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循環(huán)流化床鍋爐

目前國內(nèi)CFB耐火材料通常采用的品種有:磷酸鹽磚和澆注料、硅線石磚和澆注料、碳化硅磚和澆注料、剛玉磚和澆注料、耐磨耐火磚和澆注料,還有氮化硅結(jié)合碳化硅產(chǎn)品等。從使用結(jié)果上看,這些材料的使用效果都不很理想。榮盛耐材為廣大客戶提供合適的耐火材料。

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簡介

目前國內(nèi)CFB耐火材料通常采用的品種有:磷酸鹽磚和澆注料、硅線石磚和澆注料、碳化硅磚和澆注料、剛玉磚和澆注料、耐磨耐火磚和澆注料,還有氮化硅結(jié)合碳化硅產(chǎn)品等。從使用結(jié)果上看,這些材料的使用效果都不很理想。榮盛耐材為廣大客戶提供合適的耐火材料。

關(guān)鍵詞

環(huán)流化床鍋爐是工業(yè)化程度高的潔凈煤燃燒技術(shù)。循環(huán)流化床鍋爐采用流態(tài)化燃燒,主要結(jié)構(gòu)包括燃燒室(包括密相區(qū)和稀相區(qū))和循環(huán)回爐(包括高溫氣固分離器和返料系統(tǒng))兩大部分。與鼓泡流化床燃燒技術(shù)的榮盛耐材區(qū)別是運行風(fēng)速高,強化了燃燒和脫硫等非均相反應(yīng)過程,鍋爐容量可以擴大到電力工業(yè)可以接受的大容量(600MW或以上等級)目前,循環(huán)流化床鍋爐已經(jīng)很好的解決了熱學(xué)、力學(xué)、材料學(xué)等基礎(chǔ)問題和膨脹、磨損、超溫等工程問題,成為難燃固體燃料(如煤矸石、油頁巖、城市垃圾、淤泥和其他廢棄物)能源利用的先進技術(shù)。

鍋爐采用單鍋筒,自然循環(huán)方式,總體上分為前部及尾部兩個豎井。前部豎井為總吊結(jié)構(gòu),四周由膜式水冷壁組成。自下而上,依次為一次風(fēng)室、密相區(qū)、稀相區(qū),尾部煙道自上而下依次為高溫過熱器、低溫過熱器及省煤器、空氣預(yù)熱器。尾部豎井采用支撐結(jié)構(gòu),兩豎井之間由立式旋風(fēng)分離器相連通,分離器下部聯(lián)接回送裝置及灰冷卻器。燃燒室及分離器內(nèi)部均設(shè)有防磨內(nèi)襯,前部豎井用敷管爐墻,外置金屬護板,尾部豎井用輕型爐墻,由八根鋼柱承受鍋爐全部重量。
鍋爐采用床下點火(油或煤氣),分級燃燒,一次風(fēng)比率占50—60%,飛灰循環(huán)為低倍率,中溫分離灰渣排放采用干式,分別由水冷螺旋出渣機、灰冷卻器及除塵器灰斗排出。爐膛是保證燃料充分燃燒的關(guān)鍵,采用湍流床,使得流化速度在3.5—4.5m/s,并設(shè)計適當(dāng)?shù)臓t膛截面,在爐膛膜式壁管上鋪設(shè)薄內(nèi)襯(高鋁質(zhì)磚),即使鍋爐燃燒用不同燃料時,燃燒效率也可保持在98—99%以上。
高溫分離器入口煙溫在800℃左右,旋風(fēng)筒內(nèi)徑較小,結(jié)構(gòu)簡化,筒內(nèi)僅需一層薄薄的防磨內(nèi)襯(氮化硅磚)。其使用壽命較長。循環(huán)倍率為10—20左右。
循環(huán)灰輸送系統(tǒng)主要由回料管、回送裝置,溢流管及灰冷卻器等幾部分組成。
床溫控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)過程是自動的。在整個負(fù)荷變化范圍內(nèi)始榮盛耐材保持濃相床床溫850-950℃間的某一恒定值,這個值是榮盛耐材的脫硫溫度。當(dāng)自動控制不投入時,靠手動也能維持恒定的床溫。
保護環(huán)境,節(jié)約能源是各個國家長期發(fā)展榮盛耐材要考慮的問題,循環(huán)流化床鍋爐正是基于這一點而發(fā)展起來,其高可靠性,高穩(wěn)定性,高可利用率,榮盛耐材的環(huán)保榮盛耐材性以及廣泛的燃料適應(yīng)性,榮盛耐材別是對劣質(zhì)燃料的適應(yīng)性,越來越受到廣泛關(guān)注,完全適合我國國情及發(fā)展優(yōu)勢。

