循環(huán)流化床鍋爐采用流態(tài)化的燃燒方式,是介于煤粉爐懸浮燃燒和鏈條爐固定燃燒之間的燃燒方式,即通常所講的半懸浮燃燒方式。循環(huán)流化床鍋爐是一種國際公認的潔凈煤燃燒技術,以其燃料適應性廣、脫硫效果好,NOx排放量低、負荷調(diào)節(jié)性能好等優(yōu)點在我國燃煤電站中方興未艾。
在循環(huán)流化床鍋爐中,經(jīng)破碎篩分后的鍋爐燃料和起脫硫作用的石灰石送人爐內(nèi)后,在一、二次風作用下產(chǎn)生流化沸騰燃燒沿爐膛上升,熱量傳遞到水冷壁和爐內(nèi)懸吊屏,然后繼續(xù)上升經(jīng)爐膛出口分別進入后側(cè)的旋風分離器,燃燒后的煙氣在旋風分離器中進行氣固兩相分離,未被分離的高溫煙氣經(jīng)分離器上部出口進入出口煙道去鍋爐尾部煙道,被分離下來的固體粒子經(jīng)回料器再返回爐膛下部。
圖注:循環(huán)流化床鍋爐模型
在循環(huán)流化床鍋爐的運行中,含有燃料燃料灰、石灰石及其反應產(chǎn)物的固體床料,在爐膛-旋風分離器-回料器-爐膛這一封閉的回路里處于不停的高速循環(huán)流動中,在爐內(nèi)進行燃燒及脫硫反應。除床料在這一回路中作外循環(huán)流動外,床料在重力作用下,沿爐內(nèi)四壁不斷地進行內(nèi)循環(huán)。
因此,在循環(huán)回路的相應部位采取可靠的防磨措施,以防止循環(huán)回路中產(chǎn)生的嚴重磨損,如何保證耐磨耐火材料施工質(zhì)量,確保鍋爐長期、安全運行凸顯重要。
1、人員素質(zhì)
由于施工中涉及到模具工、焊工、架子工、筑爐工等,所以人員配備齊、精。
1)模具工
施工中幾乎每個部位都涉及到模具制作安裝,模具制作、安裝質(zhì)量的好壞直接影響到澆注的質(zhì)量。模具接縫及拼縫間的間隙應控制在1.5 mm內(nèi),大于1.5 mm時,會出現(xiàn)振打時耐火耐磨材料滲漏,導致拆模后出現(xiàn)模具接縫,同時模具安裝支撐點不合理容易出現(xiàn)澆注時發(fā)生彎曲和破裂造成澆注表面不平整,容易導致渦流現(xiàn)象,嚴重破壞澆注料表面的平整度,降低澆注料使用壽命。
2)焊接人員
循環(huán)流化床鍋爐焊接工程量大,除設備廠家已經(jīng)焊接完畢的部位(密相區(qū)、懸吊屏、包墻前墻,其余分離器進口煙道、分離器、回料腿、回料器、分離器出口煙道均需焊接銷釘及拉鉤、托板。焊接人員技術熟練有責任心,否則出現(xiàn)焊接質(zhì)量問題會導致澆注料脫落。
圖注:循環(huán)流化床鍋爐焊接施工中
3)爐瓦工
旋風分離器采用耐磨磚砌筑,旋風分離器內(nèi)部在運行過程中磨損非常嚴重,對施工質(zhì)量要求非常嚴格。要求耐火磚的灰縫飽滿度大于90% ,灰縫控制在1.5mm ~2mm,施工表面平整清潔。磚縫過大則容易導致物料先磨損掉灰漿繼而影響到耐磨磚的整體穩(wěn)固性,導致耐火磚整體脫落。
4)嚴格按照設計施工
同時技術人員在施工前熟悉圖紙并且編制切實可行的施工措施,在施工前期對各施工人員交底清楚,并會同質(zhì)檢人員檢查每道工序是否按照設計施工,在耐磨材料施工中腳手架搭設保證施工的安全與到位。
2、機械選用
現(xiàn)在循環(huán)流化床鍋爐耐磨耐火澆注料施工普遍選用500型強制式攪拌機。在施工現(xiàn)場取樣進行試塊檢驗如發(fā)現(xiàn)試塊經(jīng)過正常工序后性能不能達到要求,除材料質(zhì)量問題外還應對機械進行排查,若是機械問題,應對機械進行改造,提高其轉(zhuǎn)速與電機功率。按照水灰比進行攪拌后重新做實驗,確保試塊滿足設計強度。
3、模具選用
在施工初期如選用木質(zhì)模具,在澆注過程中可能會有跑模及局部變形的現(xiàn)象,發(fā)生以上情況時將耐磨耐火材料清除,重新澆注。可在施工中平面部位施工采用鋼模板,異形件部位采用加強型木模具,不僅可有效控制跑模、局部變形,而且拆模后表面比木模具更加光滑、平整、氣泡孔洞率降低。
4、施工中需控制環(huán)節(jié)
針對影響耐磨耐火澆注料質(zhì)量的施工應從以下幾點進行控制。
1)異形模板配置安裝
木模制作、安裝質(zhì)量的好壞直接影響到澆注的質(zhì)量。選用820 mm黑竹膠板制作,非工作面采用斷筋加固,模板表面清潔光滑。異形木模制作、安裝完成后,拼縫難免不嚴,須用封口寬膠帶密封。
制作好的木模須進行預組合,接縫及拼縫間的間隙控制在1.5 mm內(nèi)。
