离器进出口烟道、回料阀等处外部筒体(或箱体)开足够数量的排湿孔。可采用以下形式开孔：

　　每隔0.5m打一个Φ10圆孔;或每平方米切割出4条5mm×200mm长条形孔。

　　3.3.3临时热烟气连接管道：

　　烘炉机热烟气连接管道为Φ×××××～××的碳钢管，管道布置按实际情况确定，可参见附件2;管道外保温材料采用硅酸铝纤维毡，厚度不宜小于附件2要求的厚度。

　　临时热烟气连接管道应根据现场情况安装支撑。

　　3.3.4临时烟囱：

　　如果锅炉尾部烟道或引风机不具备排烟条件，可以增设临时烟囱。临时烟囱应保证烘炉烟气排出，安装在商定处，可以用δ=×mm的白铁皮卷制，烟囱应配置有调节挡板。

　　3.3.5 烘炉机备有××台，可根据现场情况确定使用台数，每台烘炉机自重<1.5t，安装现场应具备起吊能力。

　　4 烘炉过程

　　耐火耐磨材料在干燥过程中，80℃~110℃时析出游离水，在200℃~330℃时析出结晶水。由于内衬具有相当的厚度，水分缓慢均匀析出、并使其体积达到稳定状态极为困难，干燥过程是烘炉的重要环节。

　　4.1烘炉机启动

　　(1)启动点火风道烘炉机，以小气量、低烟温投运，稳燃后逐步加大气量，按升温曲线升温和保温。

　　(2)启动回料器斜腿烘炉机，以小气量、低烟温投运，稳燃后逐步加大气量，按烘炉曲线升温和保温。

　　(3)启动分离器进口烘炉机，以小气量、低烟温投运，稳燃后逐步加大气量，按温升曲线进行升温和保温。

　　(4)启动炉膛烘炉机，以小气量、低烟温投运，稳燃后逐步加大气量，按温升曲线进行升温和保温。

　　(5)启动回料阀立腿烘炉机，以小气量、低烟温投运，稳燃后逐步加大气量，按温升曲线进行升温和保温。

　　其余烘炉机的启停根据温度情况控制。

　　4.2 烘炉过程温度测量控制

　　检测温度不直接测量耐火材料表面，而是测量烟气的温度。烘炉机出口烟气温度的控制有一定的范围，允许温升速率在±20℃的范围内波动。烘炉过程中，采用DCS系统的烟气温度测点，并以下列温度作为各部位的烘炉特征温度：

　　炉 膛 温度：采用炉膛内商定点(见附件5)的平均温度作为烘炉温度;

　　点火风道温度：采用点火风道出口(见附件5)的平均温度作为烘炉温度;

　　分离器 温度：采用分离器出口(见附件5)的平均温度作为烘炉温度;

　　回料阀 温度：采用分离器立腿内商定点(见附件5)的平均温度作为烘炉温度;

　　冷渣器 温度：采用冷渣器内商定点(见附件5)的平均温度作为烘炉温度;

　　外置床 温度：采用外置床内商定点(见附件5)的平均温度作为烘炉温度;

　　各处热电偶检测的平均烟气温度与预定烘炉曲线相比较，调节各处烘炉机的燃油量，使各处温度尽量符合预定的烘炉曲线。

　　4.3锅炉系统操

　　(1)烘炉前，锅炉应按规程上水至正常水位;

　　(2)烘炉期间，锅筒压力升高至××MPa时关闭排气门(如有再热器，再热器排气门除外)，根据需要进行升压，烘炉中后期锅筒压力可能升高至×MPa;

　　(3)烘炉期间监视尾部竖井的烟气温度;

　　(4)烘炉期间应巡回检查锅炉和烟道膨胀，并记录所有膨胀数据;

　　(5)补水时更要注意锅筒上下壁温差不要超过××℃等。

　　4.4注意事项

　　(1) 所有烘炉温度监测数据都作为记录并将存档。

　　(2) 排湿孔上方周围应留足够排放空间，在锅炉启动后再封闭排湿孔。

　　(3) 在任何时间内都应该避免受热面管子过热或过烧。

　　4.5烘炉温升曲线

　　新富华推荐上图所示的通用烘炉曲线(也可以协商采用业主或耐火材料厂家要求的温升曲线)。

　　5 烘炉机及温度测点布置

　　新富华公司研制开发的 “****节能型烘炉机”主要特点为：

　　(1) 机体结构先进，比传统烘炉机节油20%～30%。

　　(2)烘炉机宽度仅为740mm，安装时无需切割锅炉现有平台护栏。

　　(3) 一体式烘炉机起吊、安装方便。

　　5.1 烘炉机的布置和数量

　　对×锅×××MW机组 CFB锅炉，根据现场情况和耐磨耐火浇注层的结构，烘炉机的布置位置和数量如下：

　　l 分离器进口烟道共布置×台烘炉机，每侧分离器进口各×台，连接管引入炉墙表面×××mm;

　　l 分离器出口烟道共布置×台烘炉机，每侧分离器出口各×台，连接管引入炉墙表面×××mm;

　　l 回料器立腿共布置×台烘炉机，每侧的立腿布置×台，从立腿底部的人孔门处引入后垂直向上;

　　l 炉膛共布置×台烘炉机，分别从××口引入;

　　l 混合风室×台烘炉机，分别从人孔处引入;

　　l 点火风道共布置×台烘炉机，每台点火风道布置×台，从点火油燃烧器处引入;

　　l 每台冷渣器各布置×台烘炉机，共×台，分别从人孔处引入至第×风室;

　　l 每台外置床各布置×台烘炉机，共×台，分别从人孔处引入至第×风室;

　　总计布置烘炉机××台。

　　5.2 热电偶

　　烘炉机出口烟气温度的监控由烘炉机自带;

　　锅炉内烟气温度监控用锅炉本体设计安装的有关部位的热电偶(见附件5)。

　　6 烘炉结果检验

　　5.为校验烘炉效果和耐磨耐火浇注料的性能，在施工的同时制作模拟内衬的试块，试块的结构和数量见附件6。

　　根据国内常规定的验收方法，按烘炉取样分析结果进行验收，耐火、耐磨材料的残余水分小于2.5%作为烘炉质量的合格标准。