CZ290297B6

CZ290297B6 - Fluidized bed hearth lining

Info

Publication number: CZ290297B6
Application number: CZ1997181A
Authority: CZ
Inventors: Milan Ing. Ptáček
Original assignee: Milan Ing. Ptáček
Priority date: 1997-01-21
Filing date: 1997-01-21
Publication date: 2002-07-17
Also published as: CZ18197A3

Abstract

The invented lining is formed by a layer of freely packed sibral wool that is put close to a steel membrane wall (2), a layer of sibral board (6) arranged onto this sibral wool (5) layer and a LCC series refractory concrete (4) layer arranged on said layer of sibral boards (6). All the aforementioned layers are secured by a system of refractory anchors (1) attached to the steel membrane wall (2) of the hearth. Said LCC series refractory concrete (4), being suitable for a fluidized bed hearth lining, contains 42 to 52 percent by weight of Ali2Oi3, 52 to 40 percent by weight of SiOi2, 3 to 0.8 percent by weight of Fei2Oi3 and 2.2 to 1.9 percent by weight of CaO.

Description

Vyzdívka fluidního topeništěFluid furnace lining

Oblast technikyTechnical field

Vynález se týká vyzdívky fluidního topeniště, tvořené k ocelové membránové stěně topeniště přiloženou vrstvou volně cpané sibralové vaty a na této vrstvě uspořádanou vrstvou sibralových desek.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a fluidized bed furnace lining formed to a steel diaphragm wall of a furnace by a layer of loosely padded sibral wool and a layer of sibral plates disposed thereon.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Každý klasický a zvláště fluidní kotel, případně jeho fluidní topeniště, si musí chránit ocelové části kotle před účinky vysokého žáru a otěru ochrannou vyzdívkou, která zároveň plní funkci akumulace tepla. Obvykle bývá vyzdívka takového fluidního topeniště tvořena vyzdívkou z klasických šamotových cihel. Vzhledem k tomu, že kotle musí být často, někdy i denně, odstavovány z provozu, dochází ke změnám teploty šamotové vyzdívky až o 850 °C. Vzhledem k rozdílným dilatacím a pracovním teplotám vyzdívky a ocele, musí mít vyzdívka dilatační spáry, přičemž cihelná šamotová vyzdívka má navíc spáry i mezi cihlami. Při změně teplot a tím i změně rozměrů cihel a spár dochází vlivem schopnosti vnikání fluidní vrstvy do všech skulinek a spár k postupnému narušování vyzdívky, jejímu vybulování a postupně i k její destrukci. Fluidní vrstva se ve vznosu chová jako abrazivní voda a způsobuje tak silnou abrazi vyzdívky.Every classical and especially fluidized bed boiler or its fluidized bed boiler must protect the steel parts of the boiler against the effects of high heat and abrasion by a protective lining, which also serves as a heat storage. Usually, the lining of such a fluidized bed furnace is typically a lining of classic fireclay bricks. Due to the fact that the boilers must be put out of operation often, sometimes daily, the fireclay lining temperature changes by up to 850 ° C. Due to the different dilatations and working temperatures of the lining and steel, the lining must have expansion joints, while the brick refractory lining also has joints between the bricks. When changing temperatures and thus changing the dimensions of bricks and joints, due to the ability of the fluid layer to penetrate into all crevices and joints, the lining gradually disrupts, its lining and gradually its destruction. The fluidized bed behaves like an abrasive water in a buoyant water, causing strong abrasion of the lining.

Z tohoto důvodu se vyzdívky z obyčejných šamotových cihel začaly nahrazovat šamotovými cihlami z tvrzeného šamotu, dále i zámkovými cihlami z tvrzeného šamotu, případně byly zkoušeny korundové vyzdívky.For this reason, the lining of ordinary fireclay bricks began to replace fireclay bricks of hardened fireclay, as well as interlocking bricks of hardened fireclay, or were tested corundum lining.

