烘炉方案.docx

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烘炉方案

武汉凯迪生物质能发电工程

120t/h循环流化床锅炉炉内耐磨耐火材料

中

低

温

烘

炉

方

案

编制：

审核：

批准：

宜兴市中电耐磨耐火工程有限公司

二0一一年七月

目录

一、工程概况及编制…………………………………………………………3

二.烘炉目的……………………………………………………………….....3

三.烘炉前应具备的条件…………………………………………………….5

四.烘炉机的数量、布置、测点布置……………………………….………7

五.烘炉过程………………………………………………………………….8

六.锅炉系统操作………………………………………………………….…9

七．烘炉温升过程……………………………………………………………9

八．注意事项…………………………………………………………………11

九．烘炉的组织机构（仅为建议）…………………………………………11

十．烘炉结果检验……………………………………………………………12

十一．安全措施………………………………………………………………13

十二.回料器烘炉升温曲线（附表一）………………………………………14

十三.炉膛烘炉升温曲线（附表二）…………………………………………15

一、工程概况

1、项目名称：

武汉凯迪1×30MW生物质电厂发电项目

2、建设规模：

单个生物质发电项目为1×30MW高温超高压机组，锅炉采用凯迪自主设计的120t/h高温超高压循环流化床锅炉，汽机采用高温超高压汽轮机。

计划第一批9个项目11台机组的投产顺序为湖北来风、湖北崇阳、湖北松滋、四川眉山（彭山）、湖南临澧、安徽南陵、广西北流、吉林蛟河、吉林汪清（后2个项目为2×30MW机组），预计投资30个左右生物质发电项目。

