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耐火材料行业知识

440T流化床锅炉内衬耐材施工工艺

本施工工艺以哈锅440T流化床锅炉为例,在由膜式水冷壁构成的炉膛下部以及出烟口浇注采用销钉固定的防磨结构;在炉膛中上部、二级过热器、热段再热器、尾部烟道上部进口需防磨的相关部位采用圆销钉固定的浇注防磨结构;在由钢板制成的旋风分离器、出口烟道、料腿、回料阀及冷渣器等区域砌筑防磨炉墙,其它类型流化床锅炉可作参考。
(1)各区域炉墙厚度、耐磨层厚度及材料
①炉底水冷布风板区域。炉底水冷布风板区域浇注耐磨耐火浇注料。浇注前要将风帽外罩取掉,使用彩条布或包扎布将进风管从螺纹处包扎好,防止浇注料浇入风帽内管及进风管内,将布风板上所有进风管浇注料部分的外表面缠上2mm厚的陶瓷纤维纸。为利于布风板上前墙处二个排渣口顺利排渣,布风板浇注料上表面由后墙向前倾斜,后墙处浇注料厚210mm,前墙处浇注料厚160mm,浇注料表面到风帽外罩底面的距离为30mm。
②下炉膛四周水冷壁。在下炉膛四周水冷壁,为防止受热面的磨损,在受热面表面浇注80mm(从管子表面算起)厚的耐磨耐火浇注料。该区域有许多开孔,包括:出渣口及回灰口、回料口、启动燃烧器开口、二次风口、测温测压口及人孔,对于所有穿管结构,除测温管及启动燃烧器处浇注孔径与该管外径相同外,其余穿管处浇注孔径应与该处管的内径相同,且所有穿管应与浇注孔同轴。对于直径大于159mm的管子浇注前应涂刷2mm沥青,直径小于159mm的管子浇注前应涂刷1mm沥青。在回料阀口、启动燃烧器口周围处的膜式壁扁钢上或密封盒板上还要焊一些抓钉,用以固定这些开口周围区域的耐磨耐火浇注料。
③热段再热器、二级过热器及其穿越前水冷壁四周部分区域浇注90mm(由管子中心线算起)耐磨耐火浇注料;在炉膛后水冷壁上部出烟口及尾部烟道前墙入口等区域同样浇注耐磨耐火浇注料。
(4)旋风分离器。
旋风分离器是循环流化床锅炉中冲蚀、磨损最为严重的部位,防磨结构较为复杂。每个旋风分离器由入口烟道和旋风筒组成,旋风筒从上至下又由筒体、锥体及料腿所组成。在筒体、锥体及料腿内水平安装了8层支撑托板,焊接固定在金属壳体的内壁上,用以支撑耐磨保温材料,实现分层卸载;入口烟道底部安装了两道止推板、入口烟道侧墙以及旋风筒入口位置分别安装5道止推板,也与金属壳体的内壁焊接,承受耐磨耐火保温材料在热膨胀后的水平推力。
在旋风分离器中,耐磨层有耐磨浇注料和耐磨砖两种,顶棚部分的耐磨浇注料中交错布置了一定数量的吊挂砖,耐磨砖又包括拉钩砖和非拉钩砖;保温层有耐火保温浇注料、耐火保温砖、保温浇注料和保温砖等几种。
a.入口段顶棚及筒体顶棚。该区域炉墙总厚度350mm,分三层:内层为160mm厚的耐磨耐火浇注料,中间层为65mm厚的耐火保温浇注料,外层为125mm厚的保温浇注料。浇注料的支撑件为“Y”形抓钉,同时布置了一定数量的吊挂砖。浇注料由顶棚上部逐层浇入并捣实,然后将盖板盖上并点焊,当锅炉完成整体热养生后,再将盖板全部严密焊封。
b.入口段侧墙。该区域炉墙总厚度350mm。膨胀节周围以及形状不规则难以布置成型砖的部分内侧采用350mm厚的浇注料结构,用“Y”形抓钉固定。其它部分为砖砌结构分三层,内层为113mm厚耐磨耐火砖,中层为116mm厚的耐火保温砖,外层为116mm厚的保温砖。
耐磨耐火砖采用拉钩楔形砖结构,在两个拉钩之间设置四块楔形砖,即两块拉钩砖,两块非拉钩砖,利用楔形拉钩砖的角度固定非拉钩砖,使其不易脱出,垂直方向每层均安装拉钩砖。每面墙有二道止推板,耐磨耐火砖、耐火保温砖布置其中,根据所布置砖墙的长度不同,中间留有若干道膨胀缝。两侧墙与顶部注浇料之间留有膨胀缝。膨胀缝内应清理干净,不得有灰浆、碎砖及其它杂物并填充硅酸铝耐火纤维毡。
