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    垃圾焚燒爐耐火材料施工方案(耐火磚、澆注料、保溫磚)

    文章出處:正耐實業耐火磚廠家 /?發表時間:2019-05-09

     在垃圾焚燒爐的耐火材料設計中,為節約能源,需按規定進行熱力設備和管道的保溫,并合理選擇保溫材料及厚度,計算原則推薦為:
    1、對具有下列情況之一的熱力設備、管道、風煙道及其附件必須進行保溫:外表溫度高于50℃且需要減少散熱損失者;要求防凍、防凝露或延遲介質凝結者;工藝不需要保溫、其外表面溫度超過60℃,而又無法采取其他措施防止燙傷人員的部位;
    2、計算保溫厚度時,室內環境溫度一般取20℃,室外環境溫度按歷年平均溫度取值,防燙傷保溫環境溫度按最熱月平均溫度取值;
    3、保溫層材料的選擇:介質溫度≥350℃的設備保溫采用硅酸鋁纖維,介質溫度<350℃的設備保溫采用巖棉制品;直徑≥38mm、介質溫度≥350℃的汽水管道及附件采用硅酸鋁纖維管殼保溫;直徑≥38mm、350℃>介質溫度≥50℃的汽水管道采用巖棉管殼保溫;直徑<38mm的汽水管道及附件均采用硅酸鋁纖維繩保溫;管道彎頭保溫采用硅酸鋁或巖棉材料;熱風道、煙道采用巖棉板保溫;直徑(DN)≥40mm的閥門、異形件采用成型保溫套(包括內層,主體保溫層及外保護層),外保護層材料為可拆式金屬保護革,保證材盾及厚度與其所連接的管道相同。DN<40mm的閥門保溫采用硅酸鋁纖維繩,保溫厚度與其所連接的管道相同,外保護層材料為0.1mm厚的低堿玻璃布。

    1、爐排爐

    爐排爐中,燃燒室內通常煙氣溫度最高,但是不同的部位也存在較大的溫度差別。例如存在高溫火焰的主燃燒區與爐渣漸漸冷卻的燃盡區就存在幾百度的溫差。在主燃燒區的兩側壁,高溫燃燒且不斷移動中的垃圾層與耐火層接觸,低熔點爐渣會熔融附著在耐火層表面上,對耐火層產生侵蝕,同時移動的垃圾層對耐火層產生摩擦。此部位要求耐火材料具有高強度,不僅耐磨、耐腐蝕,而且還要抗熔渣的侵蝕。而燃盡段的側壁,采用普通黏土質耐火材料即可。
           兩側壁與垃圾層可能接觸的部位,對于存在高溫火焰的主燃燒區通常采用含SiC85%以上的耐火材料,不存在高溫火焰的其他部位通常采用含SiC40%左右的耐火材料。SiC耐火材料具有較高的強度,具有良好的耐磨性、抗熱震性和導熱性能。燃燒室其他部位通常根據爐內溫度分布選擇合適耐火度的材料。
          盡管在主燃燒區采用SiC85%以上的SiC材料,爐膛內溫度超過1000℃后,兩側墻會燒結附著大量爐渣,高溫下不斷熔融生長,嚴重時影響爐排的正常運動.不得不停爐清理。而且800℃以上的高溫使SiC材料氧化,抗侵蝕性下降,嚴重降低使用壽命。因此,在爐排爐主燃燒區兩側壁還通常設計成空冷結構。通過空氣冷卻使耐火工作層表面溫度保持在800℃以下,可有效延長耐火層使用壽命。

    2、流化床焚燒爐

    流化床焚燒爐中,爐膛下部的濃相區由于大量的床料顆粒運動的沖刷和所產生的震動,要求工作層耐火材料具有更高的耐磨性和強度,同時具有良好的抵抗床料層中腐蝕性氣體侵濁的性能。通常采用耐火度1100℃以上、耐磨性達到按ASTMO704規范≤6cm3的高鋁質耐磨澆注料。

    3、回轉式焚燒爐

    回轉窯式焚燒爐中,磚窯內垃圾隨轉窯回轉并不斷翻動、拋落,耐火層溫度隨之不斷地變化,因此要求具有耐磨性、抗熱震性好的材料,一般選用高鋁質耐磨澆注料,也可使用高鋁質耐火磚、SiC耐火磚。

