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烘炉方案
运城市盐湖区北部高新区集中供热工程
QXF91-1.6/130/70-M7型锅炉
烘
炉
方
案
编制:
审核:
批准:
太原安装工程集团有限公司
二0一六年十二月
目录
1.前言……………………………………………………………3
1.1项目简介…………………………………………………3
1.2烘炉目的……………………………………………………4
2.烘炉步骤………………………………………………………5
2.1烘炉时对锅炉的必备条件………………………………5
2.2烘炉设备及温度控制准备………………………………6
2.3设备安装…………………………………………………6
2.4工作范围…………………………………………………7
3.烘炉过程…………………………………………………………7
3.1低温阶段烘炉机烘炉………………………………………7
3.1.1低温阶段烘炉机启动顺序…………………………………7
3.1.2低温阶段温度测量控制……………………………8
3.1.3低温阶段烘炉过程的注意事项…………………………8
3.1.4低温阶段烘炉结果鉴定……………………………8
3.1.5低温阶段温升曲线…………………………………9
3.1.6低温阶段烘炉的时间…………………………………9
3.1.7低温阶段烘炉的燃油量……………………………9
4.烘炉机及温度测点布置…………………………………………9
4.1烘炉机的布置和数量……………………………………10
4.2热电偶位置………………………………………………10
5.安全措施………………………………………………………10
6.人员配备…………………………………………………………11
1.1项目简介
太原锅炉厂生产的QXF91-1.6/130/70-M7型循环流化床锅炉。
该锅炉为目前国内新形式的循环流化床锅炉,布置有床下点火器,2台回料阀,2台高温旋风分离器。
循环流化床锅炉炉内高温高速物料决定了循环流化床锅炉内部耐磨材料的重要性,而烘炉是确保耐磨层能长期可靠运行的关键环节之一。
国内目前通常采用木柴烘炉法:
以木柴加燃油来阶段性、分区域地来完成烘炉过程;在布风板、返料器等部位点燃木柴,待温度升至一定值后,再点燃点火油枪,按烘炉曲线提高并维持烘炉所需要的温度。
随着时间的推移,人们逐渐认识到木柴烘炉的弊端:
人力投入多、劳动强度大、启动点火油枪时火焰的温度太高和热负荷集中,温度难以控制、烘炉时间长等。
并且受锅炉结构的限制,不可避免有烘不到的“死角”,很难实现烘炉的目标,烘炉质量难以保证。
循环流化床锅炉的很多部位都有耐火材料和保温材料构成的炉墙和内衬,特别是采用了大量的耐火耐磨捣打料和混凝土浇注料,这些内衬材料都在现场施工,材料中存在很高的水份(包括内水份和外水份)。
在烘炉过程中,如果其中水份蒸发过快,产生的水蒸汽汽压超过混凝土的结合力,可能使炉墙发生裂缝、变形、损坏,甚至可能造成大面积的炉墙坍塌;如果内衬材料初始热膨胀过快和不均匀,也会由于热应力集中而受到损坏。
因此,内衬材料的干燥——烘炉是新施工或大修后的循环流化床锅炉启动运行前的一项重要工作,烘炉可以加速炉墙材料的物理化学变化过程,直接影响内衬材料的寿命和循环流化床锅炉运行的可靠性。
随着锅炉容量的不断增大,传统的木柴烘炉法已远远不能满足循环流化床锅炉烘炉的要求。
