CN109000223A - 一种循环流化床锅炉返料器局部隔热层衬里修复方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种循环流化床锅炉返料器局部隔热层衬里修复方法，包括以下步骤：一，确定隔热层空腔：确定隔热层损坏情况和隔热层空腔范围；二，开设修复孔：在隔热层空腔的四周角部开设若干个修复孔；三，连接压入机：选择灌浆孔，在灌浆孔处焊接金属短管，金属短管连接压入机管道；四，灌浆压入：将搅拌好的隔热压入料装入压入机的料斗内，启动压入机，将隔热压入料压入隔热层空腔内；从观察孔中观察有隔热压入料溢出时关闭压入机；五，起炉后5‑10天切除金属短管，用铁板将修复孔封闭。本发明通过在返料器器壁外壁开孔压入隔热压入料的方式完成循环流化床锅炉返料器筒体局部隔热层衬里的修复，可以缩短炉衬施工时间、降低炉衬修理费。
Description
技术领域
本发明涉及循环流化床返料器隔热耐磨衬里领域，尤其涉及一种循环流化床锅炉返料器局部隔热层衬里修复方法。
背景技术
循环流化床锅炉（CFBB）返料器是重要的组成部分。操作温度900℃左右，介质颗粒浓度1600 kg/Nm³(堆积容积)左右，灰速0.2 m/s左右。通常采用多层隔热耐磨衬里结构。隔热层采用隔热浇注料、耐火纤维制品或硅酸钙板等导热系数小的隔热材料，耐磨层采用耐磨性高的耐磨浇注料。耐磨层和隔热层的热膨胀系数相差很大，长期使用容易产生层间缝隙。耐磨层长期使用和多次启停后裂纹较多。而隔热层使用温度低、强度低，一旦与硬度大的高温介质颗粒接触，隔热层很快磨穿，经常出现耐磨层外表完好而返料器器壁过热的现象，不但使散热量加大，且存在严重的安全隐患。在此情况下需要进行隔热耐磨衬里的修补。一般的修补方法是将筒体外壁过热部分的隔热耐磨衬里拆除再重新制作衬里的方法修复。
传统的CFBB返料器筒体耐火衬里修复方法存在以下问题：1、返料器筒体直径小，工作面小，操作难度大；2、维修工程量大、浪费大，需要将没有损坏的耐磨层浇注料也同时拆除、修复；3、耐磨层厚度大、体密大，拆除时危险性大；4、同时造成更多的耐磨层衬里接缝，炉衬整体性变差；5、衬里修复后需要烘炉才能使用，增加维修时间和烘炉费用。
以上问题的存在，使循环流化床锅炉返料器耐火衬里的维修时间长、费用高、维修质量不高。
发明内容
本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供了一种循环流化床锅炉返料器局部隔热层衬里修复方法，通过在返料器器壁外壁开孔压入隔热压入料的方式完成循环流化床锅炉返料器筒体局部隔热层衬里的修复，可以缩短炉衬施工时间、降低炉衬修理费用。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种循环流化床锅炉返料器局部隔热层衬里修复方法，包括以下步骤：
步骤一，确定隔热层空腔：首先根据返料器筒体器壁在日常运行中的超温情况初步确定隔热层损坏情况，用锤子敲击超温部位周边，听声音确定隔热层空腔范围；
步骤二，开设修复孔：在隔热层空腔的四周角部开设若干个修复孔；
步骤三，连接压入机：在其中一个修复孔中选择一个作为灌浆孔，在灌浆孔处焊接带有螺纹或者法兰的金属短管，其余的修复孔作为观察孔，金属短管连接压入机管道；
步骤四，灌浆压入：将搅拌好的隔热压入料装入压入机的料斗内，启动压入机，将隔热压入料通过压入机管道和金属短管压入隔热层空腔内；从观察孔中观察有隔热压入料溢出时，关闭压入机停止压入隔热压入料，堵塞金属短管；
步骤五，起炉后5-10天切除金属短管，在修复孔处填上纤维棉，用铁板将修复孔封闭。
优选地，步骤二中，开设修复孔时，需避开金属锚固件，在隔热层空腔处的返料器筒体器壁上分别沿环向和轴向间隔500±50mm开设，修复孔的尺寸为φ30-φ50mm，一个隔热层空腔处至少开设两个修复孔，其中一个作为灌浆孔，另一个作为观察孔。