3、建设单位：

武汉凯迪电力工程有限公司

4、编制依据

4.1《电力建设施工及验收技术规范》（锅炉机组篇）DL/T5047-95

4.2《电力建设安全施工管理规定》1995-11-06。

4.3《武汉凯迪电力工程有限公司提供的炉墙图纸及技术要求》

5、概述

本锅炉采用高温超高压参数、单汽包自然循环、集中下降管、平衡通风、绝热蜗壳式分离器、喷水减温调节蒸汽温度的结构。

锅炉采用支吊结合的固定方式，运转层标高为8m。

锅炉由一个全膜式水冷壁炉膛、两台绝热蜗壳式分离器及水冷回料装置、过热器包墙、一个尾部竖井四部分组成。

炉膛和包墙过热器均为全膜式壁结构。

炉膛底部是一个由水冷壁弯制围成的水冷风室，水冷风室顶部为水冷布风板。

燃烧室、炉内门孔区、炉膛出口烟窗区域、点火风道、分离器、返料器、分离器出口烟道、包墙出口的连接烟道、灰斗等区域设有防磨、耐火、保温材料。

它与其它类型的相同参数循环流化床锅炉有很多特殊的不同之处。

因此内衬材料的质量、施工、养护和烘炉，是锅炉运行正常与否的重要一环。

也是与整台炉一样将承受许多的方方面面的新的运行考验，必须引起高度重视。

二、烘炉目的

循环流化床锅炉中有大量的砌筑材料，如耐磨耐火浇注料、保温浇注料、耐磨可塑料、耐磨耐火砖、耐火灰浆等。

新的砌筑、浇注材料中含有一定的水分，虽然经过一定时间的自然干燥，使材料中的水分有所减少，水分的完全清除，按耐火材料厂家要求的升温速度和桓温时间进行烘炉才能达到。

所谓锅炉烘炉是采取控制加热的方法缓慢的清除耐磨耐火材料中的水分过程。

若材料不经烘烤直接投入运行，其水分受热蒸发使体积膨胀而产生一定的压力，致使耐磨材料发生裂缝、变形、损坏，严重时耐磨材料脱落。

同时烘炉还可以加速炉墙材料的物理化学变化过程，使其性能稳定，以使在高温下长期工作。

一般来说，烘炉要实现的目标是：

1、为避免水分快速蒸发而导致炉墙损坏，必须使耐火耐磨材料内的水分缓慢蒸发析出，而且得到充分的干燥：

2、干燥后，继续加热到一定温度，使耐火耐磨内衬材料充分固化，保持耐火耐磨层的高温强度和稳定性，提高耐火耐磨层强度；

3、使耐火耐磨层缓慢、充分、而又均匀地膨胀，避免耐火耐磨层由于热应力集中或耐火耐磨材料晶格转变时膨胀不均匀造成耐火耐磨层损坏等。

总之，耐火耐磨内衬材料的干燥要点是缓慢和均匀地可控加热。

在没有高温烟气烘炉之前，国内通常以木柴加燃油来完成烘炉过程：

在限定的部位点燃木柴，待温度升至一定值后，再点燃启动油燃烧器，提高并维持烘炉所需要的温度。

受木柴燃烧点、投入工作劳动强度大、启动油燃烧器火焰温度高、热负荷集中等条件所限，无法实现缓慢、均匀加热升温的烘炉过程，CFB锅炉很多部位受结构条件的限制，不可避免成为烘不到的“死角”，烘炉质量难以保证。

4、热烟气烘炉法烘炉工艺的要点如下：

以热烟气作为热源，使内衬材料获得缓慢的加热过程，遵循耐火耐磨内衬材料水分缓慢均匀析出的规律，控制干燥温度和温升速率，促使不同形态水分的顺利析出，做到温度可控。

烘炉机在炉外产生热烟气，烟气入炉内后炉墙主要为对流换热，无火焰高温辐射损坏炉墙，使炉墙吸热均匀。

将热烟气分多个点通入炉内需烘干的部位，彻底消除回料系统、分离器及其进、出口烟道、回料器的竖管、斜腿等部位在传统烘炉方法中形成的烘炉“死角”。

使炉墙受热均匀。

三、烘炉前应具备的条件

1．系统应具备的条件

（1）.锅炉内所有的耐火耐磨材料砌筑完毕，并自然养护7天以上；

（2）.循环水系统、工业水系统、凝结水系统、除氧器系统调试完毕并具备投运条件。

（3）.锅炉给水系统完成，高压给水泵调试完毕并具务投运条件；蒸汽管道安装完成并验收合格；一些影响锅炉膨胀的临时设施全部拆除。

（4）.锅炉汽水系统、排污系统及疏水系统安装完毕并验收合格。

（5）.锅炉汽包水位计安装完毕并具备投运条件；锅炉水位监视系统调试完毕并具备投运条件（包括锅炉汽包水位控制室监视系统）。

（6）.锅炉本体部分的DCS烟温测量系统校准并具备投运条件。

（7）.厂用压缩空气系统正常投入使用。

（8）.锅炉启动的燃油系统安装完毕并经过水压试验，具备投运条件。

（9）.消防系统经验收并具备投运条件；

（10）.锅炉照明系统安装完毕并满足烘炉条件；

（11）.锅炉烟气系统安装完成（如果锅炉尾部烟道或引风机不具备排烟条件，可以增设临时烟囱）。

2．烘炉机所需条件

（1）.燃料：

轻柴油,要求烘炉机前供油压力≤1.2MPa（12kgf/c㎡）；

烘炉临时用油系统从正式的燃油系统引出，临时供油母管和临时回油母管分别与燃油系统的供油和回油管道相连，具体做法是拆除燃油系统的供油管道和回油管道的两个阀门，用法兰将临时供油管接入正式油系统。

临时供油母管的管径不宜小于￠38，并应设有回油管路来调节烘炉燃油压力，回油管的管径不宜小于￠38。

每台烘炉机供油管径为￠15，根据烘炉机位置预留出管接头（由烘炉单位提供接头），距烘炉机右侧0.5m，本次烘炉大约用轻柴油35-40吨左右

（2）.压缩空气：

要求烘炉机前压缩空气压力≤0.6MPa（6kgf/c㎡）。

烘炉的临时压缩空气系统从锅炉正式的压缩空气系统阀门处接入，临时供压缩空气母管的管径不宜小于￠38，每台烘炉机压缩空气支管管径为￠15，根据烘炉机位置预留出接头（由烘炉单位提供接头），距烘炉机右侧0.5～1m；

