烘炉、煮炉、吹管

    目录

1 前言 

2 热烟气烘炉机理 

3 烘炉前应具备的条件 

3.1锅炉及系统应具备的条件 

3.2烘炉机所需条件 

3.3烘炉所需临时系统 

4 烘炉过程 

4.1烘炉机启动 

4.2 烘炉过程温度测量控制 

4.3锅炉系统操作 

4.4注意事项 

4.5烘炉温升曲线 

5 烘炉机及温度测点布置 

5.1 烘炉机的布置和数量 

5.2 热电偶位置 

6 烘炉结果检验 

7 安全措施 

附件1 临时油系统图 

附件2 烘炉机布置示意图 

附件3 济南联合永诚锅炉烘干技术服务有限公司业绩表 

1 前言 

    循环流化床锅炉（CFB）运行中，炉膛及物料循环系统内衬表面长期承受高浓度循环固体炉料冲刷，对耐火耐磨内衬材料的性能提出了严格的要求。新施工耐火耐磨内衬材料的烘干过程直接关系到内衬材料的施工质量和性能，就显得格外重要。传统的燃木柴加启动油燃烧器的烘炉方法已经难以用于大型CFB锅炉烘炉。济南联合永诚锅炉烘干服务公司在国内使用新型的烘炉工艺——高温烟气（热烟气）烘炉法满足大型CFB锅炉烘炉要求。实践证实新的烘炉法不仅能确保烘炉质量，而且是一种省工、省时、省（燃）料的先进烘炉工艺。 

2 热烟气烘炉机理 

    CFB锅炉中有多处由耐火耐磨材料构成的内衬，大量采用耐火耐磨捣打料和混凝土浇注料。这些内衬都在现场施工，不可避免的存有游离水、结晶水等不同形态的湿分。在受热升温过程中，如果水分迅速蒸发，产生的汽压超过混凝土的结合力，可能使炉墙爆裂损坏，甚至可能造成大面积炉墙倒塌；炉墙和内衬中难免有应力集中，如果再加上初始热膨胀过快、不均匀，也会由于热应力而受到损坏。因此，内衬材料的干燥——烘炉是新施工或大修后的CFB锅炉启动运行前的一项重要工作，烘炉质量直接影响耐火耐磨内衬的寿命和CFB锅炉运行可靠性。 

一般来说，烘炉要实现的目标是： 

（1）为避免水分快速蒸发而导致炉墙损坏，必须使耐火耐磨材料内的水分缓慢蒸发析出，而且得到充分的干燥； 

（2）干燥后，继续加热到一定温度，使耐火耐磨内衬材料充分固化，保持耐火耐磨层的高温强度和稳定性，提高耐火耐磨层强度； 

（3）使耐火耐磨层缓慢、充分、而又均匀地膨胀，避免耐火耐磨层由于热应力集中或耐火耐磨材料晶格转变时膨胀不均匀造成耐火耐磨层损坏等。 

总之，耐火耐磨内衬的干燥掌握住缓慢和均匀地加热是保证烘炉质量的关键所在。 

在没有高温烟气烘炉之前，国内通常以木柴（木炭）加燃油来完成烘炉过程：在限定的部位点燃木柴，待温度升至一定值后，再点燃启动油燃烧器，提高并维持烘炉所需要的温度。受木柴燃烧点、投入工作劳动强度大、启动油燃烧器火焰温度高、热负荷集中等条件所限，无法实现缓慢、均匀加热升温的烘炉过程，CFB锅炉很多部位受结构条件的，不可避免成为烘不到的“死角”，烘炉质量难以保证。 

针对国内传统烘炉的不足，参照国外CFB锅炉烘炉有关资料，烘炉新工艺的要点如下： 

①以热烟气作为热源，使内衬材料获得缓慢的加热过程，严格遵循耐火耐磨内衬材料水分缓慢均匀析出的规律，控制干燥温度和温升速率，促使不同形态水分的顺利析出。 

②烘炉机在炉外产生热烟气，将热烟气通入需烘干的部位，无火焰高温辐射损坏炉墙，彻底消除回料系统的分离器及其进、出口，回料器和竖管、斜腿以及冷渣器等部位在传统烘炉方法中形成的烘炉 “死角”。 