c.筒体。筒体炉墙总厚度350mm。筒体烟气入口上、下等形状不规则部分采用“Y”形抓钉固定,内层为160mm厚的耐磨耐火浇注料,中间层为65mm厚的耐火保温浇注料,外层为125mm厚保温浇注料;其它部分采用砖砌炉墙结构,分三层,内层为113mm厚耐磨耐火砖,中间层116mm厚的耐火保温砖,外层为116mm厚的保温砖。烟气入口处两侧有两道止推板,筒体烟气入口下面以及筒体与锥体交界处各布置一圈支撑托板。筒体砖与顶部浇注料之间留有膨胀缝。根据托板之间筒体砖的不同高度,托板下留有不同宽度的膨胀缝。所有膨胀缝内应清理干净,不得有灰浆、碎砖及其它杂物,用硅酸铝耐火纤维毡填充。
筒体砖需用拉钩砖固定,与止推板相邻的每块砖均采用拉钩砖,支撑托板上的每层砖需采用拉钩砖,在垂直方向每层都要安装拉钩砖。同一层砖每隔四块应在砖的一侧加一层纤维纸,沿高度方向每隔三层应在砖的上表面加一层纤维纸。
d.锥体。锥体炉墙为砖砌结构厚度350mm,分三层,内层为113mm耐磨耐火砖,中间层为116mm耐火保温砖,外层为116mm厚保温砖。锥体炉墙分三段,每段之间布置一层支撑托板,托板上下各采用不同的尺寸的耐磨耐火砖,其它部分只采用二种耐磨耐火砖,一种为楔形砖,另一种为矩形砖。锥体部分没有拉钩砖,锥体环向无膨胀缝,高度方向膨胀缝留在支撑托板下面。
e.料腿。料腿部分采用砖砌炉墙结构,厚度300mm,内层为113mm厚耐磨耐火砖,中间为116mm厚耐火保温砖,外层为66mm厚保温砖。料腿分三段,每段布置一层支撑托板,托板上、下各采用不同尺寸的耐磨耐火砖,其它部分只采用二种耐磨耐火砖,一种为楔形砖,另一种为矩形砖。在料腿下部与回料阀筒体相接处采用浇注料结构,分三层,内层为100mm厚的耐磨耐火浇注料,中间层为65mm厚的耐火保温浇注料,外层为135mm厚的保温浇注料,采用“Y”形抓钉固定。
f.入口烟道底板。该区域炉墙总厚度350mm,不规则部分采用浇注料,分三层,内层为160mm厚的耐磨耐火浇注料,中间层为65mm厚的耐火保温浇注料,外层为125mm厚保温浇注料;规则部分采用砖砌,分三层,内层为113mm厚的耐磨耐火砖,中间层为116mm的耐火保温砖,外层为116mm厚保温砖;砖与浇注料之间有两道止推板。
(5)出口烟道。出口烟道炉墙总厚度350mm。
a.出口烟道顶棚、底板及部分筒体。顶棚及部分筒体采用浇注炉墙结构。分三层,内层为130mm厚耐磨耐火浇注料,中间层为65mm厚的耐火保温浇注料,外层为155mm厚保温浇注料。浇注料的支撑件为“Y”形抓钉,同时布置了一定数量的吊挂砖,施工顺序同旋风分离器的第一步骤。
b.出口烟道两侧及部分筒体炉墙区域在膨胀节周围以及形状不规则难以布置成型砖的部分采用浇注料炉墙,分三层,内侧采用130mm厚的耐磨耐火浇注料,中间层为65mm厚的耐火保温浇注料,外层为155mm厚的保温浇注料,由“Y”形抓钉固定;其它部分采用砖砌炉墙结构,分三层,内层为113mm厚的耐磨耐火砖,中间层为116mm厚的耐火保温砖,外层为116mm厚的保温砖,同入口烟道一样采用拉钩楔形砖结构。两侧墙均有四道止推板,筒体砖与止推板之间有1 mm间隙,留作止推板缠绕陶瓷纤维毡用;根据所布置砖墙的长度不同还留有若干道11mm膨胀缝。两侧墙与顶部浇注料之间留有膨胀缝,所有膨胀缝用硅酸铝耐火纤维毡填充。
以上介绍的绝热式旋风分离器的耐磨层结构形式,有些流化床锅炉旋风分离器采用受热面形式,在受热面内表面采用一定厚度的耐磨可塑料作为耐磨层,受热面外保温。
