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循环流化床锅炉耐火材料

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时间:2017-12-15 来源:耐火砖厂家 浏览次数:


循环流化床锅炉由于炉内物料的高热容量、强掺混和低温燃烧的特点,它可以有效燃用褐煤、烟煤和无烟煤,也可燃用造气炉渣和石油焦等劣质燃料,在同一台锅炉上还可以同时燃用多个煤种,燃料适应性好。循环流化床燃烧技术发展很快,各种形式的CFB不断出现,并逐渐向大型化发展,CFB的优势已得到了广大用户的认可。
 
耐火砖
耐火砖
 
CFB耐火材料失效的原因
 
目前CFB的防磨措施多采用敷设较厚的耐火砖、浇注料或可塑料。CFB的受热面磨损主要发生在燃烧室下部、炉膛上部出口周围及布置在燃烧室中屏式受热面的下部。CFB的事故停炉,多数原因是由于物料的冲刷磨损造成耐火材料失效、脱落,阻塞排渣口和物料循环回路,使受热面被磨损造成爆管。
 
冲刷磨损是各种CFB用耐火材料必须面对的问题,由于锅炉本身的特性,在运行中耐火材料每天要受到燃料、燃料灰、石灰石及其反应产物的固体床料的磨损。煤种不同,其化学成分、挥发份和灰份不同,对耐火材料的冲刷速度也不同,热态下对耐火材料的磨损也不同。另外炉子的设计结构和流速都与冲刷有直接关系,这些问题需要实际试验与论证,才可把冲刷磨损降到限度。锅炉结构特殊部位常会引起耐火材料的提前失效,尤其是炉膛上部出口及分离器上部的耐火材料在热循环和机械振动共同作用下,经常产生塌落,这些必须从设计、选材和安装上综合考虑解决。
 
耐火材料随温度的升降,产生膨胀或收缩,如果此膨胀和收缩受到约束,材料内部会产生应力。耐火材料是非均质的脆性材料,与金属制品相比,由于它的热导率和弹性较小、抗拉强度低、抵抗热应力破坏能力差、抗热震性较低,热冲击循环作用下,耐火材料易先出现开裂剥落,终至整体损坏,这是CFB耐火材料的提前失效又一重要原因。影响耐火材料热震稳定性的因素是比较复杂的,要综合考虑各个因素的影响。
 
耐火材料的理化性能非常重要,一般来说CFB用耐火材料的耐压强度、抗折强度、耐磨性、热震稳定性和重烧线变化是寰洋实业主要的考核指标,同时高温耐压强度指标也要考虑。特别是一些浇注料在CFB燃烧温度下使用,不能达到烧结温度而强度较低。如加入高铝水泥的浇注料,由于钙的带入量增加,常温和110℃干燥后强度达到高峰,但随着温度的升高强度下降,700~1100℃时强度。还有许多耐火材料结合剂须经1200℃以上温度烧结后才有一定强度,在1200℃以下使用因耐火材料达不到烧结温度而强度很低,因此在CFB上选用效果不理想。
 
施工、安装和烘炉不合理也是耐火材料损坏的主要原因之一。大多数厂家都没有施工和安装的经验,在施工和安装中不能严格按照设计要求和材料生产厂提供的耐火材料施工要求进行监督施工。一些安装公司也没有CFB耐火材料的安装经验,按照工业锅炉的砌筑办法和经验进行施工,结果造成安装质量缺陷较大。还有个别工程为了缩短安装工期提前运行,由于没有达到锅炉要求,使材料中所含的水分未完全转化为水蒸气逸出,炉子点火运行后耐火材料中的水蒸气压力超过了材料的拉伸强度时引起衬里分层和崩溃,导致炉子点火不久就引起炉墙大面积塌落。
 
CFB用耐火材料的选用
 
寰洋实业根据近几年,用户反馈情况CFB使用比较好的耐火材料一般有:磷酸盐耐火砖、浇注料、高强耐磨浇注料、碳化硅浇注料、耐磨可塑料、轻质保温砖、保温浇注料和灰浆等;档的还有氮化硅结合碳化硅产品等品种。
 
磷酸盐砖具有荷重软化温度高、耐压强度高、热震稳定性好、耐磨损、抗剥落及性能稳定、施工周期短、节约能源等特点。它是是经低温(500℃)热处理的不烧砖,通常在1200~1600℃范围内使用,它在水泥窑上应用已有多年,早期CFB的设计材料大部分采用磷酸盐砖和磷酸盐浇注料。由于CFB是在850~900℃范围内运行,在这种温度下,该耐火材料耐磨性能得不到充分发挥。磷酸盐浇注料的理化性能与砖相同,所不同的是它的施工比较复杂,受环境限制。虽然磷酸盐材料在CFB上使用有它的不足,但是它的价格能使用户接受。  
 