优选地，步骤三中，选择位于隔热层空腔的上部居中处的修复孔作为灌浆孔。
优选地，步骤四中，隔热层空腔具有多个并位于返料器筒体的不同高度位置时，先从位于返料器筒体下部的隔热层空腔开始灌浆，从返料器内部观察，如果隔热层空腔处的耐磨层有膨胀缝，则灌浆压入时需要同时观察隔热压入料从膨胀缝处渗出的情况，待隔热压入料从膨胀缝处渗出，同时压入机的压力降低时，用陶纤棉填塞膨胀缝，拆除压入机管道，堵上该隔热层空腔处的灌浆孔并更换更上层的一个灌浆孔进行灌浆压入操作；处于同一水平面的观察孔有隔热压入料渗出时应随隔热压入料的水平线上升进行封堵直至完全堵住；重复上述操作直至全部的隔热层空腔灌浆完成。
优选地，步骤三中，金属短管的外径与压入机管道的内径相匹配，金属短管的内径与灌浆孔的直径相匹配，金属短管的一端通过焊接方式与返料器筒体器壁连接，金属短管的另一端通过紧固件与压入机管道的出料口连接。
优选地，压入机管道的进料口通过紧固件与压入机连接，压入机管道选用高强度胶管。
优选地，压入机选用活塞式或挤压式砂浆泵，完成操作或中间停歇时间较长时及时清理料斗及压入机管道内的隔热压入料。
优选地，隔热压入料主要由以下重量百分比的原料制成：轻质耐火骨料40-60%、耐火粉料8-20%、结合剂15-40%、超微粉0.5-10%、增塑剂0.1-10%和纤维棉0.5-10%，外加上述原料总质量0.1-3%的复合添加剂。
根据上述的隔热压入料，它主要由以下重量百分比的原料制成：轻质耐火骨料42%、耐火粉料20%、结合剂30%、超微粉3%、增塑剂4.5和纤维棉0.5%，外加上述原料总质量0.3%的复合添加剂。
根据上述的隔热压入料，所述轻质耐火骨料为陶粒、膨胀蛭石、膨胀珍珠岩、轻质砖砂、轻质莫来石或氧化铝空心球，轻质耐火骨料的粒径为0.1-8mm。
根据上述的隔热压入料，所述耐火粉料为黏土、矾土、漂珠、粉煤灰或矿渣细粉，耐火粉料的粒径≤0.074mm。
根据上述的隔热压入料，所述结合剂为固体结合剂或液体结合剂，固体结合剂为硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥或结合黏土；液体结合剂为水玻璃、硅溶胶或铝溶胶。
根据上述的隔热压入料，所述超微粉为氧化铝粉、硅微粉、氧化铬粉或氧化锆粉。
根据上述的隔热压入料，所述增塑剂为有机增塑剂或无机增塑剂。
根据上述的隔热压入料，所述纤维棉为陶瓷纤维棉、岩棉或有机纤维棉。
根据上述的隔热压入料，所述复合添加剂为有机硅偶联剂。
根据上述的隔热压入料的具体使用方法，它是将轻质耐火骨料、耐火粉料、结合剂、超微粉、增塑剂、纤维棉、复合添加剂等计量后装袋而成。采用液体结合剂时为双组份包装。使用时按照一定的比例加水或结合剂搅拌均匀即可通过压入、泵送等方式进行安装，固化、烘烤后投用。所述的隔热压入料具有良好的流动性、填充性和隔热性，体积密度为800-1500kg/m3，适用于机械化压入施工。
轻质耐火骨料一般为粒径0.1mm以上、具有较高耐火度和硬度的天然或人工合成轻质材料。其品种包括但不限于：陶粒、膨胀蛭石、膨胀珍珠岩、轻质砖砂、轻质莫来石、氧化铝空心球等。粒径一般最大不超过8mm，太大的颗粒无法进行压入施工，根据耐火炉衬的厚度决定。
耐火粉料可以是将轻质耐火骨料进一步磨细而成，也可以是黏土、矾土、漂珠、粉煤灰、磨细矿渣等。
结合剂可以是硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、结合黏土等固体结合剂，也可以是水玻璃、硅溶胶、铝溶胶等液体结合剂。
超微粉是细度很大的耐火材料细粉，材质包括但不限于氧化铝粉、硅微粉、氧化铬粉、氧化锆粉等。常用的包括氧化铝粉、硅微粉等。
增塑剂是增加隔热压入料可塑性、避免混合料加水后分层的材料，可以是有机的，也可以是无机的。