（3）.电源：

三相四线制380V，22kw（每台烘炉机），烘炉电源必须单独，确保烘炉过程中不能跳闸停电，总功率约160KW左右（本次烘炉共配备7台烘炉机）。

3．烘炉所需临时系统

（1）.临时隔墙：

为使热烟气能集中加热各部位内衬材料，避免被水冷壁过多吸热，同时也为节约燃料，在连接烟道标高约28米处用白铁皮设置临时隔墙，用过热器的管子做为骨架，将白铁皮直接铺在管子上面用细铁丝捆绑固定，在临时隔墙四周留有20-30cm空隙

空气预热器进口处用岩棉板做隔墙一道，如果尾部烟道至烟囱能完成，则烘炉排烟直接走烟囱，如果尾部未能完成，则烘炉排烟需走临时烟囱，临时隔墙需要用抹面材料封面隔死。

（2）.烟气隔断系统：

a.防止烟气从吹灰器孔逸出，用硅酸铝纤维毡封堵；

b.分离器、炉膛、尾部竖井的门孔关闭，防止烟气从门孔逸出；

c.热烟气管道穿过人孔处先用钢板封堵，周围点焊，然后用硅酸铝纤维毡密封；

d.各给料口、用临时堵板堵死；

e.除有热烟气通往之外的炉膛二次风口用临时堵板堵死；

f.回料阀内的落灰管严密封堵并关闭阀门；

（3）.排湿孔：

回料腿、点火风道、分离器、出口烟道等绝热炉墙的部位筒体（或箱体）开足够数量的排温孔。

可采有以下形式开孔：

每隔0.5m打一个Φ10圆孔；或每平方米切割出1条5mm×100mm长条形孔；

（4）.临时热烟气连接管道：

烘炉机热烟气连接管道为Φ273×8～10的碳钢管，管道布置按实际情况确定；管道外保温材料采用硅酸铝纤维毡，厚度不宜小于80mm。

临时热烟气连接管道应根据现场情况安装支撑点。

（5）临时烟囱：

如果锅炉尾部烟道或引风机不具备排烟条件，可以增设临时烟囱。

临时烟囱安装在连接烟道的临时隔墙后的人孔门处，左右各一处，可以用Φ273或δ=1mm的白铁皮卷制。

烟囱应配置有调节挡板；

四．烘炉机的数量、布置、测点布置

1本次烘炉共配备7台烘炉机，每台烘炉机功率22kw，重量1.8T/台，使用电源380伏。

2.烘炉机的布置及安装

风室：

布置二台烘炉机，烘炉机放置在8米层平台，热烟气从两侧点火风道的门孔进入。

炉膛：

布置二台烘炉机，烘炉机放置在8米层平台，热烟气分别从两侧炉墙人孔门进入左右各一台。

斜料腿：

布置一台烘炉机，烘炉机放置在8米层平台，热烟气从两侧炉墙人孔门进入。

回料器回料箱：

布置二台烘炉机，烘炉机布置在8米平台，热烟气从返料器的人孔门进入，左右各一台。

共布置7台烘炉机，烘炉机的吊装可用汽车吊结合手拉葫芦进行。

3.每台烘炉机与锅炉各烘炉点的热烟气连接管道为Φ273×5钢管，材质为普通碳钢管子。

4.烘炉机连接管道处保温采用硅酸铝板做临时保温。

5.烘炉的温度控制测点，利用锅炉上的烟温测点投入使用（后烟井之前的），并且与控制室的DCS画面连接。

具体布置为点火风道左右各一、炉膛下部左右各一、炉膛中部左右各一、返料器左右各一、分离器及出口左右各一

五.烘炉过程

耐火耐磨材料在干燥过程中，110℃-150℃时析出游离水。

在250-350℃时析出结晶水，由于耐火耐磨材料密度大，内衬具有相当的厚度。

整个干燥过程是烘炉的重要环节。

1.烘炉机启动

（1）启动水冷风室烘炉机，以小油量低烟温投运，稳燃后逐步加大油量，按升温曲线进行升温和桓温。

