[发明专利]大型循环流化床锅炉的国产化炉衬结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种工业炉窑的炉衬结构，特别是涉及一种大型循环流化床(以 下简称CFB)锅炉的国产化炉衬结构，是对现有CFB锅炉炉衬结构的改进，属于 工业炉窑的材料设置、结构设计及筑炉技术。

背景技术

大型CFB锅炉是电力工业一种专用炉型，其制造技术由几大锅炉厂分别从 各国公司引进，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，特别是大吨位的循环流化床锅炉的生产和推广，更是近几年的 事情。大型CFB锅炉具有适用煤种广、高效、节能、环保四大特色，但依引进 技术而设计的炉衬磨损特别严重，损毁发生最多的部位和现象有：(1)落煤口下 端和出口下部炉膛部分以及周边二次风口区炉衬，被挖损吃透；造成露管爆管的 问题。(2)；返料斜管下斜面和出口下部炉膛转角炉衬，被挖损出深坑：(3)炉膛后 上部烟气出口与旋风筒烟气入口之间的水平烟道段的双侧炉墙和炉顶，出现磨 损.变形，倒塌及脱落。(4)旋风筒顶和混合室顶炉衬的变形脱落。(5)风室顶炉 衬的变形脱落。(6)点火器保护炉衬的变形脱落。(7)旋风分离器侧壁炉衬变形 的磨损开裂和局部坍塌。(8)返料阀的损毁。(9)旋风分离器中心简与炉顶和上 升烟道炉墙分离，中心筒变形甚至脱落。经研究分析，本发明人发现炉衬损毁的 主要原因如下：

1.锅炉本体建筑很高，高径比在9∶1-7∶1之间，炉体结构差异显著，用 料不同，各部位荷重方式也不同，解决不好运行的引起炉体各部分振荡。

2.膨胀率不同，形变也不同，造成炉衬与钢体的结合性能很差，炉衬不耐 磨损。

3.锅炉结构变化复杂，炉内的高灰分高速涡流在结构变化处冲击磨损程度 尤其严重，而且每个结构变化处也是炉体的易泄漏点。

4.锅炉开停炉速度很快，由于钢结构与炉衬的胀缩率和胀缩速度差别很大， 因此极易被撕裂损毁。

5.炉体由钢结构与炉衬材料结合，炉衬材料在锅炉投运初期强度最差，极易 被撕裂冲刷，钢结构起不到应有的作用。

6.锅炉运行中，高灰分含SO₂气流高速冲刷，加上后期挟带在气流中的损毁 炉衬颗粒硬度极大，炉衬受磨损程度加剧。

综上所述，现有大型CFB锅炉炉衬材料抗磨性能差是由于我们引进的是国 外技术，带有引进方的特点，并不适应我国耐火材料发展的现状，国内还没有 研制出完全适合大型CFB锅炉的配套耐火材料，因此，研究开发出大型CFB 锅炉的国产化炉衬结构材料开发、施工、烘炉工程化技术就成了当务之急。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的上述不足，通过近年来的不断实践， 对现有大型CFB锅炉炉衬结构进行了科学的改进，给出一种大型CFB锅炉的国 产化炉衬结构。

本发明合理设计CFB锅炉炉体耐火材料结构和炉衬设置，使骨架结构与材 料应用相匹配，采用国产的柔韧性、耐磨性和导热性优良的高档耐磨耐火浇注料， 在卫燃带、混合室、点火器、旋风筒入口等高磨损区进行耐磨衬浇注，改善了炉 衬的磨损情况，并且运用复合炉墙和侧壁技术，炉衬各层间用圆钢铆固件紧密结 合，避免了炉衬与钢支撑的分离及钢受热膨胀对炉衬的内部撑裂，从力学、热 动力平衡学和建筑学等基础理论出发，使锅炉炉衬达到均衡。

现有大型CFB锅炉的炉衬(按功能要求)主要分为：

1.起遮挡作用的挡风墙，将锅炉内部设备与外界隔离井可起到绝热作用；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，如尾部竖井烟道 下部；

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水冷壁与流 态化高密相煤流束隔离，用以避免膜式水冷壁在较高温度下与碳粒子摩擦碰撞， 破坏膜式水冷壁表面金属晶相排列，杜绝煤流速对金属晶相的腐蚀和磨损，防止 碳化铁产生。这部分主要指风室、炉膛下部密相区、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 从炉膛上部后壁烟气出口至旋风进口和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柬，并形 成强大的高速转向冲击磨损气流形成转向挖旋磨损；

4.回料流耐磨炉衬。此炉衬用于抵抗高速高密相流束的直接接触磨损.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这些部 分；