CFB锅炉炉墙保温与密封设计.pdf

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工业锅炉
2014年第6期(总第148期)
文章编号:1004-8774(2014)060022-05
CFB锅炉炉墙保温与密封设计
刘强',刘路2,秦兴东
(1.南通万达锅炉有限公司,江苏南通226005;
2.江苏赛奥生化有限公司,江苏南通226005)
Design of Circulation Fluidized Bed Boiler Furnace Wall
LIU Qiang LIU Iu,,QIN Xing-dong
(1. Nantong Wanda Boiler Co. Ltd, Nantong 226005,Jiangsu, China
第一作者:刘强
2. Jiangsu SEL. Biochem Co. [td. Nantong 226005, Jiangsu, China)
(1983-),毕业于常
州大学,工程师,主
摘要:根据循环流化床(CFB)锅炉的特性设计炉墙结构,详细说明了CFB锅炉不同部位
要从事循环流化床
炉墙的结构组成和施工要点;介绍了几种金属密封结构,指出通过(金属)密封和炉墙绝热保温
锅炉等产品的开发
材料的共同作用保证锅炉运行经济性和安全性的意义。
与设计工作。
关键词:循环流化床锅炉;妒墻;保温;密封
中图分类号:TK229.6*6
文献标识码;B
前言
1,1耐热性
锅炉炉墙是指锅炉本体的炉室、水平烟道、尾部
锅炉炉墙的内侧受到炉膛内火焰的高温辐射,
烟道、本体范围内的烟风道、管路系统、空气热器或者受到高温烟气的冲刷甚至直接接触灼热的灰
等结构的外部护体。对于CFB锅炉,还包括旋风分澄,所以炉墙应具有足够的耐高温性能,可以承受较
离器和返料器。锅炉炉墙将燃烧的火焰、高温烟气、大的温度波动和抵抗灰渣侵蚀的能力。
受热面与外界隔绝,具有耐火、绝热、保温、密封及导1.2绝热保温性
流等功能。锅炉密封是指锅炉本体加装的(金属)
因为锅炉的分类不同,各类锅炉的各个受压部
密封件,其作用是防止烟气向外泄漏和冷空气吸入件的介质温度也各不相同。锅炉散热损失的大小和
炉内。作为锅炉密封的第一道防线,密封金属件与炉墙外表的温度在很大程度上取决于炉墙结构和炉
炉墙相互配合,两者都是锅炉炉墙结构中相当重要墙耐火保温材料的选取。
的部分。
根据TSGC0002-2010《锅炉节能技术监督管
对锅炉炉墻的性能要求
理规程》第二章第十三条的规定:“当周围环境为25
℃时,距]300mm以外的炉体外表面温度不得超
为了保证炉墙能够起到上述作用,必须使其达过50℃,炉顶不得超过70℃”。为了保证锅炉运行
到以下几点要求:足够的耐热性、优良的绝热性、良的经济性和安全性,对于大中型锅炉,一般要求散热
好的密封性和满足要求的机槭强度。
损失不超过0.5%~1%。50MW以下机组的锅炉
在满足炉墙外表面温度符合环境保护要求的前提下,
收稿日期:2014-07-16
炉墙设计中的最大热流密度可放宽至350W/m2
3结束语
[M].北京:科学出版社,2003
当前国家环保政策越来越严格,熔融还原炼铁
2]赵钦新,惠世恩,燃油燃气锅炉[M].西安:西安交通大
学出版社,2000
法节能降耗、低污染的特点会越来越受到各大型钢
3]陈津.非焦煤治金技术[M].北京:化学工业出版社
厂的青睐,同时与之配套的燃熔融还原气的发电锅
2007
炉也将具有广泛的应用前景。
4]同济大学等四院校,燃气燃烧与应用[M].北京:中国建
参考文献:
筑工业出版社,2000
[1]冯俊凯,沈幼庭,杨瑞昌.锅炉原理及计算(第三版
5]《锅炉机组热力计算一标准方法》(1957版)[S].