耐火耐磨可塑料是不定形耐火材料中的一个重要品种,它是由耐火骨料、细粉及复合外加剂、化学结合剂,通过混炼、挤制而成的具有可塑性的胚块状或泥团状物料、用捣打方法施工,可塑料的高温强度高、耐磨性能好、热震稳定性好和热传导率小,用它捣制无接缝的炉体,具由整体性强、耐剥落性好,使用寿命长和节约能源等特点,因而被广大用户用于CFB重要部位。
 
高强耐磨浇注料是一种水泥基复合单组分干粉砂浆,由高强水泥、矿物质掺合料、高强度骨料以及抗裂耐磨剂,经工业化生产配制而成。高强耐磨浇注料现场加水搅拌即可使用,施工和易性好,通过人工抹灰在炉膛或旋风分离器表面形成一定厚度的抗磨层,经过正常养护即可达到技术要求,具有耐磨性高,与基础混凝土的粘接强度高,抗冲击性强,抗压强度高,耐久性好、使用期限长等特点,也广泛用于CFB重要部位。
 
碳化硅制品在高温无氧化气氛下使用具有较好的耐磨性和很好的热震稳定性,在一定温度下烧结其表面能形成一层釉面保护层,主要原因是CFB燃烧中带有少量氧化气氛,但是碳化硅耐火材料制品价格较高。
 
粘土质隔热轻质耐火砖,是以耐火粘土为主要原料制成的AL2O3含量为30%~48%的隔热耐火砖。以耐火粘土、漂珠、耐火粘土熟料作原料,掺加结合剂和锯木屑,经配料、混合、成型、干燥、烧成,制得体积密度为0. 3~1. 5g/cm3的产品。由于粘土质隔热轻质耐火砖强度高、保温性能好、价格低等优点,被广大CFB用户所应用。
 
轻质保温浇注料是浇注料的一种,保温浇注料具有体积密度小、导热系数低、隔热性能优异、质量稳定的特点。可用于CFB内衬或隔热层不易施工的部位。
 
以上几种CFB用耐火材料在国内具有代表性,是寰洋实业根据对大多数用户使用情况了解,用户反应较好的几种耐火材料。但是各锅炉生产厂家和设计单位选用耐火材料品种繁多,没有统一标准,其耐磨性能高,是与炉子能够达到同周期运行,同周期性检修,并能产生较好的经济价值和社会效益的耐火材料少。寰洋实业根据CFB的使用要求,使耐火材料具有高温耐磨性和高热震稳定性,施工时要求耐磨耐火材料和保温密封材料分层施工、胶结一体,即重质和轻质、定型和不定型配套施工,生产工艺不同和施工方式不同的耐火材料要求达到相同的指标。  
 
耐火材料的使用、安装和检修的建议 
 
建议用户使用的耐火材料是否专为CFB使用而研制的;耐火材料的理化性能能否满足CFB的特殊性能要求(耐火材料的主要指标有耐压强度、抗折强度、耐磨性能和热震稳定性等);应对耐火材料的使用情况进行认真调查和了解,耐火材料的周期性使用性能是否得到众多用户认可;耐火材料的价格、使用寿命及产生的经济效益能否达到效果;耐火材料生产厂家的生产能力、生产设备、检验手段和质量保证体系能否满足耐火材料生产要求;能否提供耐火材料全面技术说明和施工资料,是否有专业技术人员进行现场施工技术指导和监督。
 
建议使用单位购进耐火材料时,应该对安装人员的技术水平预先进行测验,这将大大减少将来的维修费用;施工和安装时,除遵守设计要求外,还要按照耐火材料生产厂家提供的升温曲线进行烘炉。
 
建议用户严格执行定期检修,一般是一年一次小修,三年进行一次大修。小修是对严重磨损区域进行一次修补。锅炉在运行中要尽量减少停炉次数,多次停炉和启动会使耐火材料产生热冲击循环应力疲劳,局部裂缝加宽增多。检修时如发现性裂缝时要及时进行修补,可选用酸性高温粘合剂加部分高铝细粉混合后进行修补,也可选用专用补炉料进行修补。应注意小的裂缝,如不及时修补裂缝会继续扩大,有时灰从裂缝进到保温层,天长日久缝隙中灰量逐步增加会引起炉墙突出塌落。

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