因此,在引进了国外先进的烘炉方法,结合我国玻璃窑炉的烘炉方式的基础上,我们开创了一种新的烘炉方法:
多点无焰式热烟气烘炉法。
它具有燃料燃烧稳定、任意调节烘炉机出口热源热量和温度的功能。
按这些要求,烘炉机由燃烧室、燃烧器、配风道和风机组成。
根据烘炉程序,在稳定和完全燃烧的条件下,烘炉机出口热烟气温度通过配风来调节,出口温度在150℃~850℃范围内任意变化,以满足烘炉过程中温度和温升速度的要求。
实践证明:
采用热烟气烘炉机烘炉方法,对于烘炉过程和烘炉要求的温度更易于准确的监测和准确的控制,并确保最终达到耐火材料的性能要求。
这种方法不仅是一种省工、省时、省(燃)料的先进烘炉工艺,同时还能确保烘炉的质量。
对于现场工期紧张、时间和人力、物力比较紧张的工地非常实用;对于所有应用过此种烘炉方法的工地现场也体现出了非常明显的经济性。
根据循环流化床锅炉的烘炉工艺,烘炉过程分为施工后低温烧结干燥和启动运行高温烧结烘干两个阶段。
在低温烧结烘干阶段,由于采用烘炉机热烟气烘炉的方法在温度上难以达到高温烧结的效果,并且耗费燃料和时间,故采用结合高温吹管进行,不包含在本烘炉措施之内。
本烘炉方案主要是针对施工后的第一阶段(即施工结束后的低温干燥阶段)烘炉,以达到对耐磨耐火浇注料的初期内外水份蒸发并进行低温烧结的作用。
1.2烘炉目的
一般来说,烘炉要实现的目的是:
(1)使耐火材料内的水分缓慢蒸发析出,避免水分突然大量蒸发而形成水蒸汽析出的压力超过混凝土胶合物质的结合力,导致炉墙发生爆裂损坏;
(2)缓慢析出耐火层和保温层中的水分,使耐火浇注料等材料充分固化,保持耐火层的强度和稳定性,提高耐火层的强度;
(3)使耐火层均匀,缓慢而有充分地膨胀,避免耐火层热应力集中或耐火材料晶格转变时膨胀不均匀造成耐火层损坏等。
由此可见,对耐磨耐火内衬的干燥掌握住均匀缓慢加热是保证烘炉质量的关键所在。
根据现场的实际情况,采用多点无焰烘炉法对锅炉内衬进行烘炉,对于热容量比较小的返料管等部位,由于存在烘炉点火初期点火油枪燃油稳定性等问题且不宜对烘炉机频繁启动,在此部位烘炉初期升温略快,在1~2个小时就可以达到150℃的温升,但是在低温时由于耐火材料的水分比较大、热惰性比较大、测量点测量的是烟气的平均温度(烟气的温度传递到耐火材料需要一定的时间且温升比较平缓),对耐火材料不会造成影响。
针对本锅炉的特点,由于本台锅炉为高温分离形式的循环硫化床,在炉膛、水平烟道部位、大量采用轻质耐热保温材料和重质耐磨耐火浇注料,故此种炉型的烘炉重点在该区域。
锅炉旋风分离器大部份采用的是耐磨耐火浇注料为防磨层,轻质保温浇注料为保温隔热层,含水量相对较少,只要合理安排烘炉设备就可。
2.烘炉步骤
2.1烘炉时对锅炉的必备条件
(1)锅炉水压试验完成。
(2)所有排汽和放水管道已连接完成。
(3)所有水系统管道吊架已正确安装在冷态位置
(4)膛出口、后烟道、省煤器、空预器、及其他的管道系统完成。
(5)防烟气从灰斗孔逸出
(6)烟道门孔关闭
a)防止烟气从吹灰气孔逸出。
b)炉膛和旋风分离器上的门孔关闭,以防止热量从门孔逸出
c)炉膛和回料器斜腿的密封完成
d)堵上分离器下部锥体处的看火孔。
(7)临时隔墙已经安装。
在炉膛底部和旋风分离器进口的交界处安装临时隔墙,临时隔墙与炉墙四周留有80mm空隙。
旋风分离器出口和尾部烟道交界处(高温过热器管排上水平面)安装临时隔墙,以隔断热烟气进入后烟道。
上面粘贴两层δ=5cm的硅酸铝棉板,以起到绝热密封的作用。
(8)锅筒上水条件具备
