循環流化床鍋爐耐火材料安裝及防磨措施介紹

發布時間：2021/11/12 17:00:01

循環流化床鍋爐耐火材料防磨措施及安裝施工

CFB燃燒技術是一種新型、高效、低汙染的清潔燃燒技術。CFB鍋爐的耐火材料種類很多，外牆為粘土磚、輕質磚、高鋁磚等，內襯有剛玉莫來石澆注料、鋼纖維澆注料、輕質澆注料、耐火混凝土等多種可塑性澆注料。 流化床鍋爐專用耐火材料行業推薦高強度耐磨澆注料。

高強度耐磨澆注料由高強度骨料和粉末礦物添加劑組成。通過配方設計，使其具有抗磨損損失小，強度高，外形可控，整體性強，施工簡單，施工性能優良等優點。由於聚合物的加入，基層混凝土粘結牢固。高強耐磨澆注料成本低，是一種需要耐磨的理想材料。

循環流化床鍋爐耐火材料安裝介紹

爐牆施工前，應符合鋼結構、受熱麵、爐牆零件的組合或安裝工作(包括焊縫安裝的嚴密性試驗)。

循環流化床鍋爐耐火材料安裝對爐牆的特殊要求主要體現在以下幾點:

①由於分離器內煙氣溫度高達900℃，必須保證筒內耐火澆注料的安裝質量。耐火材料的安裝必須嚴格按照圖紙和數據的要求進行。異形磚砌築結構可根據實際情況選擇，也可現場澆築非定形澆注料。耐火材料類型和規格的選擇應充分考慮使用條件對其性能的要求。維護是一個重要的環節，不容忽視。煙道氣流速高，對耐火材料的抗磨強度、熱振穩定性、表麵盡可能平整，周圍盡可能光滑過渡。澆注時表麵應平整，落灰口應光滑。

②布風板上的耐火澆注料安裝風帽後進行。因此除按圖施工外，還應注意不堵塞風帽孔，尤其是水冷卻布風板。布風板上下應塗有耐火澆注料，安裝後應逐一檢查，防止風帽堵塞。

③密相區是循環流化床鍋爐工作環境惡劣的地方。如果是大型爐牆，則要求爐內耐火磚采用高鋁磚。先留下膨脹縫，做好高鋁耐火磚與紅磚的連接結構。牆麵平整，磚縫錯開，砂漿飽滿；高鋁耐火磚砂漿應采用高鋁耐火水泥。膜式水冷壁結構位於防磨銷釘焊接區。應塗上60~100mm厚的非燒結微收縮耐火澆注料，經工程實踐檢驗。澆注時，應支持內撐澆注，並嚴格遵守供應商的施工要求。

④風口應光滑無障礙，與熱煙氣發生器相鄰的風室也必須按圖紙安裝耐火層。

循環燃燒的主要特征是，當煙氣中含有大量物料，經過分離器時氣固分離，分離出的氣體進入尾端，再流經各受熱麵進行換熱，然後淨化和排放到大氣中，經過非機械回料閥送回爐膛進行循環燃燒。高含量的物料使爐體在循環燃燒過程中受熱麵和耐火材料的磨耗，嚴重限製了爐型的長期經濟運行。

循環流化床鍋爐的防磨措施

1.磨損的概念和危害。

磨損是物體工作表麵的材料在相對運動中不斷損失、轉移或殘留變形的現象。循環流化床鍋爐的磨損主要包括受熱麵磨損和耐火材料磨損。熱管道在受熱麵磨損時，不管是汽水側還是煙氣側的管道磨損，均產生熱應力變化。受熱不均可引起受熱麵爆裂泄漏，甚至鍋爐停爐；耐火材料磨損可引起耐火層脫落、漏風增大，受熱麵磨損加劇。鍋爐受熱麵磨損和耐火材料磨損對鍋爐的正常、安全和經濟運行均有不同程度的影響。

受熱麵磨損及防磨措施；

在爐膛方麵，循環流化床鍋爐氣固兩相流相對較大。爐膛內固體顆粒團隨氣流上移，爐身中心區域的流化風速大、四壁流化風速小，固體顆粒也會滑聚於低流化爐內，並沿爐膜壁向下流動，形成強烈的爐內循環運動。

爐壁磨損與爐膛材料貼壁回流過程密切相關。回流的物料在貼壁上回流時遇到障礙物，使物料顆粒流向發生改變，障礙物將物料分流至障礙物兩側，再向兩邊傾斜，造成磨損；貼壁回料遇障礙物後受力反彈。顆粒反彈到膜壁時，會與管壁形成斜衝刷和正衝擊，造成磨損。

在工程實際中，爐內防磨措施：除在設計上選擇合理的煙風速外，還嚴格控製進煤的粒度及燃燒室的流化速度。采用管道法、加防磨梁、加縱肋等主動防磨措施、被動噴金屬、鋪耐火等防磨措施。

1)管道技術。

主要用於爐膛密相區上部與膜壁的結合。通過改變膜壁的幾何形狀，垂直段的耐磨耐火材料與上膜壁管保持平直，使貼壁回流材料產生的渦流在耐火材料區域形成，從而避免膜壁的磨損。大量的工程實踐表明，使用管道結構可以有效防止磨損。

第二，防磨梁技術。

膜壁的高度方向每隔一定距離用耐火耐磨材料製成凸台。凸台的布置形式是水平或傾斜布置，以降低材料在貼壁回流過程中的速度和濃度。防磨梁技術安裝簡單，廣泛應用於工程實踐中。