Všechna tato řešení s postupným vylepšováním vyzdívky zvláště proti otěru nesnášela denní odstavování, spojené s vychlazením a najížděním kotle.All these solutions with gradual improvement of the lining, especially against abrasion, did not tolerate the daily shutdown associated with cooling and starting the boiler.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Tuto nevýhodu z větší části odstraňuje navržené řešení vyzdívky fluidního topeniště, tvořeného k ocelové stěně topeniště přiloženou tepelně izolační vrstvou, podle vynálezu, jehož podstatou je, že na tepelně izolační vrstvě je uspořádaná vrstva žárobetonu řady LCC, kde všechny jmenované vrstvy jsou ukotveny soustavou žáruvzdorných kotev, připevněných k ocelové stěně topeniště. Tepelně izolační vrstva je s výhodou tvořena vrstvou volně cpané sibralové vaty a na této vrstvě uspořádanou vrstvou sibralových desek. Žárobeton řady LCC obsahuje s výhodou 42 až 52 hmotnostních % AI2O3, 52 až 40 hmotnostních % SiO₂, 3 až 0,8 hmotnostních % Fe₂O3 a 2,2 až 1,9 hmotnostních % CaO. Žáruvzdorné kotvy jsou s výhodou přivařeny k ocelové stěně topeniště s vzájemným odstupem v rozmezí od 100 do 150 mm a jsou vytvořeny z pásového materiálu, který je v části vzdálené od ocelové stěny topeniště nastřižen a nastřižené konce jsou vyhnuty do tvaru písmene V, přičemž plochy pásového materiálu žáruvzdorných kotev jsou střídavě vůči sobě pootočeny o 90°. Tyto žáruvzdorné kotvy (1) mohou být s výhodou natřeny asfaltovým lakem. Tloušťka sibralových desek je u výhodného provedení vyzdívky v rozmezí od 30 do 50 mm, zatímco tloušťka vrstvy žárobetonu řady LCC je s výhodou v rozmezí od 80 do 120 mm. Sibralová deska je u jiného příkladného provedení na straně přivrácené k žárobetonu řady LCC natřena vodním sklem a od vrstvy žárobetonu řady LCC může být s výhodou oddělena polyetylenovou fólií. Žárobeton řady LCC je přitom ve výhodném provedení vytvořen v deskách o rozměrech od 450 do 700 mm se zalomenými pracovními spárami a je od horního trámce oddělen sibralovým papírem, přilepeným k hornímu trámci a natřeným vodním sklem.This disadvantage is largely eliminated by the proposed solution of the fluidized-bed lining formed by a heat-insulating layer attached to the steel wall of the furnace according to the invention, which is based on the LCC-series refractory layer arranged on the heat-insulating layer. attached to the steel wall of the furnace. The thermal insulating layer is preferably formed by a layer of loosely padded sibral wool and a layer of sibral plates arranged on this layer. The refractory concrete of the LCC series preferably contains 42 to 52 wt% Al 2 O 3, 52 to 40 wt% SiO ₂ , 3 to 0.8 wt% Fe ₂ O 3 and 2.2 to 1.9 wt% CaO. The refractory anchors are preferably welded to the steel wall of the furnace with a distance of 100-150 mm to each other and are formed of a strip material which is cut at a portion remote from the steel wall of the furnace and the cut ends bent into a V-shape. The material of the refractory anchors is rotated 90 ° alternately with respect to each other. These refractory anchors (1) can preferably be coated with an asphalt varnish. In a preferred embodiment of the lining, the thickness of the sibral slabs is in the range of 30 to 50 mm, while the thickness of the LCC refractory layer is preferably in the range of 80 to 120 mm. In another exemplary embodiment, the skull plate is coated with water glass on the side facing the LCC series refractory concrete and may preferably be separated from the LCC series refractory layer by a polyethylene film. The refractory concrete of the LCC series is preferably formed in plates of dimensions from 450 to 700 mm with angled working joints and is separated from the upper beam by sibral paper glued to the upper beam and painted with water glass.

Přehled obrázků na výkresechBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Vyzdívka fluidního topeniště bude dále podrobněji popsána podle přiložených výkresů, kde na obr. 1 je částečný svislý řez fluidním topeništěm s vyzdívkou podle vynálezu, na obr. 2 je částečný vodorovný řez fluidním topeništěm s vyzdívkou podle vynálezu, na obr. 3 je jiný detail částečného svislého řezu fluidním topeništěm s vyzdívkou podle vynálezu, na obr. 4 je detail D řezu fluidním topeništěm s vyzdívkou z obr. 2 podle vynálezu, na obr. 5 je pohled na příkladné provedení kotvy podle vynálezu, na obr. 6 je pohled na příkladné provedení kotvy z obr. 5 podle vynálezu, pootočené okolo své podélné osy o 90° a na obr. 7 je graf závislosti teploty na čase při vysoušení a temperování vyzdívky podle vynálezu.The lining of a fluidized bed furnace will be described in more detail below with reference to the accompanying drawings, in which Fig. 1 is a partial vertical section of a fluidized bed furnace with a lining according to the invention; Fig. 2 is a partial horizontal section of a fluidized bed furnace with a lining according to the invention; Fig. 4 is a detail D of a cross-section of the fluidized bed lining of Fig. 2 according to the invention; Fig. 5 is a view of an exemplary embodiment of the anchor of the invention; Fig. 6 is a view of an exemplary embodiment The anchors of Fig. 5 according to the invention, rotated about 90 ° about their longitudinal axis, and Fig. 7 is a graph of temperature versus time during drying and tempering of the lining according to the invention.

