1 апреля 2021 года, согласно договору №И/03 на выполнение обследования объекта «Печи сжигания твердых и жидких отходов», специалистами компании ООО «Веллонс.РУ», проведена визуальная инспекция существующей огнеупорной футеровки печи №1. Результаты инспекции показаны в данном отчете.
Инспекция футеровки, в том числе, проводилась с целю определения технических параметров объекта, сбора исходных данных для проектирования новой огнеупорной футеровки печи / печей сжигания отходов.
1. ПЕЧЬ СЖИГАНИЯ ОТХОДОВ №1: печь предназначена для сжигания различных твердых/ жидких видов отходов в том числе: различные виды полиэстера, волоконного полипропилена, полиэстерные шламы, включая этилен гликоль, различные виды бумажных отходов, твердые отходы активированного угля, отходы нефтепродуктов, а также древесные отходы. Данные отходы (твердые) загружаются в приемный лоток и при помощи гидравлического толкателя подаются в печь. Подача отходов в печь осуществляется с определенной периодичностью. Зола удаляется в зольные контейнера при помощи гидравлического толкателя (периодически), а дымовые газы проходят многостадийную очистку в скрубберах мокрой очистки. Розжиг печи, поддержание необходимого горения и дожиг продуктов возгонки осуществляется при помощи двух газовых горелок. Печь имеет две камеры горения (первичную и вторичную), футерованные теплоизоляционным и огнеупорным материалами.
1.1 ПЕРВИЧНАЯ КАМЕРА / КАМЕРА ГОРЕНИЯ.
Футеровка пода печи: конструкция пода представляет собой подобие рамы, выполненную из огнеупорного бетона поверх металлического корпуса (днища) печи, имеющего специальные щелевидные прорези для подачи воздуха на горение. В качестве колосников, в настоящее время, используются шамотные огнеупорные кирпичи с прорезями по торцу, прорезанными вручную, устанавливаемых внутрь «бетонной рамы». На фотографиях представлена конструкция «колосниковой решетки» печи №2, сделанных в момент очистки и проведения регламентных работ. На наш взгляд, представленная конструкция колосников не соответствует оригинальным, т.к. прорезанные отверстия, в связи с небольшим живым сечением колосников, не обеспечивают проход необходимого количества воздуха необходимого давления для обеспечения нормального горения топлива. Данное предположение находит подтверждение при проведении анализа состояния колосниковой решетки в печи №1 (см. фото слева). Мы видим, что отверстия в колосниках в печи №1 полностью отсутствуют, забиты шлаком / золой. Доступ воздуха горения подколосникового дутья полностью перекрыт, за счет попадания золы в пропиленные щели колосниковых кирпичей / камней. Негативное влияние также оказывает процесс золоудаления, который осуществляется за счет движения гидравлического толкателя, который в еще большей степени «трамбует» золу в небольших щелях колосников, тем самым уменьшая живое сечение колосника до его полного перекрытия. Давления подколосникового дутья, для нормальной работы колосниковой решетки, на данный момент, явно недостаточно.
Решение! Для обеспечения нормальной работы колосниковой решетки, с целью подачи достаточного количества воздуха для горения топлива, в процессе замены огнеупорной футеровки или в процессе модернизации печи, можно предусмотреть следующие варианты решения:
Футеровка стен: оригинальным проектом футеровки предусмотрено устройство двухслойной футеровки, рабочий слой которой выполнен из алюмосиликатного огнеупорного бетона и теплоизоляционного слоя из силикаткальциевой плиты. В качестве рабочего слоя использован торкретбетон. Толщина огнеупорного бетона рабочего слоя 105 мм, толщина теплоизоляционного слоя составляет 75 мм, общая толщина футеровки – 180 мм (в среднем).
Основной дефект футеровки стен – наличие большого количества трещин, имеющих достаточно большое раскрытие 5–10 мм и более, а также небольшое количество сколов футеровки, например в зоне горелочного устройства или загрузочной части. Трещины расположены по всей площади футеровки стен в хаотичном порядке и различной концентрации (гдето трещин больше, например в зоне горелочного устройства и фронтальной стены – участок перехода во вторичную камеру дожига; гдето в меньшей степени).