纤维棉用来改善混合料加水安装后的炉衬的抗裂性能的材料，包括但不限于陶瓷纤维棉、岩棉、有机纤维棉等；纤维棉一般也可以改善混合料的塑性。
复合添加剂以有机表面活性剂为主。
采用上述技术方案，本发明具有以下优点：
本发明主要采用在返料器金属器壁上间隔开孔，使用压入机将隔热压入料从灌浆孔中压入隔热层空腔的方法进行修复，取代将返料器筒体外壁过热部分的隔热耐磨衬里拆除再重新制作衬里的修复方法，无需再将没有损坏的耐磨层浇注料也同时拆除、修复，避免了拆除耐磨层时可能产生的危险，同时避免造成更多的耐磨层衬里接缝，保障炉衬整体性，更为重要的是，由于本发明修复时采用的隔热压入料已经过快速烘烤，因此在修复衬里后，无需烘炉也不会发生炉衬爆裂现象，省却烘炉耗费的大量时间和人工等，缩短了维修时间，降低了烘炉费用，能够为企业节约大量成本。
本发明在开设修复孔在隔热层空腔处的返料器筒体器壁上分别沿环向和轴向间隔500±50mm开设多个修复孔，选择其中一个作为灌浆孔，其余的修复孔都作为观察孔，与现有的灌浆方法（开两个修复孔，其中一个用于灌浆，另一个用于溢浆）具有显著区别，多个观察孔可帮助维修工人在修复过程中确保隔热层的修复情况，因为仅开设两个修复孔在修复后不能很好地确定隔热层破坏情况是否已全然不存在，由于中间可能存在孤岛部分，也可能存在厚度方向的磨损，多个观察孔便于修复过程中进行观察，避免遗漏，也降低了仅开两个孔致使注浆压力过大、填充不满等风险。
本发明选用轻质耐火骨料和耐火粉料，使用结合剂为主且辅助的复合添加剂，添加超微粉和增塑剂，通过简单的混拌生产出低成本的隔热压入料，该材料是一种体积密度为800-1500kg/m3的隔热压入料，适用于机械化压入施工。
附图说明
图1是应用本发明的修复示意图；
图中：1、返料器筒体器壁，2、金属短管，3、料斗，4、隔热压入料，5、压入机，6、压入机管道，7、紧固件，8、残留隔热层，9、耐磨层，10、金属锚固件，11、隔热层空腔，12、修复孔。
具体实施方式
如图1所示，本发明的一种循环流化床锅炉返料器局部隔热层衬里修复方法包括以下步骤：
步骤一，确定隔热层空腔11：首先根据返料器筒体器壁1在日常运行中的超温情况初步确定隔热层损坏情况，用锤子敲击超温部位周边，听声音确定隔热层空腔11范围；
步骤二，开设修复孔12：在隔热层空腔11的四周角部开设若干个修复孔12；
开设修复孔12时，需避开金属锚固件10，在隔热层空腔11处的返料器筒体器壁1上分别沿环向和轴向间隔500mm开设，修复孔12的尺寸为φ40mm，一个隔热层空腔11处至少开设两个修复孔12，其中一个作为灌浆孔，另一个作为观察孔。
步骤三，连接压入机5：选择位于隔热层空腔11的上部居中处的修复孔12作为灌浆孔，在灌浆孔处焊接带有螺纹或者法兰的金属短管2，其余的修复孔12作为观察孔，观察孔在灌浆过程中同时具有排出隔热层空腔11内部空气的作用，金属短管2连接压入机管道6；
步骤四，灌浆压入：将搅拌好的隔热压入料4装入压入机5的料斗3内，启动压入机5，灌浆压入的压力和速度需要根据现场情况确定，为避免灌浆压入的压力过大而将隔热层破坏，灌浆压入的压力一般为3-4Mpa；将隔热压入料4通过压入机管道6和金属短管2压入隔热层空腔11内；从观察孔中观察有隔热压入料4溢出时，关闭压入机5停止压入隔热压入料4，堵塞金属短管2；
隔热层空腔11具有多个并位于返料器筒体的不同高度位置时，先从位于返料器筒体下部的隔热层空腔11开始灌浆，从返料器内部观察，如果隔热层空腔11处的耐磨层9有膨胀缝，则灌浆压入时需要同时观察隔热压入料4从膨胀缝处渗出的情况，待隔热压入料4从膨胀缝处渗出，同时压入机5的压力降低时，用陶纤棉填塞膨胀缝，拆除压入机管道6，堵上该隔热层空腔11处的灌浆孔并更换更上层的一个灌浆孔进行灌浆压入操作；处于同一水平面的观察孔有隔热压入料4渗出时应随隔热压入料4的水平线上升进行封堵直至完全堵住；重复上述操作直至全部的隔热层空腔11灌浆完成。