Příklady provedení vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Z přiložených výkresů je patrná konstrukce příkladného provedení vyzdívky fluidního roštu podle vynálezu. Žáruvzdorné kotvy 1, což jsou kotvy zhotovené ze žáruvzdorného materiálu, jsou střídavě otočené okolo své podélné osy o 90° a jsou navařeny s roztečí 100-150 cm na ocelovou membránovou stěnu 2 fluidního topeniště. Žáruvzdorné kotvy 1 jsou natřeny asfaltovým lakem a jejich rozevřené konce 3 jsou zality do níže popsané vrstvy žárobetonu 4. Stěny vyzdívky jsou v popisovaném příkladném provedení vyzdívky fluidního topeniště vyzděny tak, že vytvářejí vrstvy v tomto sledu: Na ocelové membránové stěně 2 topeniště je na vrstvě sibralové vaty 5 čtyřicetimilimetrová sibralová deska 6, na ní stomilimetrová vrstva žárobetonu 4 řady LCC typu 1300, 1400, 1450,1500, 1600 nebo 1700, přičemž sibralová deska 6 je ze strany od žárobetonu 4 natřena vodním sklem. V jiném příkladném provedení je sibralová deska 6 oddělena od žárobetonu 4 polyetylenovou fólií. Jako žárobetonu 4 se používá nízkocementového žárobetonu majícího vysoké mechanické vlastnosti i v oblasti teplot 800-850 °C, který je zvláště odolný vůči abrazi taveninami strusek, agresivních složek paliv, popela a pod.The accompanying drawings show the construction of an exemplary embodiment of a fluid grate liner according to the invention. The refractory anchors 1, which are anchors made of a refractory material, are rotated alternately about their longitudinal axis by 90 ° and are welded with a spacing of 100-150 cm to the steel diaphragm wall 2 of the fluidized bed. The refractory anchors 1 are coated with an asphalt varnish and their open ends 3 are embedded in the refractory concrete layer 4 described below. siberian wool 5 a 40 mm siberian plate 6, on it a 100 mm layer of refractory concrete 4 of the LCC series 1300, 1400, 1450, 1500, 1600 or 1700, the sibral plate 6 being coated with water glass on the side of the refractory concrete 4. In another exemplary embodiment, the sibral plate 6 is separated from the refractory concrete 4 by a polyethylene film. As refractory concrete 4 a low-cement refractory concrete having high mechanical properties is used even in the temperature range 800-850 ° C, which is particularly resistant to abrasion by slag melts, aggressive fuel components, ash and the like.

Chemické složení žárobetonu 4 je následující: A1₂O₃ v množství 42-52 hmotnostních %, SiO₂v množství 52-40 hmotnostních %, Fe₂O₃ v množství 3-0,8 hmotnostních %, CaO v množství 2,2-1,9 hmotnostních %. Objemová hmotnost tohoto žárobetonu 4 po vysušení při 105 °C je 2200 až 2320 kg/m³ a jeho pevnost v tlaku je po vysušení při 105 °C minimálně 55 až 65 mPa, po vysušení při 800 °C minimálně 65 až 85 mPa.The chemical composition of refractory concrete 4 is as follows: Al ₂ O ₃ in an amount of 42-52% by weight, SiO ₂ in an amount of 52-40% by weight, Fe ₂ O ₃ in an amount of 3-0.8% by weight, CaO in an amount of 2.2- 1.9 wt%. The bulk density of this refractory concrete 4 after drying at 105 ° C is 2200 to 2320 kg / m ³ and its compressive strength after drying at 105 ° C is at least 55 to 65 mPa, after drying at 800 ° C it is at least 65 to 85 mPa.