Видно, что некоторое время назад футеровка была «отремонтирована» путем нанесения тонкого слоя торкретбетона, для защиты футеровки от дальнейшего разрушения и образования трещин. К сожалению, данный способ не принес значительного положительного эффекта, по причине слишком тонкого слоя нанесенного материала – до 15–20 мм. Толщина данного защитного слоя очень маленькая и не позволяет обеспечить механическую прочность данного слоя. Материал данного слоя также имеет многочисленные трещины и в процессе эксплуатации начал отслаиваться от основного рабочего слоя футеровки. Это очень хорошо видно на фотографии свода первичной камеры сгорания печи №2.
Способ нанесения тонкого слоя торкретбетона поверх основного огнеупора рабочего слоя может быть использован только как краткосрочное решение в критических случаях, в качестве «аварийного» решения при горячих ремонтах.
Также обращаем ваше внимание на толщину существующего слоя из торкретбетона в зоне загрузки отходов в печи №2. Видно, что толщина рабочего слоя на сколе огнеупора составляет не более 20–40 мм, что значительно меньше проектной толщины футеровки (90–105 мм). В связи с тем, что технология укладки огнеупора в печах №1,2 одинакова, то данный факт может наблюдаться и в печи №1, даже при соблюдении внутренних размеров камер проектным размерам.
Основная причина образования трещин – нарушение технологии укладки огнеупора рабочего слоя футеровки. Не зависимо какой вид материала и способ его укладки выбран: торкретирование (gunning) или заливка (casting), укладка рабочего слоя монолитной футеровки всегда ведется картами с устройством температурных компенсационных швов (обычно толщиной 10–13 мм) Температурные швы заполняются рулонным теплоизоляционным материалом для компенсации различных тепловых расширений футеровки и корпуса печи соответственно. Оптимальный размер карт бетона
составляет 750х750 мм. Размеры карт могут и отличаться в большую сторону в зависимости от конструктивных особенностей оборудования (подбираются индивидуально).
В существующей футеровке стен и свода камер печи устройство температурных швов отсутствует в принципе. В результате теплового расширения футеровки, несмотря на небольшую толщину рабочего слоя футеровки (90–105 мм), трещины образуются хаотично и не контролируемо. Их концентрация зависит от толщины и прочности футеровки в различных местах. Работа печи, связанная с периодической загрузкой отходов на сжигание, также несет в себе негативный фактор воздействия на футеровку. Футеровка получает дополнительные термоудары при разогреве / охлаждении футеровки, что приводит к внутренним напряжениям в футеровке в результате чего и образуются трещины. К сожалению, их большое количество негативно сказывается на эксплуатации футеровки и оборудования в целом. Трещины прогрессируют, образуют сколы, и футеровка не обеспечивает необходимых требования по тепловой защите и «герметичности» футеровки от проникновения агрессивных продуктов сгорания различных видов отходов к корпусу печи, которые со временем приведут к коррозии и прогару корпуса печи.
На данный момент, при проведении реконструкции печи потребуется полная замена футеровки первичной камеры / камеры горения печи.
Решение! Не зависимо какой вид огнеупора (монолитный / огнеупорный бетон или формованный / огнеупорный кирпич) будет выбран в качестве замены существующему, а также не зависимо какой способ укладки данного огнеупора будет предложен (gunning / casting для монолитной футеровки), проект устройства футеровки должен включать в себя обязательное устройство температурных швов в рабочем слое огнеупора. Устройство температурных компенсационных швов необходимо для любого вида огнеупора, включая и футеровку из огнеупорного формованного кирпича (пример на фото), а для монолитной футеровки просто обязательно!
1.2 ВТОРИЧНАЯ КАМЕРА / КАМЕРА ДОЖИГА.
Футеровка стен: оригинальным проектом футеровки предусмотрено устройство двухслойной футеровки, рабочий слой которой выполнен из алюмосиликатного огнеупорного бетона и теплоизоляционного слоя из силикаткальциевой плиты. В качестве рабочего слоя использован торкретбетон. Толщина огнеупорного бетона рабочего слоя 105 мм, толщина теплоизоляционного слоя составляет 75 мм, общая толщина футеровки – 180 мм (в среднем).