第三，加縱向肋片。

為了延長爐膛垂直布置受熱麵(水冷屏.過熱屏)的使用壽命，垂直布置受熱麵管道一般設置垂直肋。縱肋可規範貼壁回流物料的流場，減緩受熱麵磨損，延長其使用壽命。

第四，金屬噴塗。

金屬噴塗是在膜壁管和翅片表麵噴塗高強度耐磨金屬陶瓷塗層，是一種被動的防磨技術。一般密相區上部膜壁1~2m.在煤口正麵膜壁、爐膛四角、爐膛頂部等易磨損部位噴塗金屬。金屬噴塗後，可以減緩膜壁本身的磨損，但隨著運行時間的延長，噴塗層本身磨損後會起皺脫落，造成膜壁不均勻，加重磨損。

同時，在更換噴塗後的膜壁管時，由於金屬噴塗層中的Cr.Ni在高溫下熔化，管端坡口處的噴塗層必須處理幹淨。膜壁管焊接時，金屬噴塗層中的Cr.Ni在高溫焊接環境下會熔化到焊液中，形成脆性裂紋，導致焊接質量差。

5)鋪設耐火材料。

為了減緩膜壁的磨損，在膜壁上鋪設一定厚度的耐磨耐火澆注料是一種被動的防磨技術措施。耐火材料的固定方法是通過焊接在膜壁管上釘子來固定。多用於鍋爐密相區和爐膛出口周圍。該方法施工簡單，防磨效果好，但澆注料導熱係數小，會降低爐膛換熱特性。耐火材料在工程中的敷設厚度一般為50~70毫米。

過熱器。省煤器管道:過熱器。省煤器管道的迎風麵和彎頭應加防磨瓦保護。為了防止煙氣走廊的形成，可以在管道中間插入幾塊水平不鏽鋼板進行固定，道整齊。

空氣預熱器管道:立管空氣預熱器管道煙氣入口處安裝防磨套管，並敷設一定厚度的耐磨澆注料進行防磨；臥管空氣預熱器管道應在迎風麵安裝防磨瓦進行保護。

3.耐火材料的磨損和耐磨。

循環流化床鍋爐的受熱麵不僅采取了一定的主動防磨措施，還采取了被動防磨措施，即在易磨損部位的受熱麵上鋪設一定厚度的耐火材料，以減緩受熱麵的磨損。耐火材料還具有保溫和密封的功能。

由於耐火材料和金屬零件的膨脹係數不同，耐火材料會隨著爐內溫度的循環而開裂和剝落。同時，爐內大量固體材料對耐火材料的衝刷也會對耐火材料造成一定的破壞。耐火材料的施工方法、養護、烘爐等也會影響耐火材料的使用壽命。因此，應合理選擇耐磨材料，注重施工質量，合理運行和維護，以減緩耐火材料的磨損。

4.運行中的防磨。

鍋爐設計、製造、安裝、築爐、烘爐完成後，鍋爐受熱麵和澆注料的磨損與運行過程密切相關。理論和實踐表明，磨損與時間、飛灰粒徑、流速和飛灰濃度有關，即:

T=C=2μω3

類型(1):t為磨損量，g/m2；時間為h；氨為飛灰衝擊率，與飛灰濃度、飛灰顆粒直徑、煙氣流粘度、煙氣流速和管徑有關。飛灰顆粒的大小和分布特性與煤的燃燒特性、細度、燃燒方式和燃燒條件有關；μ是煙氣中飛灰的質量濃度，g/m3；ω為飛灰顆粒的流速，類似於煙氣流速，m/s；c為比例常數，代表飛灰顆粒的磨損特性，與煤種有關。

可以看出，在運行過程中，要降低煙氣流速，降低煙氣中的灰濃度，降低爐膛差壓，粒徑，以減少受熱麵和澆注料的磨損。

1)減少煙氣流量。

循環流化床鍋爐燃料燃燒所需的風量由一次風和二次風組成。在為燃料燃燒提供氧氣的同時，一次風的主要作用是為流化床床料提供氧氣，二次風為燃料充分燃燒提供氧氣。一次風量對流化質量、循環材料量、循環材料粒徑、床溫.NOX的產生有很大影響。

一次風量過低會導致流化不良、床溫過高甚至爐膛結焦等嚴重後果，影響鍋爐的安全運行；一次風量過高會導致循環材料量增加，循環材料粒徑增加，煙氣流量增加。NOX濃度的增加會加速受熱麵和澆注料的磨損。NOX減排更加困難，影響鍋爐經濟運行。因此在運行中要合理配風。

第二，降低灰濃度。

循環灰濃度是衡量循環材料量的指標，是影響爐內傳熱、床溫、蒸發量和蒸汽溫度的重要參數，對磨損也有很大影響。循環灰濃度高，爐內傳熱好，床溫高，負荷能力強，蒸汽溫度高，循環灰濃度低，磨損減少。循環灰量在運行過程中應合理控製。

第三，降低爐膛差壓。

爐膛差壓是衡量爐膛床料量的指標。差壓高，床料多，燃燒穩定，爐膛各部分溫度均勻，底渣可燃物少；低差壓可導致爐膛下床溫度高，底渣可燃物多，經濟性差。

第四，降低燃煤粒徑。

為了保證床的流化，需要增加一次風量來增加煙氣流量。此外，在鍋爐啟停過程中，應限製溫升或冷卻速度，以防止熱應力過大。

5.結語

循環流化床鍋爐本身的物料循環燃燒特性必然會磨損受熱麵和耐火材料。采取合理有效的防磨措施，減緩受熱麵和澆注料的磨損，可提高鍋爐運行的可靠性和經濟性。