    燃燒室內布置鍋爐水冷壁時,水冷壁表面要敷設耐火材料以保護水冷壁管。通常使用黏土質耐火材料,爐膛內溫度較高時,可使用導熱性更好的SiC材料。

    燃燒室耐火材料通常敷設厚度100~150mm,水冷壁表面敷設厚度80~100mm。

    廢熱鍋爐回收的效率取決于所產生的過飽和蒸汽條件,目前大銦垃圾焚燒廠使用的廢熱鍋爐系統多采用中溫中壓蒸汽系統,爐水循環方式多采用自然循環式,主要由燃燒室水管墻、鍋爐內管群、汽水鼓和水鼓、過熱器、節熱器及空氣預熱器等組成。廢熱鍋爐的主要部件名稱及位置如圖1所示。日本早期垃圾焚燒廠的蒸汽條件約為2.5MPa(絕壓),280左右,采用低溫低壓形式,以純粹焚燒垃圾為主,不考慮能源回收;德國目前的垃圾焚燒廠蒸汽條件約為3.5MPa(絕壓),3504.5MPa(絕壓),450左右,采用中溫中壓形式,以避免爐管高溫腐蝕為主;美國的焚燒廠多為民營企業,因考慮發電收入,故多采用高溫高壓方式,以提高能源回收效率,故一般多將蒸汽條件設計在5.2MPa(絕壓),420以上,并采用較好的爐管材質,以減緩腐蝕的發生。

     整體而言,垃圾焚燒廠及廢熱回收的設計與燃煤電廠不同之處在于垃圾性質多變,熱值不穩定,又含有硫、氯等元素,易于對爐管產生腐蝕。故垃圾焚燒廠的廢熱回收鍋爐設計上有兩項變革。第一為燃燒室改為多氣道型,將鍋爐置于下游對流區內,以避免鍋爐直接吸收輻射區的高溫廢熱。第二為利用布置于爐床上方的水管墻來降低及調控廢氣離開輻射區的溫度,但接近爐床的水管墻必須以耐火材料包覆。這些改進措施,配合各種傳熱管材質的改善,線上除灰系統的配置,及自動化的燃燒控制,能夠使現在的過熱蒸汽可以操控在400℃5.5MPa(絕壓)的狀態。
    垃圾焚燒發電廠主要由垃圾接收系統、焚燒系統、余熱鍋爐系統、燃燒空氣系統、汽輪發電系統、煙氣凈化系統、灰渣、滲濾水處理系統、蒸汽及冷凝水系統、廢金屬囬收、自動控制和儀表系統等組成。


    1、 卸料

    垃圾車進廠后,首先在地磅處稱重,.該處能自動識別車輛、記錄垃圾種類等位息,并將其傳至主廠房中央控制室。稱重后的車輛沿區。高架道路駛入標高為+5m的閉式卸料廳,卸入有給出信號的卸料口。廳里設置了12個卸料門,每個都裝有密閉門,保證坑內能維持負壓,不使臭味散出。垃圾坑底標高為-8m,容積超過1×104m3,可貯存5d以上的垃圾量。

    2、進入焚燒爐

    垃圾坑上方標高29m處裝有2臺帶動力抓斗的橋式吊車,一臺用于從坑M抓起垃圾送人標高23m處的焚燒爐給料斗;另一臺用于將垃圾坑中的垃圾混合均勻或進行堆垛貯存。橋吊由設在標高為13m的控制室中的操作員出手控或半自動操縱。垃圾從給料斗經斜溜槽進入焚燒爐,由液壓給料機推入爐內爐排上。給料機運動時吋控制進人焚燒爐內的垃圾量。

    3、余熱鍋爐

    本項目引進的是SITY-2000型往復傾斜逆推爐排,為適應浦東新區垃圾的低熱值(4600?7500kJ/kg)和高水分,ALSTOM公司作了專門的配置設計。在焚燒爐上方,直接安裝了回收爐內900?1050t煙氣熱量的余熱鍋爐,其蒸汽壓力為4MPa,溫度為400℃,為自然循環式,有4個通道,配有2個膜式壁,一個包括蒸發器和過熱器,另一個包括省煤器。在垃圾熱值為6000kJ/kg時,當處理量15.2t/h產出的蒸汽量為29.5t/h,3臺焚燒爐產生約88t/h的過熱蒸汽,全部經過高壓母管送至兩臺冷凝式汽輪發電機組用來發電。做功后的蒸汽在水冷式冷凝器中凝結,然后送回至鍋爐給水箱。冷卻水則在空氣冷卻塔中冷卻后作回路循環。