锅筒上水至正常运行水位并保证给水系统正常工作,如果不具备主给水的给水条件,应具备高压补水泵给水(流量要保证大于20t/h)的临时措施。
烘炉期间,应维持锅筒正常水位。
准备好充足的水,并将水位计冲洗干净。
且上水的温度应在20℃--50℃之间,锅筒上下壁温差不能超过50℃。
锅炉启动前将锅筒上的排汽门打开,当锅筒压力升至0.2Mpa时关闭排汽阀再次升压,在烘炉第一阶段,后期温度将达到350℃左右,烘炉的升温和保温期间根据实际需要调节锅筒内的压力。
水位调节与锅炉正常运行时的压力相同。
(9)临时排烟设施具备运行条件
临时排烟设施安装在旋风分离器顶部既出口烟道的前部,左右各一个,用Ф426mm×6mm的钢管制作临时烟囱,并安装好烟囱的调节档板,调节档板采用厚度δ=5mm的普通碳钢,用圆钢作为调节扳手即可。
但是根据现场实际情况,如果采用φ426×6mm的钢管制作临时烟囱,排烟不太满足条件且一般效果略差,锅炉的烟气挡板应具有调节能力。
(11)烘炉期间监视进入后烟井的烟气温度,以保护空气预热器。
(此处的烟温不能超过340℃)
(12)锅炉膨胀指示器安装齐全,指针调整至零位。
烘炉保温期间应巡回检查锅炉各处膨胀量,并记录所有锅炉膨胀数据。
(13)锅炉内所有的耐火耐磨材料砌筑完毕,漏风及风压试验合格。
锅炉的保温抹面工作全部结束,打开各处门孔自然养护5天以上。
(14)保证烘炉时的水质合格。
(15)酸洗前,临时给水系统和供油系统安装调试完毕,酸洗后给水系统必须安装调试完毕,并将临时给水系统改为正式给水系统,确保烘炉酸洗期间安全可靠使用,并保证有足够数量的燃油和合格水质。
(16)烘炉期间排污系统有效使用,烘炉过程完成后锅炉要放水。
2.2烘炉设备及温度控制准备
(1)烘炉机布置数量为6台
(2)每套烘炉机所燃用的燃料油为-10#轻柴油,,供油管线接至烘炉机旁0.5~1m处,由烘炉机随带软管接入烘炉机。
(3)所有控制烘炉出口烟气温度的热电偶可采用就地运行表计。
(4)供烘炉机380V电源,每台烘炉机所需要电功率为2KW。
(采用三相四线制)
2.3设备安装
(1)烘炉机就位,烘炉机与锅炉的连接管道的施工和保温以及连接处的密封(采用硅酸铝纤维板),保温厚度为100mm并不留有空白死角。
(2)烘炉机电源为380V,电功率为2KW/每台,电源就位(按烘炉机位置,如图1、电源接入控制箱)。
(3)烘炉机油枪所用的燃油系统及供应油枪雾化的压缩空气管道安装,管道接至烘炉机附近0.5~1m处并固定以利于调节操作。
(4)旋风分离器进、出口隔墙安装完毕。
回料器和炉膛之间的接口密封隔离完成。
(采用硅酸铝纤维板/胶泥)
(5)在旋风分离器回料阀及回料阀下部、床下点火燃烧器和水平烟道的两侧下部及水平烟道上、下部等轻型炉墙结构部分,开足够的烘炉泄水孔及排湿孔。
排湿孔的开孔根据实际情况可以采用开φ10mm圆孔的方式,或者采用切割10mmx250mm长条形的排气孔的方式。
2.4工作范围
现场的电力系统用电源电缆,给水系统,供油系统,由业主提供。
(烘炉机风机用电缆、烘炉机用热电偶的补偿导线由乙方烘炉公司自带。
)
3烘炉过程
根据耐火耐磨材料的干燥过程在80-130℃时析出游离水,在250℃-350℃时析出结晶水,该过程是烘炉程序中的重要环节。
由于该材料密度大且具有相当的厚度,水分的析出极为困难,所以必须遵循其缓慢均匀析出的规律才能使水分顺利析出,使该材料不致受损和其体积达到稳定状态。
当耐火耐磨内衬材料经受大于530℃温度时,该材料内部结构固化后,完全达到耐火耐磨材料的性能。
