焚燒爐耐火材料用料布置

1、燃燒室

焚燒爐燃燒室內(nèi)和爐膛出口布置的水冷壁受熱面受爐內(nèi)高溫火焰輻射，通常在水冷壁煙氣側(cè)敷設(shè)50~100mm的耐火襯層。耐火材料通常使用耐熔渣侵蝕且導(dǎo)熱性好的SiC材料，可防止熔渣在墻壁上附著成長(zhǎng)。爐膛二次燃燒空間不足時(shí)，爐膛出口之后的輻射冷卻室敷設(shè)耐火材料作為衛(wèi)燃帶，作為二次燃燒室的一部分，可保證煙氣在高溫區(qū)域的足夠停留時(shí)間。對(duì)于爐排爐焚燒爐，敷設(shè)的范圍還需要覆蓋火焰可能接觸的范圍，采用高溫燃燒和低過量空氣系數(shù)燃燒技術(shù)時(shí)，沿?zé)煔饬鞣较驊?yīng)適當(dāng)增加耐火襯層敷設(shè)范圍，防止水冷壁受熱面發(fā)生高溫腐蝕。

2、爐膛

垃圾焚燒爐由于垃圾發(fā)熱值比較低，通常爐膛部分不設(shè)置受熱面，采用爐內(nèi)絕熱的鋼殼體結(jié)構(gòu)，爐墻起到耐火、絕熱和隔熱作用，殼體起密封作用。在發(fā)達(dá)國(guó)家，由于垃圾熱值較高，可以達(dá)到2500~3500kcal/kg,國(guó)內(nèi)垃圾如果進(jìn)行分揀，也能達(dá)到1800~2500kcal/kg,此時(shí)需要在爐內(nèi)設(shè)置輻射受熱面，以吸收部分燃燒熱量，降低爐膛出口溫度。

爐排爐通常將爐膛兩側(cè)壁或前、后拱設(shè)計(jì)為水冷壁結(jié)構(gòu)。流化床鍋爐通�？蓪⑾∠鄥^(qū)設(shè)計(jì)為水冷壁結(jié)構(gòu)(相當(dāng)于煙氣輻射冷卻室)。爐內(nèi)輻射受熱面煙氣側(cè)表面敷設(shè)70~100mm耐火絕熱襯層，水冷壁外表面敷設(shè)保溫層。比較絕熱爐墻的設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)雖然復(fù)雜，但耐火層厚度低，可大幅度減輕耐火材料重量，減少鋼結(jié)構(gòu)荷載和造價(jià)。

3、水冷壁

爐內(nèi)水冷壁通常采用密封性好的膜式水冷壁結(jié)構(gòu)，由于爐內(nèi)高溫，需要采用較小的節(jié)距并敷設(shè)耐火材料，防止發(fā)生水管高溫腐蝕、磨損。通常采用直徑51mm或60mm的管子，節(jié)距80~110mm。水冷壁在運(yùn)行中與鋼殼體部分之間產(chǎn)生熱膨脹差，水冷壁與爐體之間的連接不僅要保證完全密封，而且要設(shè)置合適的結(jié)構(gòu)吸收此膨脹差，保證爐體可靠密封。此外，考慮爐膛內(nèi)水冷壁敷設(shè)的耐火材料如果發(fā)生脫落，高溫?zé)煔馀c水管之間將發(fā)生強(qiáng)烈熱交換，導(dǎo)致水管過熱和高溫腐蝕，因此，除了日常點(diǎn)檢時(shí)加強(qiáng)敷設(shè)耐火材料的檢查之外，通常爐內(nèi)水冷壁采用可靠、簡(jiǎn)單的水循環(huán)回路，保證水管安全運(yùn)行。