?研究与开发
CFB锅炉炉墙保温与密封设计
1.3密封性及其他
磨性能,浇注料内衬由预焊在膜式水冷壁上的销钉
炉墙密封性的优劣将对锅炉运行的安全性和经固定。筑炉施工时,可选用自流式浇注料,与水按适
济性产生很大的影响。如果炉墙密封不严,会使外当比例混合,无需震动,依靠材料自重和位能差,即
界的冷空气漏入烟道和炉膛,增加锅炉排烟热损失,可产生自流,达到脱气、推平、成型。
降低锅炉在正常的负压运行情况下的经济性;对于
外层保温材料
正压运行的锅炉,炉墙的泄漏会导致热烟气外喷,威
铁丝网
胁运行人员的安全和影响环境卫生。所以要不断地
密封抹面
内树浇注料
提高炉墙密封技术,完善锅炉的密封性能。
密相区)
此外,还要求炉墙具有一定的机械性能,用来承
受包括炉墙自重、烟气压力炉内火焰脉动、水平惯
性力等各种作用力的破坏,保持很好的整体稳定性。
2循环流化床锅炉炉墙结构
循环流化床锅炉运行时,炉膛内的物料处于高
速流动状态,大量物料在炉膛内呈中间上升、贴壁下
降的内循环流动方式。高温娳气携带出炉膛的细物
料进入旋风分离器后,绝大部分被捕捉下来,经返料
内层保温材料
器返回炉膛,实现循环燃烧。由炉膛、分离器、返料
器构成的循环回路中存在着大量物料的反复循环流
抓钉、自锁压板
动,物料的颗粒浓庚和运行风速都很高,锅炉运行时
图1膜式水冷壁敷管炉墙
部件会不断受到强烈的冲刷,磨损严重。
水冷壁外侧隔热保温层一般采用多层布置。这
循环流化床锅炉燃料适应性广泛,燃用城市固种结构除了简单外,还有两个目的。首先是多层布
体垃圾秸秆等生物质燃料时,易产生带有腐蚀性的置的结构可以使保温材料同层间错缝,层与层之间
烟气,腐蚀锅炉内壁及受热面。
压缝,减少因接缝处形成相通缝隙所造成的散热;其
循环流化床锅炉点火启动时,点火器及点火风次,多层结构可以根据不同的温度条件而采用相应
道温度高达1200-1400℃,升温速率大,内壁耐火的保温材料,提高锅炉保温的经济性。
材料将经受较强的热冲击,易造成材料剥落现象
在多层保温结构中,紧贴膜式水冷壁和过热器
因此循环流化床锅炉炉墙除了耐热性、绝热性、包覆管的最内层材料多选用耐温性较好的轻质纤维
密封性外,还要求具有良好的热震稳定性和抗腐蚀材料制品,如硅酸铝纤维板,并根据需要将内层做成
及耐磨性。
与这些壁面相吻合的梳形面,这样做可以最大限度
2.1炉培绝热保温设计
地阻止保温材料与管壁间留出空隙而产生热空气的
2.1.1敷管式炉墙
波动,避免出现自生通风现象。
流化床锅炉广泛采用膜式水冷壁和尾部包覆
水冷壁外保温层应分层逐层施工,保温板之间
管,炉墙结构为轻型敷管式炉墙,如图1。当炉膛受挤缝严密,并考虑比设计值增加10%-20%的安装
热面采用膜式水冷壁时,炉墙内壁的温度一般不超压缩量。保温板之间可采用高温胶泥作为黏结剂进
过400℃,可以省去耐热层直接由绝热层和密封层行粘贴,利用保温抓钉、自锁压板或扁钢带和铁丝网
组成。但炉膛密相区是锅炉的主要燃烧区域,流化将保温材料牢牢固定在膜式壁的鳍片上,采用密封
速度不大但床料浓度高、颗粒尺寸大,给媒口给料抹面作为炉墙外表的密封层。
口、返料口、二次风口等处局部磨损严重
为了抵抗炉内压力产生的横向推力,沿炉膛或
因此需要在密相区四周的