vin

Zárobetonová vyzdívka je vytvořena jako žárobetonové pouzdro, které je rozděleno na bloky 7 zalomenými pracovními spárami 8. Velikost jednotlivých bloků 7 je v příkladném provedení 450 až 700 mm. Pracovní spáry 8 jsou bez jakékoliv výplně. Při výrobě žárobetonové vyzdívky se betonáž provádí po jednotlivých blocích 7, a to s výhodou vždy ob jeden blok 7. Od horního trámce 9 bude vnitřní pouzdro odděleno sibralovým papírem 10, přilepeným před betonáží tmelem Alu -150 a natřeným vodním sklem.The reinforced concrete lining is designed as a refractory sleeve, which is divided into blocks 7 by angled working joints 8. The size of individual blocks 7 in the exemplary embodiment is 450 to 700 mm. The working joints 8 are free of any filler. In the manufacture of the refractory lining, concreting is carried out one block at a time, preferably both blocks 7. From the top beam 9, the inner casing will be separated by sibral paper 10 glued with Alu-150 putty and painted water glass before concreting.

Vysoušení a temperování může být zahájeno za 4 dny po ukončení betonáže a proběhne podle vysoušeči křivky, znázorněné na obr. 7.Drying and tempering can be started 4 days after the concreting is completed and follow the drying curve shown in Fig. 7.

Kvalita navrhovaného řešení byly odzkoušena devítiměsíčním provozem s denním odstavováním a najížděním kotle. Za tuto dobu vyzdívka nezaznamenala žádných úbytků nebo destrukčních změn.The quality of the proposed solution was tested by a nine-month operation with daily shutdown and boiler start-up. During this time, the lining has not seen any declines or destructive changes.

Vyzdívka je velmi odolná vůči abrazi fluidní vrstvou, nemá prakticky žádné viditelné dilatační spáry, do kterých by se mohly dostat částice fluidní vrstvy a mohly tak způsobit destrukci vyzdívky z dilatačních spár. Dilatace, které přece jen vznikají vlivem teplot jsou eliminovány vlastní konstrukcí a vlastnostmi vyzdívky, tj. především pracovními spárami bez výplní, soustavou mikrotrhlin, které se po vysoušení či vypálení vytvoří ve stěnách žárobetonu, vlastní ocelovou konstrukcí - kotvením žárobetonu 4 v ocelové membránové stěně 2 fluidního topeniště.The lining is highly resistant to abrasion by the fluidized bed, and has virtually no visible expansion joints into which the fluidized bed particles could enter and cause destruction of the lining from the expansion joints. Dilatations, which arise due to temperatures, are eliminated by the construction and properties of the lining, ie mainly by working joints without fillings, a system of micro cracks, which after drying or firing formed in the walls of refractory concrete. fluidized bed furnace.

Claims

PATENT CLAIMS

A fluidized bed furnace lining formed by a heat-insulating layer applied to a steel membrane wall of a furnace, characterized in that a layer of refractory concrete (4) of the LCC series, anchored by a system of refractory anchors (1) to the steel membrane wall (2) ) firebox.

The fluidized bed furnace lining according to claim 1, characterized in that the thermal insulation layer is formed by loosely stuffed sibral cotton wool (5) and a layer of sibral plates (6) disposed thereon.

The fluidized bed furnace lining according to claim 1, wherein the LCC series refractory concrete (4) comprises 42 to 52 wt% Al 2 O 3, 52 to 40 wt% SiO 2, 3 to 0.8 wt% Fe ₂ O 3, 1.9 wt% CaO.

The fluidized bed furnace lining according to claim 1, characterized in that the refractory anchors (1) are welded to the steel diaphragm wall (2) of the furnace with a spacing between them of from 100 to 150 mm.

The fluidized bed furnace lining according to claim 1, characterized in that the refractory anchors (1) are formed of a strip material which is cut at a part remote from the steel diaphragm wall (2) of the furnace and the open ends (3) are bent into a letter shape. V, wherein the surfaces of the sheet material of the refractory anchors (1) are rotated 90 ° alternately with respect to one another.

Fluid furnace lining according to claim 1, characterized in that the refractory anchors (1) are coated with an asphalt varnish.

A fluidized bed furnace lining according to claim 1, characterized in that the layer thickness of the LCC series refractory concrete (4) is in the range of 80 to 120 mm.

The fluidized bed furnace lining according to claim 2, characterized in that the layer of refractory concrete (4) of the LCC series is separated from the sibral plate (6) by a polyethylene film.

The fluidized bed furnace lining according to claim 1, characterized in that the refractory concrete (4) of the LCC series is formed in blocks (7) with a length of 450 to 700 mm and a width of 450 to 700 mm with angled working joints (8). separated from the upper beam (9) by sibral paper (10) glued to the upper beam (9) and painted with water glass.