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垃圾焚烧炉耐火材料施工方案(耐火砖、浇注料、保温砖)

文章出处:正耐实业澳门永利娱城app下载 /?发表时间:2019-05-09

 在垃圾焚烧炉的耐火材料设计中,为节约能源,需按规定进行热力设备和管道的保温,并合理选择保温材料及厚度,计算原则推荐为:
1、对具有下列情况之一的热力设备、管道、风烟道及其附件必须进行保温:外表温度高于50℃且需要减少散热损失者;要求防冻、防凝露或延迟介质凝结者;工艺不需要保温、其外表面温度超过60℃,而又无法采取其他措施防止烫伤人员的部位;
2、计算保温厚度时,室内环境温度一般取20℃,室外环境温度按历年平均温度取值,防烫伤保温环境温度按最热月平均温度取值;
3、保温层材料的选择:介质温度≥350℃的设备保温采用硅酸铝纤维,介质温度<350℃的设备保温采用岩棉制品;直径≥38mm、介质温度≥350℃的汽水管道及附件采用硅酸铝纤维管壳保温;直径≥38mm、350℃>介质温度≥50℃的汽水管道采用岩棉管壳保温;直径<38mm的汽水管道及附件均采用硅酸铝纤维绳保温;管道弯头保温采用硅酸铝或岩棉材料;热风道、烟道采用岩棉板保温;直径(DN)≥40mm的阀门、异形件采用成型保温套(包括内层,主体保温层及外保护层),外保护层材料为可拆式金属保护革,保证材盾及厚度与其所连接的管道相同。DN<40mm的阀门保温采用硅酸铝纤维绳,保温厚度与其所连接的管道相同,外保护层材料为0.1mm厚的低碱玻璃布。

1、炉排炉

炉排炉中,燃烧室内通常烟气温度最高,但是不同的部位也存在较大的温度差别。例如存在高温火焰的主燃烧区与炉渣渐渐冷却的燃尽区就存在几百度的温差。在主燃烧区的两侧壁,高温燃烧且不断移动中的垃圾层与耐火层接触,低熔点炉渣会熔融附着在耐火层表面上,对耐火层产生侵蚀,同时移动的垃圾层对耐火层产生摩擦。此部位要求耐火材料具有高强度,不仅耐磨、耐腐蚀,而且还要抗熔渣的侵蚀。而燃尽段的侧壁,采用普通黏土质耐火材料即可。
       两侧壁与垃圾层可能接触的部位,对于存在高温火焰的主燃烧区通常采用含SiC85%以上的耐火材料,不存在高温火焰的其他部位通常采用含SiC40%左右的耐火材料。SiC耐火材料具有较高的强度,具有良好的耐磨性、抗热震性和导热性能。燃烧室其他部位通常根据炉内温度分布选择合适耐火度的材料。
      尽管在主燃烧区采用SiC85%以上的SiC材料,炉膛内温度超过1000℃后,两侧墙会烧结附着大量炉渣,高温下不断熔融生长,严重时影响炉排的正常运动.不得不停炉清理。而且800℃以上的高温使SiC材料氧化,抗侵蚀性下降,严重降低使用寿命。因此,在炉排炉主燃烧区两侧壁还通常设计成空冷结构。通过空气冷却使耐火工作层表面温度保持在800℃以下,可有效延长耐火层使用寿命。

2、流化床焚烧炉

流化床焚烧炉中,炉膛下部的浓相区由于大量的床料颗粒运动的冲刷和所产生的震动,要求工作层耐火材料具有更高的耐磨性和强度,同时具有良好的抵抗床料层中腐蚀性气体侵浊的性能。通常采用耐火度1100℃以上、耐磨性达到按ASTMO704规范≤6cm3的高铝质耐磨浇注料。

3、回转式焚烧炉

回转窑式焚烧炉中,砖窑内垃圾随转窑回转并不断翻动、抛落,耐火层温度随之不断地变化,因此要求具有耐磨性、抗热震性好的材料,一般选用高铝质耐磨浇注料,也可使用高铝质耐火砖、SiC耐火砖。