③烘炉机燃料以轻油为主，也可燃气体燃料或重油，燃烧稳定，热烟气热量能在大范围内，最大限度满足烘炉温度和温升速率的要求。 

3 烘炉前应具备的条件 

3.1锅炉及系统应具备的条件

3.1.1锅炉烟气系统安装完成； 

3.1.2 为防止烟气及热量散失，除热烟气通入孔外，其余门孔应堵严： 

1.防止烟气从吹灰器孔逸出； 

2.防止烟气从炉膛和分离器上的门孔逸出； 

3.防止烟气从点火燃烧器的配风管道返到一次风机处逸出； 

4.防止烟气从炉膛的配风口返到二次风机处逸出； 

3.1.3锅炉内所有的耐火耐磨材料砌筑完毕，并自然养护7天以上； 

3.1.4 DCS烟温测量系统校准并具备投运条件。 

3.1.5 给水泵调试完毕并具备投运条件。 

3.1.6 锅炉水位监视系统调试完毕并具备投运条件。 

3.2烘炉机所需条件 

3.2.1燃料：轻柴油；要求烘炉机前供油压力≤0.6MPa（6kgf/cm2）；最大供油量＜1500kg/h。 

临时供油母管的管径不宜小于DN50（2英寸），并应设有回路时烟囱。临时烟囱安装在分离器出口的临时隔墙后的人孔门处，可以用δ=1mm的白铁皮卷制，烟囱应保证炉前压力，回的管径不宜小于DN50（2英寸）。 

每台烘炉机供径为DN15(4分管)，根据烘炉机位置预留出管接头(G1/2A外螺纹)，距烘炉机右侧0.5～1m，由软管接入烘炉机； 

3.2.2压缩空气：要求烘炉机前压缩空气压力≤0.6MPa（6kgf/cm2）；最大压缩空气总量＜6m3/min。 

每台烘炉机压缩空气管径为DN15(4分管)，根据烘炉机位置预留出管接头(G1/2A外螺纹)，距烘炉机右侧0.5～1m，由软管接入烘炉机； 

3.2.3电源：三相四线制380V，50A（每台烘炉机），甲方电源线接入烘炉机控制箱； 

3.3烘炉所需临时系统 

3.3.1临时隔墙： 

    为使热烟气能集中加热各部位内衬材料，避免被水冷壁过多吸热，同时也为节约燃料，在炉膛出口和分离器进****界处、分离器出口和后烟井受热面前装设临时隔墙，炉膛出口在炉墙四周留有50mm空隙，具体位置视现场情况商定,可参见附件2； 

如果尾部竖井有耐火材料，在第一排过热器和第一排省煤器管束上装设临时烟气隔墙，临时隔墙在炉墙四周留有50mm空隙。 

临时隔墙可以用δ=0.5～1mm的白铁皮加耐火纤维毡制作，用槽钢、角钢或钢脚手架杆做骨架。 

3.3.2排湿孔： 

    在床下点火燃烧器、旋风分离器、旋风分离器进出口烟道、回料阀等处外部筒体（或箱体）开足够数量的排湿孔。可采用以下形式开孔： 

每隔0.5m打一个Φ10圆孔； 

每平方米切割出4条5mm×200mm长条形孔； 

3.3.3临时热烟气连接管道： 

    烘炉机热烟气连接管道为Φ273×8～10的碳钢管，可以采用卷制的钢管，管道布置按实际情况确定，可参见附件2；管道外保温材料采用硅酸铝纤维毡，厚度不宜小于80mm。 

临时热烟气连接管道应根据现场情况安装支撑。 

3.3.4临时烟囱： 

    如果锅炉尾部烟道或引风机不具备启动条件，可以增设临配置有调节挡板； 

3.3.5 烘炉机备有16台，可根据现场情况确定使用台数，每台烘炉机自重＜1t，安装现场应具备起吊能力； 

4 烘炉过程 

    耐火耐磨材料在干燥过程中，80~110℃时析出游离水，在200~330℃时析出结晶水，当耐火耐磨内衬温度高强度于530℃时，内部结构固化，逐步达到耐火耐磨材料的性能。由于耐火耐磨材料密度大，内衬具有相当的厚度，水分缓慢均匀析出、并使其体积达到稳定状态极为困难，干燥过程是烘炉的重要环节。 

4.1烘炉机启动 

(1)启动点火风道烘炉机，以小油量低烟温投运，稳燃后逐步加大油量，按升温曲线升温和保温。 

(2)启动回料器斜腿烘炉机，以小油量低烟温投运，稳燃后逐步加大油量，按烘炉曲线升温和保温。 

(3)启动分离器进口烘炉机，以小油量低烟温投运，稳燃后逐步加大油量，按温升曲线进行升温和保温。 

(4)启动炉膛烘炉机，以小油量低烟温投运，稳燃后逐步加大油量，按温升曲线进行升温和保温。 

(5)启动回料阀立腿烘炉机，以小油量低烟温投运，稳燃后逐步加大油量，按温升曲线进行升温和保温。 

其余烘炉机的启停根据温度情况控制。 

4.2 烘炉过程温度测量控制 

    检测温度不直接测量耐火材料表面，而是测量烟气的温度。耐火材料的温升总是滞后于烟气温度，控制烟气温度相对于耐火材料来说是安全的。烘炉机出口烟气温度的控制有一定的范围，允许温升速率在±20℃的范围内波动。烘炉过程中，采用DCS系统的烟气温度测点，并以下列温度作为各部位的特征温度： 

