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                  循環流化床鍋爐

                  目前國內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,還有氮化硅結合碳化硅產品等。從使用結果上看,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,還有氮化硅結合碳化硅產品等。從使用結果上看,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。

                  關鍵詞

                  環流化床鍋爐是工業化程度高的潔凈煤燃燒技術。循環流化床鍋爐采用流態化燃燒,主要結構包括燃燒室(包括密相區和稀相區)和循環回爐(包括高溫氣固分離器和返料系統)兩大部分。與鼓泡流化床燃燒技術的大區別是運行風速高,強化了燃燒和脫硫等非均相反應過程,鍋爐容量可以擴大到電力工業可以接受的大容量(600MW或以上等級)目前,循環流化床鍋爐已經很好的解決了熱學、力學、材料學等基礎問題和膨脹、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。

                  鍋爐采用單鍋筒,自然循環方式,總體上分為前部及尾部兩個豎井。前部豎井為總吊結構,四周由膜式水冷壁組成。自下而上,依次為一次風室、密相區、稀相區,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、空氣預熱器。尾部豎井采用支撐結構,兩豎井之間由立式旋風分離器相連通,分離器下部聯接回送裝置及灰冷卻器。燃燒室及分離器內部均設有防磨內襯,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,一次風比率占50—60%,飛灰循環為低倍率,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鍵,采用湍流床,使得流化速度在3.5—4.5m/s,并設計適當的爐膛截面,在爐膛膜式壁管上鋪設薄內襯(高鋁質磚),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,旋風筒內徑較小,結構簡化,筒內僅需一層薄薄的防磨內襯(氮化硅磚)。其使用壽命較長。循環倍率為10—20左右。
                  循環灰輸送系統主要由回料管、回送裝置,溢流管及灰冷卻器等幾部分組成。
                  床溫控制系統的調節過程是自動的。在整個負荷變化范圍內始終保持濃相床床溫850-950℃間的某一恒定值,這個值是佳的脫硫溫度。當自動控制不投入時,靠手動也能維持恒定的床溫。
                  保護環境,節約能源是各個國家長期發展首要考慮的問題,循環流化床鍋爐正是基于這一點而發展起來,其高可靠性,高穩定性,高可利用率,佳的環保特性以及廣泛的燃料適應性,特別是對劣質燃料的適應性,越來越受到廣泛關注,完全適合我國國情及發展優勢。

                  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、低揮發分、高灰分的劣質燃料,如劣質煙煤、無煙煤、煤矸石、油頁巖、造汽爐渣等也能在流化床鍋爐內穩定燃燒。流化床鍋爐還有環保方面的優點,通過向爐內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費用昂貴,難于推廣,幾乎不可能用于中小型工業鍋爐。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,有利于保護環境。

                  循環流化床鍋爐耐火材料內襯的工作環境和損毀可歸納如下:

                  (1)中溫,循環流化床鍋爐內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。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。有機結合的材料或水化結合的水硬性材料,中溫強度往往最差,這些材料在高溫下產生陶瓷結合,強度大大提高,故其高溫下的理化指標不能用作選擇耐火材料的依據。

                  (2)熱震 在正常運行情況下,循環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襯產生強烈沖砂磨損,特別是在旋風筒的沖擊區,沖蝕最為嚴重。對于單側回料的循環流化床鍋爐和旋風分離器、物料循環流動造成的耐火材料內襯強磨損區。此外,煙氣中SO2、SO3、H2S和CO等均對耐火材料內襯產生侵蝕,堿金屬滲透和滲碳也使耐火材料內襯變質損壞。

                  循環流化床鍋爐耐火材料內襯由于個部位工作條件不同,所用耐火材料也不一樣。主要結構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構首先使用了輕質隔熱澆注料其次是高耐磨耐火材料工作襯。

                  國外公司曾在旋風筒煙氣流沖擊區使用不同的耐火材料作對比試驗。發現以氧氮化硅結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% 的磷酸鹽結合可塑料、SiC >80%的磷酸鹽結合可塑料,以磷酸鹽結合的AL2O3—Cr2O3 可塑料最差。

                  循環流化床鍋爐內襯今后的發展趨勢是:根據不同的爐型和采用的燃料類型,選著性能適當的耐火材料,施工更方便,質量控制更嚴格,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品,要根據循環流化床鍋爐經濟運行周期的需要,在鍋爐的不同部位采用不同材質,不同性能的耐火材料達到爐襯均衡蝕損,以提高鍋爐綜合經濟效益。

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