步骤五，起炉后7天，切除金属短管2，在修复孔12处填上纤维棉，用铁板将修复孔12封闭。
返料器筒体器壁1上损坏处的残留隔热层8可能贴紧返料器筒体器壁1或者耐磨层9，也可能处于返料器筒体器壁1和耐磨层9之间。残留隔热层8可以较厚，也可以很薄，甚至全部消失。针对上述残留隔热层8的不同情况，采用上述修复方法，通过压入机5将隔热压入料4压入隔热层空腔11内，填充返料器筒体器壁1、残留隔热层8和耐磨层9之间的空隙，均能完成返料器衬里的修复，形成没有间隙的炉衬。
金属短管2的外径与压入机管道6的内径相匹配，金属短管2的内径与灌浆孔的直径相匹配，金属短管2的一端通过焊接方式与返料器筒体器壁1连接，金属短管2的另一端通过紧固件7与压入机管道6的出料口连接。金属短管2的长度一般为100~200mm，也可以是更长的长度。金属短管2要有足够的强度，能够承受10MPa的压力。
压入机管道6的进料口通过紧固件7与压入机5连接，压入机管道6选用高强度胶管。压入机管道6能够承受至少10MPa的压力，也可以部分采用钢管，压入机管道6要尽量缩短，避免隔热压入料4在压入机管道6中的时间过长。压入机管道6的截面一般为圆形，尺寸与相互连接的其他部件相适应。紧固件7与其他部件的连接可以是卡扣式连接、法兰式连接、螺纹式连接或者焊接等方式。紧固件7应轻便，连接要快捷、牢固、密闭，可承受至少10MPa的压力而不泄露。
压入机5选用活塞式或挤压式砂浆泵，完成操作或中间停歇时间较长时及时清理料斗3及压入机管道6内的隔热压入料4，以防隔热压入料4长期放置固化堵塞管道。
隔热压入料4主要由以下重量百分比的原料制成：轻质耐火骨料42%、耐火粉料20%、结合剂30%、超微粉3%、增塑剂4.5和纤维棉0.5%，外加上述原料总质量0.3%的复合添加剂。
所述轻质耐火骨料为陶粒、膨胀蛭石、膨胀珍珠岩、轻质砖砂、轻质莫来石或氧化铝空心球，轻质耐火骨料的粒径为0.1-8mm。
所述耐火粉料为黏土、矾土、漂珠、粉煤灰或矿渣细粉，耐火粉料的粒径≤0.074mm。
所述结合剂为固体结合剂或液体结合剂，固体结合剂为硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥或结合黏土；液体结合剂为水玻璃、硅溶胶或铝溶胶。
所述超微粉为氧化铝粉、硅微粉、氧化铬粉或氧化锆粉。
所述增塑剂为有机增塑剂或无机增塑剂。
所述纤维棉为陶瓷纤维棉、岩棉或有机纤维棉。
所述复合添加剂为有机硅偶联剂。
根据上述的隔热压入料的具体使用方法，它是将轻质耐火骨料、耐火粉料、结合剂、超微粉、增塑剂、纤维棉、复合添加剂等计量后装袋而成。采用液体结合剂时为双组份包装。使用时按照一定的比例加水或结合剂搅拌均匀即可通过压入、泵送等方式进行安装，固化、烘烤后投用。所述的隔热压入料具有良好的流动性、填充性和隔热性，体积密度为800-1500kg/m3，适用于机械化压入施工。
轻质耐火骨料一般为粒径0.1mm以上、具有较高耐火度和硬度的天然或人工合成轻质材料。其品种包括但不限于：陶粒、膨胀蛭石、膨胀珍珠岩、轻质砖砂、轻质莫来石、氧化铝空心球等。粒径一般最大不超过8mm，太大的颗粒无法进行压入施工，根据耐火炉衬的厚度决定。
耐火粉料可以是将轻质耐火骨料进一步磨细而成，也可以是黏土、矾土、漂珠、粉煤灰、磨细矿渣等。
结合剂可以是硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、结合黏土等固体结合剂，也可以是水玻璃、硅溶胶、铝溶胶等液体结合剂。
超微粉是细度很大的耐火材料细粉，材质包括但不限于氧化铝粉、硅微粉、氧化铬粉、氧化锆粉等。常用的包括氧化铝粉、硅微粉等。
增塑剂是增加隔热压入料可塑性、避免混合料加水后分层的材料，可以是有机的，也可以是无机的。
纤维棉用来改善混合料加水安装后的炉衬的抗裂性能的材料，包括但不限于陶瓷纤维棉、岩棉、有机纤维棉等；纤维棉一般也可以改善混合料的塑性。
