低温烘炉的实践之路

低温烘炉的实践之路我国电力事业的发展，是以煤炭作为主要的能源。而燃煤是公认为造成环境污染较低的燃烧方式。近年来随着环境保护要求的日益严格，CFB锅炉获得了很大程度的应用。中国是世界上CFB拥有数量最多、装机容量最大的国家。因此，对耐火耐磨内衬材料提出了严格的要求，根据锅炉部件的特点，除合理选择耐火耐磨内衬材料的材质之外，内衬材料还必须要适应该部件的结构特点来敷设，除了结构规矩的部位采用烧成的耐火耐磨砖衬之外，大多数部位都采用具有可塑性的耐火耐磨浇注料。这些内衬材料均在锅炉安装现场就地制作成型，它将经历“加水浇注成型”、“自然养护”、“烘炉（干燥和固化）”的过程，才能使内衬材料达到预期的性能要求，其中，内衬材料的干燥过程显得格外重要，它将直接关系内衬材料的质量和性能以及内衬材料的使用寿命，影响到锅炉运行可靠性。原始的烘炉方法是采用在炉内燃烧木柴、焦碳和启动点火油燃烧器作为烘炉热源。这种加热方法，由于加热温度和升温速度均无法控制，热源位置也受到很大限制而造成内衬材料敷设部位有不能加热的死角，因此烘炉招致内衬材料的缺陷甚至大面积损坏屡见不鲜。无法确保内衬材料性能和质量的要求。烘炉的目的是保证不损坏内衬材料的前提下，通过加热方法使内衬材料得到充分干燥，干燥后再加热，使内衬材料在高温下固化并使其陶瓷性结合而达到最优的物理性能。因此，把烘炉工艺区分为低温烘炉阶段和高温烘炉阶段。内衬材料的干燥——低温烘炉是确保烘炉的成功和内衬材料质量的关键。也就是对内衬材料干燥过程作有效控制，使其适应内衬材料水份析出的规律。内衬材料的水份，由吸附方式与材料结合的游离水（自由水）和与材料矿物质化合方式结合的结晶水（化合水）组成，游离水常压下在水沸点温度蒸发逸出。一般在110℃左右已具备完全逸出的条件。结晶水一般在200℃左右开始逸出。对于结构致密的内衬材料来说，如果水份转化为水蒸汽的速度远大于蒸汽逸出的速度，积累的蒸汽压力超过材料抗张强度，会使材料爆裂剥落。研究材料水份析出规律，以便为确定烘炉工艺的温度、温升速度，加热时间等参数提供依据。低温烘炉工艺参数、烘炉温度和温升曲线。根据内衬材料水份析出特性，确定了如下的以内衬材料无损坏干燥的低温烘炉工艺原则：烘炉温度由常温开始缓慢升高至400℃左右，保证水份能缓慢地充分析出；同时要求锅炉各烘炉部位温度应该是均匀的，一则是避免水份过快蒸发导致内衬材料爆裂、剥落，再则使材料在缓慢和均匀升温中顺利膨胀，避免材料在受热过程中因为内外层温度梯度过大产生应力集中而招致损坏，因此升温速度宜控制在10℃％/小时以下；再则，为保证内衬材料中游离水充分析出，温度至150℃时，恒温一段时间，温升至350－400℃时作较长时间的恒温，以保证结晶水充分析出。按上述原则制订的低温烘炉温升曲线。无焰烘炉机根据低温烘炉工艺要求：为实施低温烘炉工艺从炉外向炉内内衬材料提供干燥热源。对无焰烘炉机的主要性能要求是：具有足够的燃烧热功率，烘炉机产生的热烟气温度可以大幅度调节以满足烘炉温度及升温速度的控制要求，烟气入炉有足够的压头和冲程，使烟气在炉内充满和无死角，烘炉机能满足多种气、油燃料的燃烧条件并能燃烧完全以避免未燃尽燃料，入炉构成炉内再燃隐患，控制调节参数显示明显并调节操作方便，设备安全性良好等等。低温烘炉工艺实施要点：在CFB锅炉炉墙施工结束，内衬材料经过适当自然养护后，才可进入低温烘炉的工艺程序。在其烘炉之前，应做好如下烘炉的准备工作以确保烘炉工艺的成功实施：合理布置烘炉机，按照锅炉需烘炉部位的内衬材料数量布置烘炉机，其数量按烘炉机热功率能满足该部份内衬材料干燥所需热量而定。合理设计烟气流程，使具有内衬材料的部分均有烟气冲刷而无死角。烟气流程的控制是用烟气通道中设置隔断来达到。CFB锅炉采用低温和高温二阶段烘炉的实践证明：采用无焰烘炉工艺进行低温烘炉是CFB锅炉耐火耐磨内衬材料无损干燥的关键。结合高温烘炉，使耐火耐磨内衬材料达到预期的性能和保证了烘炉质量。