焚燒爐耐火材料用料布置

1、燃燒室

焚燒爐燃燒室內和爐膛出口布置的水冷壁受熱面受爐內高溫火焰輻射，通常在水冷壁煙氣側敷設50~100mm的耐火襯層。耐火材料通常使用耐熔渣侵蝕且導熱性好的SiC材料，可防止熔渣在墻壁上附著成長。爐膛二次燃燒空間不足時，爐膛出口之后的輻射冷卻室敷設耐火材料作為衛燃帶，作為二次燃燒室的一部分，可保證煙氣在高溫區域的足夠停留時間。對于爐排爐焚燒爐，敷設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燃燒技術時，沿煙氣流方向應適當增加耐火襯層敷設范圍，防止水冷壁受熱面發生高溫腐蝕。

2、爐膛

垃圾焚燒爐由于垃圾發熱值比較低，通常爐膛部分不設置受熱面，采用爐內絕熱的鋼殼體結構，爐墻起到耐火、絕熱和隔熱作用，殼體起密封作用。在發達國家，由于垃圾熱值較高，可以達到2500~3500kcal/kg,國內垃圾如果進行分揀，也能達到1800~2500kcal/kg,此時需要在爐內設置輻射受熱面，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壁或前、后拱設計為水冷壁結構。流化床鍋爐通�？蓪⑾∠鄥^設計為水冷壁結構(相當于煙氣輻射冷卻室)。爐內輻射受熱面煙氣側表面敷設70~100mm耐火絕熱襯層，水冷壁外表面敷設保溫層。比較絕熱爐墻的設計，結構雖然復雜，但耐火層厚度低，可大幅度減輕耐火材料重量，減少鋼結構荷載和造價。

3、水冷壁

爐內水冷壁通常采用密封性好的膜式水冷壁結構，由于爐內高溫，需要采用較小的節距并敷設耐火材料，防止發生水管高溫腐蝕、磨損。通常采用直徑51mm或60mm的管子，節距80~110mm。水冷壁在運行中與鋼殼體部分之間產生熱膨脹差，水冷壁與爐體之間的連接不僅要保證完全密封，而且要設置合適的結構吸收此膨脹差，保證爐體可靠密封。此外，考慮爐膛內水冷壁敷設的耐火材料如果發生脫落，高溫煙氣與水管之間將發生強烈熱交換，導致水管過熱和高溫腐蝕，因此，除了日常點檢時加強敷設耐火材料的檢查之外，通常爐內水冷壁采用可靠、簡單的水循環回路，保證水管安全運行。

爐排爐垃圾焚燒鍋爐第一通道兩側水冷壁向下伸展形成爐排爐燃燒區的兩側墻體，此部位爐膛燃燒最強烈，采用絕熱爐墻結構時在高溫作用下容易使垃圾中低熔點的物質熔化形成焦塊并粘結在兩側墻上，嚴重時將不得不停爐對結焦進行人工清理。水冷壁的設置在降低爐膛溫度的同時可有效抑制此部位的結焦。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構。

耐火材料在垃圾焚燒爐中的應用

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定性、良好的強度和良好的耐火、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雜，垃圾燃燒產生的高溫煙氣內含有大量腐蝕性氣體，垃圾中低熔點的物質容易熔融并附著在爐墻上，高溫下移動的垃圾或流化床爐內的床料對爐墻產生磨損和沖擊，更容易發生耐火材料及其支持金屬件嚴重損傷的問題。隨著垃圾焚燒高效發電及氣化熔融技術的使用，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的使用壽命和更經濟的建造和維護成本。

垃圾焚燒爐內溫度一般不超過1400℃，爐墻通常按耐火層、絕熱層、隔熱層進行多層設計，使爐墻外表面溫度低于70℃，可以改善焚燒爐周圍環境，降低散熱損失。垃圾焚燒鍋爐具有特殊的工作環境，應按不同部位的工作環境要求選擇合適的材料。絕熱層和隔熱層主要起絕熱作用，絕熱層同時可起到保護隔熱層的作用，在考慮耐酸腐蝕性和適當強度的基礎上，主要根據工作溫度和設計要求的熱導率選用，通常為中質和輕質的耐火材料。作為工作層的耐火層材料，在考慮工作溫度的基礎，主要根據耐磨性、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，結構復雜，形狀不規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合劑組成，可由各種材質制成，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、施工容易等優點，近年在日本得到普遍推廣使用，從高強度的耐火材料到低質的隔熱材料都有應用。