木模的安裝須根據(jù)具體的結(jié)構(gòu)按一定的先后順序進行,以保證木模的配制質(zhì)量。
工作面的木模使用前須涂刷脫模劑,以易于拆分模件。
模板支撐點應合理,防止?jié)沧r發(fā)生彎曲和破裂。模件間連接縫嚴密緊固,防止振打時耐火耐磨材料滲漏。
2)攪拌
攪拌、澆注、振搗連續(xù)施工。通常一盤料從攪拌到澆注完成不應超過30 min。攪拌是一個重要的工序,它直接影響到耐火耐磨澆注質(zhì)量的好壞,應攪拌充分,嚴格控制加水量。水量的控制是關鍵,加水過多,凝固時間延長,機械強度降低;加水過少,振動質(zhì)量差,強度低,不利于排氣而易出現(xiàn)內(nèi)部氣孔。
攪拌時間:攪拌時間根據(jù)耐火耐磨澆注料種類而不同,一般不應超過7 min。攪拌順序:將材料倒入攪拌機后先干攪拌30g~60s,以保證水泥、骨料攪拌均勻,然后加80%的水進行充分的攪拌。余下的水,根據(jù)目測或利用拋球試驗檢查拌料情況決定加水多少,以達到效果。
攪拌要專人負責。攪拌人員與澆注操作人員配備良好的通訊工具,以保持密切聯(lián)系,有效控制整個澆注的時間。若停電或機具出故障,攪拌好的耐火耐磨材料超過30 min未用完,則報廢。為保證澆注料的正常凝固和硬化,水質(zhì)非常重要,一般采用潔凈的生活飲用水(pH值6.5~7);施工現(xiàn)場溫度在+5 ℃?~+30 ℃為宜。
3) 振搗
耐火澆注料倒入模中,及時振搗,緩慢插人料層連續(xù)振動,振搗以大量排出料中氣泡,表面輕微泛漿為宜,緩慢拔出,以防漏振和留下孔洞,每點振動時間不宜過長,防止粗大骨料上浮,保證振搗要填充,不得出現(xiàn)空穴和死角。在無法振動的地方用榔頭沿模板豎立方向輕輕振動模板,保證澆注料混合均勻,不出現(xiàn)蜂窩麻面。澆注部件一次性連續(xù)施工,盡量不中斷,嚴禁重復利用澆注料。澆注料施工后嚴禁二次施工進行修補抹面找平。
4)膨脹縫的留設
為了防止施工中大面積澆注料在受熱后因膨脹不均而出現(xiàn)不規(guī)則的裂縫澆注料采用分塊澆注,縱橫交錯布置塊與塊之間留設自然斷縫,為了保證塊與塊之間接縫的嚴密性,接縫均采用z形縫,膨脹縫采用陶瓷纖維紙?zhí)畛?,以補償高溫時耐火澆注料的微膨脹,防止?jié)沧⒘媳砻媪鸭y。在四周墻體角部、頂部和側(cè)墻的陰角處也設置膨脹縫,防止因膨脹方向不同,導致的澆注料擠壓損壞。
5)耐磨耐火磚砌筑
分離器部位耐磨耐火磚砌筑注意同心度,保證燃料在內(nèi)部旋轉(zhuǎn)不形成局部渦流。成型磚砌筑時,磚縫控制在1.5 mm ~2 mm之間(耐磨灰漿與保溫灰漿不得混用),灰漿要飽滿達90%以上,施工表面圓滑過渡、清潔;卸載托板下部留設膨脹縫;注意拉鉤件與耐磨拉鉤磚之間的配合問題,留設正確的膨脹間隙;處理好分離器簡體與錐體之間的過渡區(qū)施工。
圖注:耐火磚砌筑現(xiàn)場
6)不同澆注料之間的接口處
在鍋爐密相區(qū)施工時,由于此區(qū)域的四周有許多開孔,開孔用梳形板和鋼板構(gòu)成全密封的密封盒,開孔包括:給煤器,回料腿至爐膛的回料口,啟動鍋爐的燃燒器開口,二次風口、測溫口、測壓口和門孔。此處施工應注意施工順序安排,建議先進行開孔位置的耐磨耐火材料澆灌,后進行密相區(qū)耐磨耐火可塑料施工。
一方面模具有固定處,另外在固定模具時不損壞密相區(qū)可塑料,后進行大面積密相區(qū)施工,可以進行找平工作,避免出現(xiàn)接口不平整,保證了各自質(zhì)量的同時又保證了整體的平整度。
7)施工工序安排
合理的施工可以避免對已施工好的耐磨耐火材料造成損壞,同時也對保證耐磨耐火材料質(zhì)量有決定性因素。先進行非承壓部件的耐火材料施工,后進行懸吊屏、密相區(qū)開孔、密相區(qū),后進行布風板的施工。在分離器進出口煙道先進行側(cè)墻施工,后進行項部施工,后進行底面施工,這樣保證了底面的耐磨耐火澆注料在其他部位施工時不受損壞。在異形件部位與相鄰部位一起進行整體澆注,保證了材料的完整性。
5、結(jié)語
循環(huán)流化床耐磨耐火材料的使用年限既與施工質(zhì)量有關,同時也與設計、材料質(zhì)量、運行有密切聯(lián)系,只有在完善設計、材料優(yōu)良、精心施工、運行各方面的通力合作才能確保循環(huán)流化床鍋爐耐磨耐火材料的使用壽命,同時建議耐磨耐火材料供應商、施工隊伍和烘爐為同一廠商,這樣避免了責任不清和材料浪費,促使其在施工過程中不斷優(yōu)化配比。