（2）启动回料斜腿烘炉机，以小油量低烟温投运，稳燃后逐步加大油量，按升温曲线进行升温和温。

（3）启动炉膛烘炉机，以小油量低烟温投运，稳燃后逐步加大油量，按烘炉曲线升温和桓温。

（4）启动回料箱烘炉机，以小油量低烟温投运，稳燃后逐步加大油量，按烘炉曲线升温和桓温。

烘炉机的启停根据温度情况控制。

2．烘炉过程温度测量控制

检测温度不直接测量耐火材料表面，而是测量烟气的温度。

耐火材料的温升总是滞后于烟气温度，控制烟气温度相对于耐火材料来说是安全的。

烘炉机出口烟气温度的控制有一定的范围。

烘炉过程中，采用DCS系统的烟气温度测点，并以下列温度作为各部位的特征温度：

炉膛温度：

采用炉膛密相区的平均温度作为特征温度；取2～4个点；

分离进口器温度：

采用分离器进口温度作为特征温度；取4个点；

分离出口器温度：

采用分离器出口温度作为特征温度；取4个点；

回料阀温度：

采用回料阀的温度作为特征温度；取4个点；

各处热电偶检测的平均烟气温度与预定烘炉曲线相比较，调节各处烘炉机的燃油量，使各处温度尽量符合预定的烘炉曲线。

六．锅炉系统操作

（1）烘炉前，锅炉应按规定上水至正常水位+150mm，-150mm时需补置正常水位。

（2）烘炉期间，根据温度需要进行升压，烘炉中后期锅筒压力可能会升至额定压力的80%；然后再卸压至3～4MPa后关闭卸压阀门，依次循环。

（3）烘炉期间监视尾部竖井和空气预热器前的烟气温度；

（4）烘炉期间应巡回检查锅炉和烟道膨胀指示，并记录所有膨胀数据。

（5）补水时列要注意锅筒上下壁温差不要超过50℃。

七．烘炉温升过程

1．烘炉分为两个阶段：

第一阶段：

烘炉机烘炉（中低温烘炉阶段），由烘炉单位完成。

第二阶段：

此阶段是当锅炉整机启动前，利用锅炉正常点火投行对耐火材料进行继续升温，提高材料各项指标，由电厂方及调试单位完成

2．第一阶段烘炉升温曲线

（1）炉膛部分烘炉曲线（附表一）

常温—150℃24小时

150℃恒温36小时

150℃—250℃36小时

250℃恒温24小时

250℃—350℃24小时

350℃恒温12小时

350℃—烘炉机最高出力温度12小时

降温速率20-30℃/小时

（2）回料器部分烘炉曲线（附表二）

常温—150℃24小时

150℃恒温36小时

150℃—250℃36小时

250℃恒温12小时

250℃—350℃24小时

350℃恒温24小时

350℃—烘炉机最高出力温度12小时

降温速率20-30℃/小时

（3）分离器及进出口烟道的烘炉温度随炉膛和回料器的温度而产生变化。

3．第二阶段的烘炉工作由甲方完成，烘炉公司提供升温曲线仅供参考。

4．第二阶段的升温曲线（仅供甲方参考）

语言描述

周围环境温度20℃

以25—30℃/h的速率加热到130℃4小时

以50℃/h的速度加热到300℃3小时

300℃恒温6小时

以50℃/h的速度加热到500℃4小时

500℃恒温3小时

以50℃/h的速度加热到670℃3小时

670℃恒温5小时

加热到正常运行的温度4小时

启动过程需要花费大约时间小计32小时

八．注意事项

（1）所有烘炉温度监测数据都作为记录并将存档。

（2）排湿孔上方周围应留足够排放空间，在锅炉启动后再封闭排湿孔。