通常耐火材料具有一定的水份,它首先是由表面开始蒸发,蒸发速度将随耐火材料的水份降低而下降。
在初始阶段,宜采取低温和量多的干燥烟气,干燥速度应加以控制(在该时段将达到最大值的干燥速度),随着温度的上升,干燥速度下降。
在稍后阶段,为保持良好的烘炉过程,在干燥区域内可保持较高的温度。
烘炉分为两个阶段:
本次仅低温阶段
低温阶段:
采用烘炉机热烟气(即烘炉机烘炉),是锅炉烘炉的中低温阶段;
高温阶段:
吹管烘炉,即锅炉烘炉的高温阶段。
此阶段是当锅炉整机启动前,利用锅炉正常运行用点火油枪对耐火材料进行进一步烘干过程并投煤运行。
在此阶段,可进行锅炉冲管。
3.1低温阶段烘炉机烘炉
3.1.1低温阶段烘炉机启动顺序
(1)启动床下点火器的2只烘炉机,以小油量(16kg/h—20kg/h)低烟温投运,稳燃后逐步加大油量,并按升温曲线保温及升温。
(2)启动返料器斜管的2只烘炉机,以小油量低烟温投运,稳燃后逐步加大油量,使回料器温度升到150℃,按烘炉曲线保温和升温。
(3)炉膛用2只烘炉机,并按升温曲线保温及升温。
(4)最后关闭床下点火器的2只烘炉机,在旋风分离器的温度升到200℃时启动旋风分离器进口的2只烘炉机,以小油量低烟温投运,稳燃后逐步加大油量,使旋风分离器温度升到150℃,按温升曲线进行保温及升温。
3.1.2低温阶段温度测量控制
根据各处热电偶显示出的各处平均烟气温度与预定烘炉曲线相比较,通过调节各处烘炉机的燃油量,使各处温度满足预定的烘炉曲线的要求。
温度的测量不是直接对耐火材料的表面,而是测量热烟气的温度。
由于耐火材料的温升将滞后于热烟气温度,控制热烟气温度相对于耐火材料来说是安全的。
由于前期的水份在耐磨耐火浇注料的表面蒸发,烘炉机出口烟气温度的控制有一定的范围,前期处于升温的准备阶段,温升速率允许有一定的波动(±20℃左右)
特别指出的是:
由于回料阀斜管是热容量比较小的部位,烘炉机出口的烟气温度调节由于存在燃油的稳定燃烧问题,根据以往的经验此部位在150℃前的温升比较快,和烘炉曲线略有差距,但是不影响耐火材料的性能。
3.1.3低温阶段烘炉过程的注意事项
(1)在整个烘炉过程中,所有的温度测点将作记录并存档。
(2)烘炉过程中,所有的水冷壁管必须保持水循环。
(3)烘炉过程中,在轻型炉墙排湿孔的上方周围应留足够排放空间。
(4)烘炉过程中,注意检查锅炉本体的安全性。
3.1.4低温阶段烘炉结果鉴定
采用各部位相同的材料与厚度的预制试块,放在锅炉的相应部位,在烘炉结束后检查内衬耐磨耐火材料和保温浇注料的含水率,其含水率分别小于2.5%和7%为烘炉合格。
通常情况下取样点选取在内衬耐磨耐火浇注料和绝热保温浇注料的交界处。
为校验烘炉效果和耐磨耐火浇注料的性能,在炉墙施工的同时制作模拟炉墙的试块,面积200mm×200mm,四边及底面用钢板密封,耐火耐磨层表面象炉墙一样裸露,底面开一个φ10mm排湿孔,试块的结构和厚度与相应部位的炉墙结构均相同。
试块的具体数量如下:
1.炉膛底部布风板2块
2.炉膛下部四侧炉墙2块
3.回料腿2块
4.分离器进口2块
5.床下点火燃烧器2块
总计:
10块
也可采用极限取样法,即在水份最多的部位——平行烟道顶部开孔,取保温浇注料100g,分别装入两只密封器皿50g,一只器皿放入实验室烘箱逐步加热到145℃,保温1小时后称量,如含水率小于7%,即为烘炉合格。
另一只器皿放入实验室烘箱逐步加热到110℃,保温24小时后称量,如含水率小于7%,即为烘炉合格。