爐排爐垃圾焚燒鍋爐第一通道兩側(cè)水冷壁向下伸展形成爐排爐燃燒區(qū)的兩側(cè)墻體，此部位爐膛燃燒最強(qiáng)烈，采用絕熱爐墻結(jié)構(gòu)時(shí)在高溫作用下容易使垃圾中低熔點(diǎn)的物質(zhì)熔化形成焦塊并粘結(jié)在兩側(cè)墻上，嚴(yán)重時(shí)將不得不停爐對(duì)結(jié)焦進(jìn)行人工清理。水冷壁的設(shè)置在降低爐膛溫度的同時(shí)可有效抑制此部位的結(jié)焦。鍋爐第一通道前墻水冷壁向下伸展形成爐排爐前拱墻體等結(jié)構(gòu)。

耐火材料在垃圾焚燒爐中的應(yīng)用

鍋爐爐墻是鍋爐的重要組成部分，起到爐膛密封、絕熱、防磨、防腐、形成煙道的作用。使用的耐火材料通常要求良好的體積穩(wěn)定性、良好的強(qiáng)度和良好的耐火、絕熱的特性。垃圾焚燒鍋爐由于燃燒垃圾含水量較大且成分復(fù)雜，垃圾燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔鈨?nèi)含有大量腐蝕性氣體，垃圾中低熔點(diǎn)的物質(zhì)容易熔融并附著在爐墻上，高溫下移動(dòng)的垃圾或流化床爐內(nèi)的床料對(duì)爐墻產(chǎn)生磨損和沖擊，更容易發(fā)生耐火材料及其支持金屬件嚴(yán)重?fù)p傷的問題。隨著垃圾焚燒高效發(fā)電及氣化熔融技術(shù)的使用，垃圾焚燒煙氣溫度更高，HC1、H2S等腐濁性氣體濃度增加，耐火材料使用條件更加嚴(yán)酷，要求耐火材料具有更好的抗熱震性、耐酸腐蝕性和抗熔渣侵蝕特性，要求耐火層具有更長(zhǎng)的使用壽命和更經(jīng)濟(jì)的建造和維護(hù)成本。

垃圾焚燒爐內(nèi)溫度一般不超過1400℃，爐墻通常按耐火層、絕熱層、隔熱層進(jìn)行多層設(shè)計(jì)，使?fàn)t墻外表面溫度低于70℃，可以改善焚燒爐周圍環(huán)境，降低散熱損失。垃圾焚燒鍋爐具有特殊的工作環(huán)境，應(yīng)按不同部位的工作環(huán)境要求選擇合適的材料。絕熱層和隔熱層主要起絕熱作用，絕熱層同時(shí)可起到保護(hù)隔熱層的作用，在考慮耐酸腐蝕性和適當(dāng)強(qiáng)度的基礎(chǔ)上，主要根據(jù)工作溫度和設(shè)計(jì)要求的熱導(dǎo)率選用，通常為中質(zhì)和輕質(zhì)的耐火材料。作為工作層的耐火層材料，在考慮工作溫度的基礎(chǔ)，主要根據(jù)耐磨性、抗熱震性、耐酸腐蝕性和抗熔渣侵蝕特性選用。

耐火材料可大概分為定形材料(耐火磚)和不定形材料兩類。不定形材料又可分為可塑料和澆注料兩種。垃圾焚燒鍋爐中，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，形狀不規(guī)整的部位通常采用非定形材料，反之則可采用定形材料。不定形耐火材料基本由粒狀的骨料、粉狀的耐火物料和結(jié)合劑組成，可由各種材質(zhì)制成，各成分的少量變化就可得到差異較大的材料特性，因此可以根據(jù)垃圾焚燒鍋爐各部位要求選出最適合的材料和施工方法。不定形耐火材料由于施工方便，種類多樣，維護(hù)容易等原因使用最普遍，而定形材料通常僅在爐排爐燃燒室兩側(cè)壁下部等有限部位采用。

不定形耐火材料施工方法主要有澆注、搗打、噴涂、涂抹等方法，通常按施工方法不同又可細(xì)分為不同的材料。其中可采用噴涂施工的噴涂可塑料，具有抗熱震性好、抗熔渣侵蝕、施工容易等優(yōu)點(diǎn)，近年在日本得到普遍推廣使用，從高強(qiáng)度的耐火材料到低質(zhì)的隔熱材料都有應(yīng)用。