烘炉温升曲线可以采用耐火材料厂家提供的曲线，也可以采用上图炉膛温度：采用炉膛密相区的平均温度作为特征温度； 

点火风道温度：采用点火风道出口的平均温度作为特征温度； 

分离器  温度：采用分离器出口的平均温度作为特征温度； 

回料阀 温度：采用分离器立腿的中部温度作为特征温度； 

各处热电偶检测的平均烟气温度与预定烘炉曲线相比较，调节各处烘炉机的燃油量，使各处温度尽量符合预定的烘炉曲线。 

4.3锅炉系统操作 

全部锅炉系统的操作由甲方负责。 

(1)烘炉前，锅炉应按规程上水至正常水位； 

(2)烘炉期间，锅筒压力升高至0.175MPa时关闭排气门（如有再热器，再热器排气门除外），根据需要进行升压，烘炉中后期锅筒压力可能升高至9MPa； 

(3)烘炉期间监视尾部竖井的烟气温度； 

(4)烘炉期间应巡回检查锅炉和烟道膨胀，并记录所有膨胀数据。 

(5)补水时更要注意锅筒上下壁温差不要超过50℃。 

4.4注意事项 

(1) 所有烘炉温度监测数据都作为记录并将存档。 

(2) 排湿孔上方周围应留足够排放空间，在锅炉启动后再封闭排湿孔。 

(3) 在任何时间内都应该避免受热面管子过热或过烧。 

4.5烘炉温升曲线 

所示的通用曲线。 

5 烘炉机及温度测点布置 

烘炉机本体尺寸：长1500mm高1200mm宽850mm,出烟口尺寸：直径：273mm

5.1 烘炉机的布置和数量 

    根据现场情况和耐磨耐火浇注层的结构需要布置烘炉机。对上锅480t/h CFB锅炉，烘炉机的布置位置和数量如下： 

1.分离器进口共布置2台烘炉机，每侧分离器进口各1台，连接管引入炉墙表面500mm； 

2.分离器出口共布置2台烘炉机，每侧分离器出口各1台，连接管引入炉墙表面500mm； 

3.回料器立腿共布置2台烘炉机，每侧的立腿布置1台，从立腿底部的人孔门处引入后垂直向上； 

4.回料器斜腿共布置2台烘炉机，每侧布置1台，分别从炉膛人孔门进入，转弯后通入回料阀的斜腿； 

5.炉膛共布置2台烘炉机，分别从落煤口引入； 

6.点火风道共布置4台烘炉机，每台点火风道布置1台，分别从点火油处引入； 

7.每台冷渣器各布置1台烘炉机，分别从人孔处引入至第一风室； 

总计布置烘炉机16台。 

以上布置按上锅常规150MW流化床锅炉布置，如与现场不同，根据现场情况更改。 

5.2 热电偶位置 

烘炉机出口烟气温度的监控由烘炉机自带； 

锅炉内烟气温度监控用锅炉设计安装的有关部位的热电偶。 

6 烘炉结果检验 

    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，耐火耐磨层表面像炉墙一样裸露，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.炉膛下部侧炉墙                      2块 

3.回料腿                              2块 

4.分离器进口                          2块 

5.分离器出口                          2块 

6.点火风道                            2块        总计：12块 

    根据国家规定的相关验收规范，按烘炉取样分析结果进行验收，耐火、耐磨材料的残余水分小于2.5%作为烘炉质量的合格标准。 

7 安全措施 

7.1 烘炉期间除各单位专职安全员负责日常安全工作外，现场还应专设烘炉安全员，具体负责现场的安全及安全检查工作。 

7.2 烘炉前应组织参加烘炉的工作人员学习本方案中有关部分，明确各自分工，熟悉工艺过程和系统，熟练地掌握操作技术和安全知识。 

7.3 现场还必须具有消防设备，挂贴“注意安全”、“严禁明火”、“请勿靠近”、“防止烫伤”等标牌，并作好安全宣传工作。 

7.4 油泵附近应该有专人值班，并应该有通讯设备，在现场发生意外时，能及时接到命令关闭油泵。 

7.5整个烘炉过程严格控制锅筒上下壁温差不大于50℃。 

7.6 现场应该有足够的照明设施，对影响人身安全的扶梯、孔洞、沟道，未拆除的脚手架应妥善处理。 

7.7整个烘炉过程严格控制烘炉机附近的明火作业。 

附件1 临时油系统图 

附件2 烘炉机布置示意图