Основные дефекты стен горизонтального участка камеры дожига, дефекты торцевых стен носят аналогичный характер дефектов, описанных в разделе «футеровка стен» для первичной камеры / камеры горения. Стены имеют многочисленные трещины, сколы, расположены хаотично, по причине отсутствия необходимых температурных компенсационных швов. Фурменные отверстия подачи воздуха на горение как в торцевой стене, где расположена газовая горелка, так и тангенциальные фурменные отверстия подачи воздуха (для смешения воздуха с продуктами горения), находятся в удовлетворительном состоянии.
Обращаем ваше внимание на толщину существующего слоя торкретбетона в переходной зоне камеры дожига и вытяжной трубы (в зоне сочленения горизонтального и вертикального участков). Видно, что толщина рабочего слоя на сколе огнеупора составляет не более 20–30 мм, что значительно меньше проектной толщины футеровки (90–105 мм). Данный факт еще раз подтверждает, что технология укладки футеровки, ее конструкция аналогична для двух печей. Торкретбетон рабочего слоя, в зоне загрузки отходов в печи №2, имеет аналогичную толщину рабочего слоя (20–40 мм). Основываясь на этих двух фактах, можно сделать предположение, что футеровка всей печи имеет меньшую толщину, чем предусмотрено оригинальным проектом. Небольшая толщина футеровки рабочего слоя может являться одной из причин повышенного образования трещин при отсутствии температурных компенсационных швов.
На данный момент, при проведении реконструкции печи рекомендуем произвести полную замену футеровки вторичной камеры / камеры дожига печи, для решения проблем, описанных выше.
1.3 ВЫТЯЖНАЯ ТРУБА.
Футеровка стен: Футеровка вытяжной трубы разбита на два участка: верхний участок имеет однослойную огнеупорную футеровку, выполненную из торкретбетона толщиной 125 мм; нижний участок предусматривает устройство двухслойной футеровки, рабочий слой которой выполнен из алюмосиликатного огнеупорного торкретбетона (толщина слоя 75 мм) и теплоизоляционного слоя из силикаткальциевой плиты (толщина слоя 50 мм).
Визуальный осмотр футеровки вытяжной трубы и колена газохода, идущего на систему скрубберов охлаждения дымовых газов и их очистки, позволяет сделать утверждение, что футеровка данных участков находится в нормальном техническом состоянии. Отсутствуют трещины, сколы футеровки, в отличии от футеровки первичной и вторичной камер печи.
Представленная фотография показывает кардинальное отличие устройства футеровки, по отношению к футеровке стен печи, с правильно сформированными картами и температурными компенсационными швами между ними. Футеровка монолитным огнеупором картами, и формированием швов между ними соответственно, позволяет избежать повышенного внутреннего напряжения в бетоне при его нагреве. Данные швы позволяют компенсировать линейное удлинение / расширение бетона при его нагреве, сохраняя его прочность и предотвращая возникновение трещин и сколов. Обеспечивают нормальную эксплуатацию монолитной огнеупорной футеровки на данном участке в целом.
На данный момент, при проведении реконструкции печи, какихлибо работ по ремонту или замене футеровки вытяжной трубы производить не нужно, футеровка вытяжной трубы находится в удовлетворительном состоянии.
ИТОГО:
По результатам визуального осмотра огнеупорной футеровки «Печи сжигания твердых и жидких отходов», можно сделать предварительный вывод о наличии значительного количества дефектов в виде многочисленных трещин и сколов футеровки, а также несоответствие пода печи в части конструкции применяемых колосниковых камней, не обеспечивающих нормальную подачу воздуха для горения топливных отходов. Возможными причинами образования дефектов, на наш взгляд, могут являться следующие причины:
ОБЩИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ:
На данный момент, при проведении реконструкции печи рекомендуем произвести полную замену футеровки первичной камеры (камеры горения) и вторичной камеры (камеры дожига), для решения проблем, описанных выше. Проведение ремонта или замены футеровки вытяжной трубы, по причине ее удовлетворительного состояния, не требуется.
Обращаем ваше внимание на следующие важные факторы при формировании ТЗ на устройство футеровки:
Все представленные фотографии, а также фотографии, не вошедшие в данный отчет, но позволяющие оценить техническое состояние огнеупорной футеровки печей для сжигания твердых и жидких отходов №№1,2, переданы на электронном носителе совместно с данным отчетом.