（3）在任何时间内都应该避免受热面管子过热和过烧。

（4）临时烟囱上方周围应留足够排放空间；

九．烘炉的组织机构（仅为建议）

1．烘炉的组织机构

组长：

由建设单位领导担任

成员：

锅炉安装公司：

调试单位：

监理公司：

耐火材料厂家：

烘炉公司：

锅炉运行：

2．各单位职责分工（仅为建议）

2.1烘炉公司：

●根据现场情况编写锅炉中低温烘炉方案。

●根据烘炉需要提出对锅炉系统、DCS系统的具体要求。

●负责烘炉过程中的烘炉机操作，使烘炉达到要求；

●做好相关烟气温度测点的记录，严格按照升温曲线进行烘炉；

●烘炉期间配合安装单位、调试单位、电厂运行进行锅炉巡视；

●烘炉期间发生突发事件时配合电厂积极解决处理；

●烘炉人员配备及分工：

共8人，分二班倒，12小时为一班。

2.2调试单位：

●负责协调烘炉过程中各单位的配合以及出现问题的处理；

●负责在DCS上准确显示烘炉所需要的锅炉炉膛、分离器烟气温度、压力、汽包壁温、压力，水位等；

●负责DCS具备烘炉所需要的远方操作条件；

●与施工单位共同完成油、压缩空气、给水系统等分步试运；

●参加烘炉期间值班；

●指导运行人员进行必要操作；

2.3锅炉安装公司和锅炉运行：

●负责组织烘炉方案的审核及具体实施；

●负责提供轻柴油，负责水、油、气、电的保障供应，中途不能中断；

●负责烘炉机及临时连接烟道的现场吊装工作；

●参与烘炉值班，负责烘炉期间各系统维护和消缺；

●负责烘炉期间锅炉汽水系统的操作；

●负责对参加烘炉人员的安全培训工作；

●负责烘炉期间的油、气、电的安全运行；

●负责烘炉现场的消防、安全设施的提供，包括一些警示标识的张贴工作；

●记录烘炉温度，监视锅炉的膨胀系统并做好膨胀记录；

●组织最终烘炉的质量评定；

2.4监理公司：

●在烘炉全过程中行使质量、安全等监理职责；

十．烘炉结果检验

为校验烘炉结果，在烘炉前制作与各部位同样厚度的炉墙试块，面积150mm×150mm，四边及底面用钢板密封，耐火耐磨层表面像炉墙一样裸露，底面开一个Φ10mm排温孔，试块的结构和厚度与相应部位的炉墙结构均相同。

试块的具体数量如下：

1炉膛底部布风板2块

2回料阀2块

3分离器进口2块

4分离器出口2块

总计：

8块

根据国内常规定的验收方法，按烘炉取样分析结果进行验收，耐火耐磨材料的残余水分小于2.5%作为烘炉质量的合格标准。

十一．安全措施

1烘炉期间除各单位专职安全员负责日常安全工作外，现场还应专设烘炉安全员，具体负责场的安全及安全检查工作。

2烘炉前应组织参加烘炉的工作人员学习本方案中有关部分，明确各自分工，熟悉工艺过程和系统，熟练地掌握操作技术和安全知识。

3现场还必须配备消防设备，如灭火器、黄砂箱等；挂贴“注意安全”、“严禁明火”、“请勿靠近”、“防止烫伤”等标牌，并作好安全宣传工作。

4．油泵、压缩空气、电源应有专人值班，并应该配通讯设备，保持通讯畅通，在现场发生意外时，能及时接到命令关闭有关设备。

5．整个烘炉过程严格控制锅筒上下壁温差不大于50℃。

6．现场应该在足够的照明设施，对影响人身安全的扶梯、孔洞、沟道，未拆除的脚手架应该妥善处理。

7．整个烘炉过程严格控制烘炉附近的明火作业。

宜兴市中电耐磨耐火工程有限公司

二0一二年三月