(6)回料阀区域
a.回料阀布风板采用耐磨耐火浇注料,共二层,上面一层为耐磨耐火浇注料,厚100mm,下面一层为耐火保温浇注料,厚50mm。布风板浇注料上表面水平,施工详细要求同4.2.1.1。
b.回料阀外壳。回料阀炉墙分砖砌和浇注两类,总厚度300mm。浇注料部分内侧为122mm厚的耐磨耐火浇注料,中间层为65mm厚的耐火保温砖,外层为112mm厚的保温砖;砖砌部分下降管炉墙内层为113mm厚耐磨耐火砖,中间为116mm厚的耐火保温砖,外层为66mm厚的保温砖;斜腿部分内层为120 mm厚的耐磨耐火砖,中层为65mm的耐火保温砖,外层为112mm厚的保温砖。入炉斜管进炉膛部分为浇注结构。
(7)冷渣器。冷渣器区域耐磨耐火材料有如下几种形式。
a.冷渣器进渣管。进渣管为浇注结构,内层为80 mm厚耐磨耐火浇注料,中间层为65mm厚耐火保温砖,外层为55mm厚保温砖,浇注后内径200mm。
b.冷渣器顶板。顶板炉墙厚200mm,为浇注结构,入口处顶板分三层,内层为80mm厚的耐磨耐火浇注料,中间为65mm厚的耐火保温砖,外层为55mm厚的保温砖;顶板其它部分为二层,内层为80mm厚的耐磨耐火浇注料,外层为120mm厚的保温砖,浇注料用“Y”形抓钉固定。顶板部分应在地面进行浇注,硬化强度达至70%以后,方可翻转扣到冷渣器上。特别要注意浇注后的顶板强度,防止在起吊、翻转、倒扣过程发生变形,引起浇注料损坏。
c.冷渣器进渣口。进渣口炉墙厚250mm,为浇注结构,分三层,内层为80mm厚的耐磨耐火浇注料,中间为65mm厚的耐火保温砖,外层为105mm厚的保温砖,浇注料用“Y”形抓钉固定。
d.冷渣器壳体。冷渣器分三个室,炉墙总厚度200mm,采用浇注和砖砌相结合方式,浇注料用“Y”形抓钉固定。第一室为空室,炉墙分三层,内层为80mm厚的耐磨耐火浇注料,中间层为65mm厚的耐火保温砖,外层为55mm厚的保温砖。第二、三室布置蛇形管受热面,炉墙分二层,内层为80mm厚的耐磨耐火浇注料,外层为120mm厚的保温砖。二、三室之间的隔墙采用耐磨耐火浇注料,总厚度为300mm。
e.冷渣器出渣口及返气弯管。出渣口炉墙采用浇注结构,炉墙厚度150mm,分二层,内层为100mm厚的耐磨耐火浇注料,外层为50mm厚的保温砖。返气弯管内表面炉墙采用浇注结构,为厚度150mm的耐磨耐火浇注料。冷渣器出渣口浇注料用“Y”形抓钉固定,返气弯管无须抓钉固定。
f.冷渣器布风板。该区域为浇注结构,共二层,上面一层为耐磨耐火浇注料,厚100mm,下面一层为耐火保温浇注料。浇注料表面向排渣口倾斜,排渣口处耐火材料总厚度为190mm。施工详细要求同上。
(8)锥形阀及非金属膨胀节。
锥形阀壳体内表面采用耐磨耐火浇注料,厚度200mm,伸缩轴周向浇注厚度为200mm的耐火可塑料。非金属膨胀节采用浇注结构,膨胀缝处填充相应厚度的耐火纤维毡。
施工顺序
(1)耐磨耐火材料支撑的焊接。
旋风分离器筒体、料腿、进出口烟道、回料阀等位置的耐磨材料支撑应在耐磨耐火材料施工前焊接完毕并检查验收;旋风分离器锥筒部分的耐磨材料支撑焊接工作可耐磨材料施工中进行;炉膛下部水冷壁的耐磨材料支撑应在水压试验前焊接完毕并检查验收。
(2)旋风分离器及进出口烟道耐磨材料的施工。
在设备安装、验收完毕后即可进行耐磨耐火材料施工。施工从分离器料腿底部开始逐层向上进行,回料阀出口部分耐磨材料在设备安装完毕后也可开始施工。旋风分离器内部搭设钢质脚手架,脚手架从分离器料腿底部的钢架上生根,一直搭设到旋风分离器顶面下方,待旋风分离器内部耐磨耐火材料全部施工完毕以后拆除,脚手架材料分别从入口烟道人孔门、料腿人孔门和回料阀顶部等位置运出,然后才能开始回料阀壳体部分的耐磨耐火材料施工。炉膛下部水冷壁、出烟口、二级过热器、热段再热器、尾部烟道上部进口等区域的耐磨材料必须等到水压试验结束后方可进行。