由于流化床熱容量大,摻混強烈,粒子停留時間長等因素,流化床鍋爐不但能燒高熱之煤,而且其它爐型(如鏈條爐、煤粉爐等)不能燃燒的低熱值、低揮發(fā)分、高灰分的劣質(zhì)燃料,如劣質(zhì)煙煤、無煙煤、煤矸石、油頁巖、造汽爐渣等也能在流化床鍋爐內(nèi)穩(wěn)定燃燒。流化床鍋爐還有環(huán)保方面的優(yōu)點,通過向爐內(nèi)添加石灰石或白云石能大大降低煙氣中的二氧化硫,方法簡便、經(jīng)濟、高效地解決了高硫煤造成的大氣污染問題。而一般的鏈條鍋爐、煤粉爐的尾氣脫硫技術(shù)費用昂貴,難于推廣,幾乎不可能用于中小型工業(yè)鍋爐。流化床鍋爐燃燒溫度900~1000℃,較鏈條鍋爐、煤粉鍋爐都低,抑制了NOX的生成,煙氣中NOX含量少,有利于保護環(huán)境。

循環(huán)流化床鍋爐耐火材料內(nèi)襯的工作環(huán)境和損毀可歸納如下:

(1)中溫,循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)襯各部位的工作溫度在800~1100℃。從耐火材料角度看,此屬中溫區(qū)間,選擇耐火材料時首先必須考慮的中溫理化性能。對于燒成制品,一般燒結(jié)溫度均高于此溫度范圍,故其在高溫下的理化性能均可直接用作選擇耐火材料的依據(jù)。對于不定形耐火材料和不燒制品,必須考察其中溫理化性能。有機結(jié)合的材料或水化結(jié)合的水硬性材料,中溫強度往往最差,這些材料在高溫下產(chǎn)生陶瓷結(jié)合,強度大大提高,故其高溫下的理化指標(biāo)不能用作選擇耐火材料的依據(jù)。

(2)熱震 在正常運行情況下,循環(huán)流化床鍋爐每年啟停至少要有2~4次。在投運每次啟停耐火材料內(nèi)襯都要受到一次強烈的熱震。若耐火材料抗熱震性能差,則熱震造成耐火材料剝落將成為其損毀的致命因素。

(3)沖刷磨損,循環(huán)硫化床鍋爐中煙氣流速大(最高可達29m·S-1以上),固體物料濃度高。在中溫下高速煙氣夾帶大量固體顆粒對耐火材料內(nèi)襯產(chǎn)生強烈沖砂磨損,特別是在旋風(fēng)筒的沖擊區(qū),沖蝕最為嚴(yán)重。對于單側(cè)回料的循環(huán)流化床鍋爐和旋風(fēng)分離器、物料循環(huán)流動造成的耐火材料內(nèi)襯強磨損區(qū)。此外,煙氣中SO2、SO3、H2S和CO等均對耐火材料內(nèi)襯產(chǎn)生侵蝕,堿金屬滲透和滲碳也使耐火材料內(nèi)襯變質(zhì)損壞。

循環(huán)流化床鍋爐耐火材料內(nèi)襯由于個部位工作條件不同,所用耐火材料也不一樣。主要結(jié)構(gòu)形式有水冷壁和非水冷壁兩種。典型的不定形耐火材料襯里結(jié)構(gòu)首先使用了輕質(zhì)隔熱澆注料其次是高耐磨耐火材料工作襯。

國外公司曾在旋風(fēng)筒煙氣流沖擊區(qū)使用不同的耐火材料作對比試驗。發(fā)現(xiàn)以氧氮化硅結(jié)合的碳化硅磚使用效果最好,其余依次為:AL2O3 >95%的剛玉磚、AL2O3 >90% 的磷酸鹽結(jié)合可塑料、SiC >80%的磷酸鹽結(jié)合可塑料,以磷酸鹽結(jié)合的AL2O3—Cr2O3 可塑料最差。

循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)襯今后的發(fā)展趨勢是:根據(jù)不同的爐型和采用的燃料類型,選著性能適當(dāng)?shù)哪突鸩牧希┕じ奖?,質(zhì)量控制更嚴(yán)格,以便降低成本,延長使用壽命。耐火材料的選擇不宜片面追求高檔產(chǎn)品,要根據(jù)循環(huán)流化床鍋爐經(jīng)濟運行周期的需要,在鍋爐的不同部位采用不同材質(zhì),不同性能的耐火材料達到爐襯均衡蝕損,以提高鍋爐綜合經(jīng)濟效益。

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