复合添加剂以有机表面活性剂为主。
通过在返料器器壁外壁开孔压入隔热压入料4的方式进行循环流化床锅炉返料器筒体局部隔热层衬里的修复，可以缩短炉衬施工时间、降低炉衬修理费用。经过一定的改进还可以进行局部隔热层衬里的在线热修，改变目前只能冷修的现状。
本实施例并非对本发明的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (8)
1.一种循环流化床锅炉返料器局部隔热层衬里修复方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一，确定隔热层空腔：首先根据返料器筒体器壁在日常运行中的超温情况初步确定隔热层损坏情况，用锤子敲击超温部位周边，听声音确定隔热层空腔范围；
步骤二，开设修复孔：在隔热层空腔的四周角部开设若干个修复孔；
步骤三，连接压入机：在其中一个修复孔中选择一个作为灌浆孔，在灌浆孔处焊接带有螺纹或者法兰的金属短管，其余的修复孔作为观察孔，金属短管连接压入机管道；
步骤四，灌浆压入：将搅拌好的隔热压入料装入压入机的料斗内，启动压入机，将隔热压入料通过压入机管道和金属短管压入隔热层空腔内；从观察孔中观察有隔热压入料溢出时，关闭压入机停止压入隔热压入料，堵塞金属短管；
步骤五，起炉后5-10天切除金属短管，在修复孔处填上纤维棉，用铁板将修复孔封闭。
2.根据权利要求1所述的一种循环流化床锅炉返料器局部隔热层衬里修复方法，其特征在于：步骤二中，开设修复孔时，需避开金属锚固件，在隔热层空腔处的返料器筒体器壁上分别沿环向和轴向间隔500±50mm开设，修复孔的尺寸为φ30-φ50mm，一个隔热层空腔处至少开设两个修复孔，其中一个作为灌浆孔，另一个作为观察孔。
3.根据权利要求1所述的一种循环流化床锅炉返料器局部隔热层衬里修复方法，其特征在于：步骤三中，选择位于隔热层空腔的上部居中处的修复孔作为灌浆孔。
4.根据权利要求1所述的一种循环流化床锅炉返料器局部隔热层衬里修复方法，其特征在于：步骤四中，隔热层空腔具有多个并位于返料器筒体的不同高度位置时，先从位于返料器筒体下部的隔热层空腔开始灌浆，从返料器内部观察，如果隔热层空腔处的耐磨层有膨胀缝，则灌浆压入时需要同时观察隔热压入料从膨胀缝处渗出的情况，待隔热压入料从膨胀缝处渗出，同时压入机的压力降低时，用陶纤棉填塞膨胀缝，拆除压入机管道，堵上该隔热层空腔处的灌浆孔并更换更上层的一个灌浆孔进行灌浆压入操作；处于同一水平面的观察孔有隔热压入料渗出时应随隔热压入料的水平线上升进行封堵直至完全堵住；重复上述操作直至全部的隔热层空腔灌浆完成。
5.根据权利要求1所述的一种循环流化床锅炉返料器局部隔热层衬里修复方法，其特征在于：步骤三中，金属短管的外径与压入机管道的内径相匹配，金属短管的内径与灌浆孔的直径相匹配，金属短管的一端通过焊接方式与返料器筒体器壁连接，金属短管的另一端通过紧固件与压入机管道的出料口连接。
6.根据权利要求5所述的一种循环流化床锅炉返料器局部隔热层衬里修复方法，其特征在于：压入机管道的进料口通过紧固件与压入机连接，压入机管道选用高强度胶管。
7.根据权利要求1所述的一种循环流化床锅炉返料器局部隔热层衬里修复方法，其特征在于：压入机选用活塞式或挤压式砂浆泵，完成操作或中间停歇时间较长时及时清理料斗及压入机管道内的隔热压入料。
8.根据权利要求1所述的一种循环流化床锅炉返料器局部隔热层衬里修复方法，其特征在于：所述的隔热压入料主要由以下重量百分比的原料制成：轻质耐火骨料40-60%、耐火粉料8-20%、结合剂15-40%、超微粉0.5-10%、增塑剂0.1-10%和纤维棉0.5-10%，外加上述原料总质量0.1-3%的复合添加剂。
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