燃烧室内布置锅炉水冷壁时,水冷壁表面要敷设耐火材料以保护水冷壁管。通常使用黏土质耐火材料,炉膛内温度较高时,可使用导热性更好的SiC材料。

燃烧室耐火材料通常敷设厚度100~150mm,水冷壁表面敷设厚度80~100mm。

废热锅炉回收的效率取决于所产生的过饱和蒸汽条件目前大铟垃圾焚烧厂使用的废热锅炉系统多采用中温中压蒸汽系统炉水循环方式多采用自然循环式主要由燃烧室水管墙、锅炉内管群、汽水鼓和水鼓、过热器、节热器及空气预热器等组成。废热锅炉的主要部件名称及位置如图1所示。日本早期垃圾焚烧厂的蒸汽条件约为2.5MPa(绝压)280左右,采用低温低压形式,以纯粹焚烧垃圾为主,不考虑能源回收德国目前的垃圾焚烧厂蒸汽条件约为3.5MPa(绝压)3504.5MPa(绝压)450左右,采用中温中压形式,以避免炉管高温腐蚀为主美国的焚烧厂多为民营企业,因考虑发电收入,故多采用高温高压方式,以提高能源回收效率,故一般多将蒸汽条件设计在5.2MPa(绝压)420以上,并采用较好的炉管材质,以减缓腐蚀的发生。

 整体而言,垃圾焚烧厂及废热回收的设计与燃煤电厂不同之处在于垃圾性质多变,热值不稳定,又含有硫、氯等元素,易于对炉管产生腐蚀。故垃圾焚烧厂的废热回收锅炉设计上有两项变革。第一为燃烧室改为多气道型,将锅炉置于下游对流区内,以避免锅炉直接吸收辐射区的高温废热。第二为利用布置于炉床上方的水管墙来降低及调控废气离开辐射区的温度,但接近炉床的水管墙必须以耐火材料包覆。这些改进措施,配合各种传热管材质的改善,线上除灰系统的配置及自动化的燃烧控制能够使现在的过热蒸汽可以操控在400℃5.5MPa(绝压)的状态。
垃圾焚烧发电厂主要由垃圾接收系统、焚烧系统、余热锅炉系统、燃烧空气系统、汽轮发电系统、烟气净化系统、灰渣、渗滤水处理系统、蒸汽及冷凝水系统、废金属囬收、自动控制和仪表系统等组成。


1、 卸料

垃圾车进厂后,首先在地磅处称重,.该处能自动识别车辆、记录垃圾种类等位息,并将其传至主厂房中央控制室。称重后的车辆沿区。高架道路驶入标高为+5m的闭式卸料厅,卸入有给出信号的卸料口。厅里设置了12个卸料门,每个都装有密闭门,保证坑内能维持负压,不使臭味散出。垃圾坑底标高为-8m,容积超过1×104m3,可贮存5d以上的垃圾量。

2、进入焚烧炉

垃圾坑上方标高29m处装有2台带动力抓斗的桥式吊车,一台用于从坑M抓起垃圾送人标高23m处的焚烧炉给料斗;另一台用于将垃圾坑中的垃圾混合均匀或进行堆垛贮存。桥吊由设在标高为13m的控制室中的操作员出手控或半自动操纵。垃圾从给料斗经斜溜槽进入焚烧炉,由液压给料机推入炉内炉排上。给料机运动时吋控制进人焚烧炉内的垃圾量。

3、余热锅炉

本项目引进的是SITY-2000型往复倾斜逆推炉排,为适应浦东新区垃圾的低热值(4600?7500kJ/kg)和高水分,ALSTOM公司作了专门的配置设计。在焚烧炉上方,直接安装了回收炉内900?1050t烟气热量的余热锅炉,其蒸汽压力为4MPa,温度为400℃,为自然循环式,有4个通道,配有2个膜式壁,一个包括蒸发器和过热器,另一个包括省煤器。在垃圾热值为6000kJ/kg时,当处理量15.2t/h产出的蒸汽量为29.5t/h,3台焚烧炉产生约88t/h的过热蒸汽,全部经过高压母管送至两台冷凝式汽轮发电机组用来发电。做功后的蒸汽在水冷式冷凝器中凝结,然后送回至锅炉给水箱。冷却水则在空气冷却塔中冷却后作回路循环。