此时可按曲线降温。
(降温速率为30℃/h)
3.1.5低温阶段烘炉温升曲线
各部位的温升上限和下限之间的范围为温升允许范围,烘炉的温度偏差允许为±20℃。
在烘炉第一阶段的温升时期,可以根据现场的锅筒的整定压力、耐火材料的实际水份、耐火材料的分布部位以及耐火材料的厚度等实际情况对烘炉第一阶段的温升曲线做调整,应以烘炉的实际情况、烘炉效果和保证保温材料的性能来确定实际的曲线操作。
在升温过程中应该特别注意:
在任何时间内都应该避免管子过热或过烧。
3.1.6低温阶段烘炉的时间
低温阶段烘炉的总计花费时间约为168小时,但是现场条件例如给水系统不完全具备给水条件、燃油系统、压缩空气系统、临时电源系统和泵的冷却系统不具备等条件,可以根据现场的实际情况适当延长。
3.1.7低温阶段烘炉的燃油量
低温阶段烘炉的燃油量大约为55-60吨,但是燃油量不作为现场烘炉项目的考核指标。
4烘炉机及温度测点布置
烘炉机的外形尺寸为:
2100mm×564mm×1200mm(长×宽×高)(高度可以适当调整),重量约0.35t,风机重量为0.2t。
本烘炉机重量轻,灵巧,方便。
锅炉现有平台不用加固,可直接利用。
4.1烘炉机的布置和数量
根据现场的布置可能的情况、耐磨耐火浇注料的分布位置和数量来布置烘炉机,以达到入炉的热源分配均衡和不存在烘炉死角。
在布置烘炉机的同时,将炉内的开放部分的所有门孔采用硅酸铝纤维板进行密封,和烘炉机连接的热烟气连接管的出口方向尽量满足和烟气的流向相平行。
。
*回料阀处共布置2台烘炉机,每侧布置1台。
热烟气连接管从人孔门处引入,热烟气连接管引入立管后将烟气引入向上,采取连接管向上弯头来实现;
;炉膛用2只烘炉机,并按升温曲线保温及升温。
*床下点火器共布置2台烘炉机,每侧1台。
热烟气连接管分别从点火器入口及炉后人孔引入,热烟气连接管引入炉墙表面500mm;
*
总计布置烘炉机6台。
4.2热电偶位置
烘炉机出口烟气温度的监控由烘炉机自带。
锅炉内烟气温升的温度监控应用锅炉运行用就地热电偶。
必要的温度测点:
炉膛6个,分离器进出口。
烟气进出
口个,省煤器前后,烟道前后,一次风机前后,二次风机前后等
4.3排气孔位置
排气孔的位置在分离器、炉顶和墙体,每平米设置7个排
气孔。
5.安全措施:
(1)参加烘炉的所有工作人员应严格执行(安规)及现场的有关安全规定,确保烘炉工作安全可靠地进行。
(2)如在烘炉过程中危及人生及设备安全时,应及时消除,必要时停止烘炉,分析原因,提出解决措施。
(3)如在烘炉过程职员发现异常情况,应及时调整,并立即汇报指挥人员。
(4)烘炉当中应保持正常水位,若汽包水位下降,要及时补水以免发生缺水事故。
(5)烘炉过程中应严格控制温度,根据耐火材料厂家提供的烘炉曲线,进行烘炉,经常检查炉墙,防止产生裂纹和变形等缺陷。
(6)现场应配备灭火器(每一层面各1台),并应同时配备少量砂石备用。
(7)系统所有转动机械都应有专人看护。
(8)热烟气连接管旁的仪表应加以保护。
(9)对烘炉过程中的工作内容每小时记录一次,做好交接班记录。
(10)锅炉烘炉工作应统一组织,统一指挥,安全第一。
6.人员配备:
建设单位:
王泉、刘秀峰、闫临生
监理单位:
张先良、叶福良
施工单位:
于继锋、张金海、李晓明、兰勇、张建武
沈建伟、何兵其、邓超、耿雪路、汪峰、庞国敬
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