炉膛下部水冷壁与回料阀入炉斜腿、炉膛出烟口与旋风分离器入口烟道,尾部烟道上部进口与旋风分离器出口烟道等接口处的耐磨耐火材料应连续施工。
施工方法
(1)砖的安装施工
由钢板制成的旋风分离器、回料阀、料腿等圆形区域内所有砌砖表面层都要砌筑成圆形。
耐磨耐火砖、耐火保温砖和保温砖分别使用耐磨耐火灰浆、耐火保温灰浆和保温灰浆作为砖缝灰浆。
先对所使用的砖进行预砌筑,确定完全合适后,开始砌筑,所有的耐磨砖结合处均应涂抹一层灰浆。
拉钩砖的拉钩槽间隙应全部用灰浆填满。
搅拌泥浆采用搅拌机,泥浆中不得有任何结块、干灰或异物,泥浆搅拌机每班结束后,应清洗干净。泥浆应均匀地铺在砖的表面,顺畅且不流淌,砌砖时应轻轻摩擦使其紧密贴合,并用皮榔头轻轻敲击使砖就位,以保证砖缝间隙,涂抹的灰浆要充足,砖与砖之间灰浆完全饱满,砖缝均匀,要求在1-2mm之间。
砌筑过程所有的砖要相错布置。在砌筑炉砖墙时应随时将砖墙表面上挤出的灰浆清除。砌筑中不能使用砖长1/2以下的断砖,对厚砖的切割应使用切砖锯进行湿切割,不允许凿削或榔头敲,若要从耐磨砖的平面或端面去除少量砖体应用砂轮打磨。耐磨砖在运输搬运过程中,应避免棱角破损。
(2)浇注料安装施工
所有金属与浇注料接触面均应涂刷沥青或缠上陶瓷纤维纸。
浇注料的搅拌必须采用机械强制搅拌混合,一般干料须混合3-5分钟,颜色一致后加水湿混。
耐磨浇注料的加水量为总料重的6-8%,湿混时间为3-5分钟,至材料能捏成团但不致于淌水浆为止,且颜色均匀一致。
每批已搅拌好的材料需在40-45分钟内浇注完毕,浇注所剩的材料不得再放回搅拌机中重新搅拌。浇注炉底时要采用平板振动器连续不断地移动,且平板边缘应重叠,以防漏振,如使用振动棒,应振捣均匀;振动棒不得碰撞模板、抓钉和隔热层。搅拌机必须在开始搅拌前进行清洗,清除任何污物,搅拌用水必须洁净。
浇注料施工前应支好模板,模板应有足够的强度,不致因材料的压力和振动而引起变形或移动,所有模板结合部位应封堵以防止漏水浆,模框应在内部接触浇注料部位贴防水材料或刷脱模剂,模板表面应光滑,接口严密。
耐磨浇注料成型须采用振动棒机械振动成型,直至材料表面返浆为止,振动棒振动不得产生空穴。轻质浇注料的成型不需振捣。在施工中采用振动棒难以够到的角落部位,采用手工充填,用棒捣实,确保均匀分布并填实。含有钢纤维的手工浇注料应调合成能捏成团、手缝不漏浆的程度。已施工完的衬体接合面,应打毛并除去杂物,再浇水润湿,待其充分吸水后,方可进行施工。
浇注料施工结束后,非承重面12小时后可以脱模、承重面24小时后可以脱模,脱模后用喷雾头进行喷水养护,每隔三十分钟喷一次水,持续48小时。
(3)耐磨可塑料的施工
以捣打为主,采用风动锤捣固机捣打或使用橡皮锤手工捣打。耐磨可塑料施工必须一次达到厚度,不允许分层施工。
(4)材料的拌制与运输
在锅炉零米设浇注料搅拌站,混合搅拌好的材料使用干净的金属容器运至施工作业面进行浇注。耐磨耐火材料通过施工电梯运至各层平台,经水平运输后使用滑轮、吊笼分别从旋风分离器顶部、入口烟道人孔门、出口烟道人孔门、料腿人孔门等处进入施工作业面。
施工后的烘炉
施工结束后,要进行烘炉,对耐磨耐火材料进行热养护。热养护结束后应进行检查,不应有任何间隙,表面应平整、无麻面、无明显裂纹、无“扒缝”,耐磨耐火材料应无疏松情况。


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