4、炉渣

当垃圾在炉排末端燃尽时,只留下残渣。炉渣由出渣机经水冷到50℃,然后用出渣吊车经渣斗取出,通过振动筛和磁选机分离出废钢铁,炉渣经卸渣口,卸入卡车运出。

5、烟气净化系统

为达到现行环保排放标准,在每台锅炉出口处均设置了烟气净化系统,以清除烟气中含有的灰粒、酸性气体和重金属。锅炉的210℃烟气进入洗涤塔,将配置的Ca(OH)2溶液从塔顶端由转速为1000r/min的旋转喷雾器的喷嘴喷入,形成粒径极细的泥浆,通过水分的挥发降低了废气的温度,并提高其湿度,使酸气与石灰浆反应,生成物受到高温烟气加热干燥成细末,其颗粒则掉落至底部。带有飞灰及其颗粒物的气体则再经后级布袋除尘器进行分离。为了达到对汞等重金属的排放要求,在袋式除尘器的进口的烟气连接管道设置了活性炭喷射系统。喷射活性炭也能清除烟气中的二嗯英和呋喃等有害气体成分。

6、集合烟囱

 

每条焚烧生产线配备了变频调速的引风机。使焚烧炉维持负压和把净化后的烟气输送到80m高的烟囱排入大气。烟囱由3根直径1.6m的钢制烟囱组成集合烟囱,每根钢烟囱装备一套完整的分析系统用来监视和控制放烟气的质量。焚烧炉用高铝砖在砌筑前,应经外观尺寸检查并挑选合格后方可使用,挑选后的高铝砖应分类堆放并标识,选砖分类按砌筑方式决定:平砌砖层时按厚度和长度分类;侧砌砖层时按宽度和厚度分类;立砌砖层时按长度和厚度(宽度)分类;砌筑宜采用成品泥浆,泥浆的最大粒径不应大于规定砖缝厚度的30%。当无成品耐火泥浆,需现场配制时,应计量准确、搅拌均匀,当班搅拌泥浆当班用完;砌体应错缝砌筑,同一砖层内前后相邻列和上下相邻砖层的砖缝不得重缝;砌体应横平竖直,表面光滑平整,尽量做到无错台;湿砌砌体砖缝泥浆应饱满、表面勾缝,干砌砌体砖缝应以干耐火粉填满,砖面应清洁;耐火砌体中不得使用宽度、长度小于原砖1/2的砖或厚度小于原砖2/3的砖,砖的加工面和有缺陷的表面不宜朝向炉膛和烟气通道的内表面;在耐火浇注料基层上砌筑炉底时,基层达到设计强度后方可进行,并应按设计标高找平,砌筑稳固、表面平整;各部位砌体的砖缝厚度及砌体允许偏差均应符合设计及相关规范的规定;砌体膨胀缝的留设应符合下列规定:砌体膨胀缝的间隙、构造及分布位置应符合设计规定,当设计没有规定时,每米长砌体膨胀缝的间隙尺寸平均数值可根据下列数据留设,粘土砖砌体为:5-6mm;高铝砖砌体为:7-8mm;刚玉砖砌体为:9-10mm;镁铝砖砌体为:10-11mm;硅砖砌体为:12-13mm;镁砖砌体为:10-14mm留设膨胀缝的位置应避开受力部位、炉体骨架和砌体中的孔洞;砌体内外层的膨胀缝不能相互贯通,上下层宜互相错开;当耐火砌体工作面的膨胀缝与隔热砌体串通时,该处的隔热砖应用高铝砖代替;膨胀缝的留设应均匀平直,缝内保持清洁,并按规定填充材料;托砖板与其下部砌体之间,托砖板上部砌体与下部砌体之间均应留有间隙,当托砖板下的膨胀缝不能满足设计尺寸时,可加工托砖板下部的砖,加工后砖的厚度不应小于原砖厚度的2/3。

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