焚燒爐超溫與耐火磚導熱的關係

2020-12-13 鄭州駒達耐火磚

溼法脫硫工藝,可以有效處理各種工況下的含硫氣體或廢液等化合物,焚燒爐是此工藝的核心設備。此臺焚燒爐為臥式爐,設計溫度1450℃,工作溫度 1100℃,設計壓力35KPa,工作壓力29.6KPa。爐壁設計溫度260 ~343℃。 燃燒爐內襯3層耐火磚(1層 AL—90 剛玉磚2層LG140—0.8L保溫磚);對流段2層耐火磚(一層AL—90剛玉磚,1層LG140—0.8L保溫磚);各接管處砌築保溫澆注料。另外,在對流段前段,砌築3堵擋牆,以使反應更充分。

一:焚燒爐在運行中發生的問題及處理方案

焚燒爐自投入運行,後半年內發現燃燒爐中段(前擋牆與中部擋牆之間下部筒體)外保溫鐵皮出現過燒痕跡,保溫下外殼溫度達 500℃,嚴重超溫,隨即停爐檢查,內部未發現明顯裂紋及爐磚坍塌情況。

1.1:超溫原因分析

(1)爐牆底部設計不合理。原設計中,為保證爐牆的強度,爐牆底部採用剛玉磚導熱係數高達2.4W/M.K,無法有效隔熱,故熱量傳遞到鋼殼上,導致超溫。原設計傳熱計算如表 1,鋼殼計算溫度 471℃。

(2)膨脹縫設計不合理。1100℃時剛玉磚的膨脹率為0.9%×2088=18.79mm 設計時再加 50%多餘量,合理的膨脹量為30mm左右,而原設計中,膨脹縫尺寸為:22+20+29=71mm,遠大於膨脹縫的計算數值。

(3)原始耐火磚漿料填充不足,高溫煙氣竄入導致爐壁溫度超溫。按標準要求,灰漿飽和度應≥90%,而原始砌築質量把控不嚴,灰漿飽和度不足,部分磚面沒有塗抹灰漿,在施工過程中,嚴控砌築質量,確保灰漿飽滿度≥ 90%,以避免煙氣竄入磚縫。

二:焚燒爐發生超溫問題的處理方法

綜合上述原因,決定停爐大修更換前中2堵擋牆及擋牆之間的耐火磚,並對耐火材料結構進行優化,具體方案如下:(1)將前、中擋牆底部180°剛玉磚,更換為1.4 中質澆注料,兼顧強度及保溫性能 更換澆注料後,前擋牆底部傳熱計算如表3,鋼殼計算溫度 267℃。 中擋牆底部傳熱計算如表4,鋼殼溫度 281℃。

三:使用經驗總結

焚燒爐在投入運行後不滿一年時間,即產生外殼超溫情況,且在後續運行過程中,持續超溫,形成安全隱患。超溫的原因主要有以下兩點。

(1)原始設計問題。爐牆底部採用剛玉磚隔熱效果差、 膨脹縫尺寸過大,都是由於原始設計沒有考慮相關因素造成。

(2)原始施工問題。爐磚間漿料不飽滿,高溫煙氣竄入導致爐壁超溫,主要原因就是原始築爐時未嚴格按照相關要求、施工方案進行。耐火材料的砌築,很多步驟涉及到隱蔽工程,隱蔽工程的檢驗是重中之重,務必檢查到位。

通過本次檢修,基本解決了焚燒爐外壁超溫的問題,在後續的工程、生產工作中,應汲取本臺焚燒爐的經驗,避免同樣的問題再次發生。

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