C11-较大型循环流化床锅炉的炉衬设置1(简化)课件.doc

较大型循环流化床锅炉的炉衬设置 施工工艺技术和烘炉工艺的研究 李朝侠1　陶　毅2　陈　力3 （洛阳洛华窑业有限公司1，郑州龙泰电力有限公司2，济南锅炉厂对外服务部3） 1　概述 随着我国电力工业的现代化进程的加快，我国已迈入世界超级发电用电大国，并以燃煤发电为主。由于大型燃煤循环流化床锅炉制造技术由几大锅炉厂分别从各国公司引进的，所以，其炉衬设计和安装砌筑工艺都无一例外带着引进方的技术特点和地域特色。在设计和使用中由于门类品种繁多，给安装、验收、质量判定带来一定困难。因此，应迅速将循环流化床发电锅炉用耐火保温材料的使用、施工、投运纳入我国现有的标准规范和体系中来。近几年来，我方对所服务的各厂家的不同类型的循环流化床内衬技术进行了认真研究，对各服务对象作了开发式的延伸砌筑施工服务，均取得满意效果。现就此工作进行总结并和同业同行进行交流。 2　耐磨炉衬设置的目的和分区炉衬特点综述 大中型循环流化床锅炉在各种流态化工业热设备中属于炉型结构最复杂，流态化燃烧特征的个性表征最多样化的高级热设备系统。就其循环流化床炉墙的设置，按功能分几大部分： （1）起遮挡作用的挡风墙：将锅炉内部设备与大气隔开以免泄漏。这部分用普通窑炉砌筑材料，用常规窑炉砌筑施工方法处理即可。但要注意将炉墙自重分层分解，以免炉墙不稳。这部分如尾部竖井烟道下部等。 （2）膜式壁保护层：这部分炉衬功能主要是在锅炉运行时将膜式壁与流态化高密相碳流束隔离，杜绝碳对金属晶相的侵蚀和磨损，防止碳化铁产生。这部分主要指a、风室；b、炉膛下部密相区；c、炉内悬挂屏。 （3）气流转向区炉衬：主要用于抗击夹带碳颗粒的高速气流冲击磨损，主要指从 a、炉膛上部后壁烟气出口至旋风筒进口；b、旋风筒出口上升至转向混合室进口这二段。此时气流夹0－3mm颗粒以20～40m/s的高速在此部分转向分解分束，对炉衬产生高速转向冲击磨损和转向挖旋磨损。 （4）回料流耐磨炉衬：主要指从旋风分离器进口至旋风筒下部、返料直管、返料阀和至炉膛返料斜管等与高密相碳流束的直接触磨损接这些部分。若设计炉衬为多层复合炉衬，还要绝热保温。 （5）热稳定构造炉衬：指处于锅炉炉墙最高处的转向混合室和竖井烟道的上部。在此部分磨损很轻，但由于建筑结构特点和热动力的作用，使炉墙处在不断振荡摆动的情况下。因此，它的功能是与锅炉的钢支撑紧密相连相互依托，起到辅助受力支撑作用。保证此部分炉衬的柔韧性和密闭性以承受锅炉摆动。 因此，不同的炉衬功能要求，需要锅炉制造专业的工艺设计师为炉衬设计师留出一些可以变化的延伸设计空间。 3　炉衬和锅炉支撑结构的力学关系 锅炉的力学支撑体系是由设备基础 　　设备支撑钢架 　 金属联系节点 　 设备工艺空腔结构组成。 在设备空腔中，大部分都覆盖着耐磨炉衬和保温层。 锅炉系统有几种力学支撑形式：（1）炉膛、风室和点火器——悬挂力学支撑；（2）竖井烟道——钢架托举；（3）旋风分离器和混合室钢架托举，旋风分离器下锥体和直料腿为悬挂；（4）返料阀——钢支架托举；（5）旋风筒烟气进、出口，炉膛返料斜腿——两端搭挂，中间悬空。这些形式各异的力学支撑结构和锅炉在建筑上的特异造型，不同支撑，使锅炉的受力和变形是不均匀的。锅炉各部分的重力负荷，剪切力负荷的分布变得很复杂，应认真对待。 热设备衬里的建筑特点是按热分界线而分层设置的。各分层和建筑节点之间存在着纵横交错的力学隔离层面以免高温下的热牵拉，这方面和常温建筑有着巨大差异。若不能很好地处理炉衬和炉壳，炉体钢架的联结和荷重关系，将会造成某部的炉衬之间、炉衬和钢外壳脱离而使炉墙不稳，在运行中形成大面积的坍塌和倾斜，这种灾害往往超过了局部磨损，应特别注意。 因为炉衬内腔就是工作内腔，炉衬内腔的严密性、可靠性、耐久性、稳定性直接关系着锅炉运行，而各种力学支撑骨架都是服务于工作内腔的。而炉衬由于是分层设置，更应考虑与钢结构的支撑和固定方法。因此，我国近年来已把窑炉行业从安装行业中剥离出来纳入单独的特种建筑行业，并定位于必须具有二级以上的建筑资质的单位才有资格进入这个行业从事炉衬砌筑。 4　炉衬材料和锅炉金属材料之间热膨胀的力学关系 应用于锅炉炉衬材料有三十来种，以硅酸盐系列和含碳材料系列为主。 在炉衬材料外部包裹着钢壳，从宏观上呈现出来整体热特征，可以把整个锅炉认作为一个特殊分层设置的钢混结构的柔性设备系统。 炉衬材料大都以共价键作为分子之间结合方式，而金属材料都由金属键作为分子之间结合方式。因此，两类材料在热运动中将呈现出完全不同的膨胀现象和膨胀系数，两者之间可相差十几至几十倍。在热反应中，两类材料也是呈现出完全不同的强度特征。前者是越热越硬越强，体积变化不大，逐步呈现出“内支撑骨架”特征，而后者是越热越软越大，机械强度大幅度下降，逐步呈现出“空心外包皮”特征。