    4、爐渣

    當垃圾在爐排末端燃盡時,只留下殘渣。爐渣由出渣機經水冷到50℃,然后用出渣吊車經渣斗取出,通過振動篩和磁選機分離出廢鋼鐵,爐渣經卸渣口,卸入卡車運出。

    5、煙氣凈化系統

    為達到現行環保排放標準,在每臺鍋爐出口處均設置了煙氣凈化系統,以清除煙氣中含有的灰粒、酸性氣體和重金屬。鍋爐的210℃煙氣進入洗滌塔,將配置的Ca(OH)2溶液從塔頂端由轉速為1000r/min的旋轉噴霧器的噴嘴噴入,形成粒徑極細的泥漿,通過水分的揮發降低了廢氣的溫度,并提高其濕度,使酸氣與石灰漿反應,生成物受到高溫煙氣加熱干燥成細末,其顆粒則掉落至底部。帶有飛灰及其顆粒物的氣體則再經后級布袋除塵器進行分離。為了達到對汞等重金屬的排放要求,在袋式除塵器的進口的煙氣連接管道設置了活性炭噴射系統。噴射活性炭也能清除煙氣中的二嗯英和呋喃等有害氣體成分。

    6、集合煙囪

     

    每條焚燒生產線配備了變頻調速的引風機。使焚燒爐維持負壓和把凈化后的煙氣輸送到80m高的煙囪排入大氣。煙囪由3根直徑1.6m的鋼制煙囪組成集合煙囪,每根鋼煙囪裝備一套完整的分析系統用來監視和控制放煙氣的質量。焚燒爐用高鋁磚在砌筑前,應經外觀尺寸檢查并挑選合格后方可使用,挑選后的高鋁磚應分類堆放并標識,選磚分類按砌筑方式決定:平砌磚層時按厚度和長度分類;側砌磚層時按寬度和厚度分類;立砌磚層時按長度和厚度(寬度)分類;砌筑宜采用成品泥漿,泥漿的最大粒徑不應大于規定磚縫厚度的30%。當無成品耐火泥漿,需現場配制時,應計量準確、攪拌均勻,當班攪拌泥漿當班用完;砌體應錯縫砌筑,同一磚層內前后相鄰列和上下相鄰磚層的磚縫不得重縫;砌體應橫平豎直,表面光滑平整,盡量做到無錯臺;濕砌砌體磚縫泥漿應飽滿、表面勾縫,干砌砌體磚縫應以干耐火粉填滿,磚面應清潔;耐火砌體中不得使用寬度、長度小于原磚1/2的磚或厚度小于原磚2/3的磚,磚的加工面和有缺陷的表面不宜朝向爐膛和煙氣通道的內表面;在耐火澆注料基層上砌筑爐底時,基層達到設計強度后方可進行,并應按設計標高找平,砌筑穩固、表面平整;各部位砌體的磚縫厚度及砌體允許偏差均應符合設計及相關規范的規定;砌體膨脹縫的留設應符合下列規定:砌體膨脹縫的間隙、構造及分布位置應符合設計規定,當設計沒有規定時,每米長砌體膨脹縫的間隙尺寸平均數值可根據下列數據留設,粘土磚砌體為:5-6mm;高鋁磚砌體為:7-8mm;剛玉磚砌體為:9-10mm;鎂鋁磚砌體為:10-11mm;硅磚砌體為:12-13mm;鎂磚砌體為:10-14mm留設膨脹縫的位置應避開受力部位、爐體骨架和砌體中的孔洞;砌體內外層的膨脹縫不能相互貫通,上下層宜互相錯開;當耐火砌體工作面的膨脹縫與隔熱砌體串通時,該處的隔熱磚應用高鋁磚代替;膨脹縫的留設應均勻平直,縫內保持清潔,并按規定填充材料;托磚板與其下部砌體之間,托磚板上部砌體與下部砌體之間均應留有間隙,當托磚板下的膨脹縫不能滿足設計尺寸時,可加工托磚板下部的磚,加工后磚的厚度不應小于原磚厚度的2/3。

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