第十一節(jié) CFB鍋爐部件磨損與防磨

第十一章CFB鍋爐部件磨損與防磨第二階段烘爐溫度可控性開始變好，此時油槍出力增大，燃燒狀況穩(wěn)定，各處溫度場比較均勻。此后進入第三階段，溫度控制在550℃左右。然而床下點火器的澆注料水分含量太大，且澆注料厚度達420mm，烘烤時水分下降緩慢，經(jīng)過11天的烘爐，點火器外層保溫澆注料水分還在16%以上，最后決定在點床下油槍時繼續(xù)烘烤床下點火器澆注料，通過控制床下油槍的出力來調(diào)節(jié)溫升率，以保證耐火材料的安全。吹管未投煤，吹管結(jié)束后檢查發(fā)現(xiàn)，床下點火器澆注料水分合格，爐墻情況良好，但是在冷渣器內(nèi)有沿整個墻面近一周的非貫穿裂紋，認為主要是第一次點火烘爐時升溫速度過快，超溫后又停烘爐油槍急劇降溫導致。烘爐共用油362t，各處水分控制情況見表11-10圖11-25烘爐機布置圖表11-10烘爐澆注料水分檢驗結(jié)果%項目第一階段第二階段第三階段260t/h分離器入口0.16頂部0.15出口0.17465t/h分離器入口2.32頂部0.11出口表11-10烘爐澆注料水分檢驗結(jié)果%項目第一階段第二階段第三階段260t/h分離器入口0.16頂部0.15出口0.17465t/h分離器入口2.32頂部0.11出口1.06點火預燃室A20.5316.320.49B18.9816.050.65C23.420.20.4D16.4915.850.29總結(jié)上述實踐，對三種烘爐方法進行比較，見表11-11。表11-11三種烘爐方法的比較烘爐方法可操作性需要人數(shù)人員類型技術(shù)要求危險性烘爐效果燃油量烘爐設備木柴、油槍容易多臨時工低低較好少無油槍難少專業(yè)運行人員高高滿足要求多無烘爐機較難較少烘爐機操作員稍高稍高較好較少烘爐機循環(huán)流化床鍋爐的烘爐是一項關(guān)系鍋爐安全運行的關(guān)鍵調(diào)試項目，在烘爐曲線制定以后所采用的烘爐手段較多，操作難易性和烘爐效果等各有優(yōu)缺點。綜合評定各種烘爐方法以后，認為220t/h以下循環(huán)流化床鍋爐采用木柴烘爐方法較為適合，220t/h以上循環(huán)流化床鍋爐，尤其是400~465t/h的大型鍋爐，由于其爐膛大，采用烘爐機的方式比較適合，在運行工人對床下點火油槍性能和操作比較熟練的電廠，也可以直接采用點火油槍進行烘爐，但是注意低溫階段烘爐危險性較大。如果點火時床下耐火材料的水分高于5%，則一定設計好第一次點火時的升溫曲線，根據(jù)升溫曲線選擇合適的點火油槍容量和點火油壓。一般冷態(tài)點火時先用小容量油槍點火，控制升溫率在耐火澆注料允許的范圍內(nèi)，等床溫升達到200~300℃時再更換為原設計出力油槍繼續(xù)提高床溫。11.8CFB鍋爐耐火耐磨材料及施工典型實例11.8.1石家莊電廠100MWeCFB鍋爐該爐總砌筑量760t。其耐磨耐火材料布置區(qū)為：①水冷壁下部開孔區(qū)；②爐膛出口區(qū)；③旋風分離器；④回料區(qū)；⑤冷渣器區(qū)；⑥水冷布風板區(qū)及水冷風室區(qū)；⑦水冷屏及二級過熱器區(qū)。根據(jù)條件的差異，各部位的耐火材料使用不止一種，其中TDP-1W型耐磨(耐火)可塑料用于旋風分離器及其入口煙道、點火預燃室、水冷風室、爐膛、水冷蒸發(fā)屏、屏式過熱器；DD-1W型耐磨澆注料用于回料器、旋風分離器出口煙道；TDD-1C型耐火澆注料用于點火風道、水冷風室、前后包墻上集箱；TDD-1型絕熱澆注料用于回料器、旋風分離器出口煙道、前后包墻上集箱、冷渣器；TDD-1B型保溫澆注料用于點火預燃室、點火風道、冷渣器；TDD-1WG型鋼纖維耐磨澆注料用于冷渣器；TD-N型耐磨磚主要用于冷渣器；TD-H型耐火磚主要用于點火預燃室；TD-JZ型絕熱磚主要用于點火預燃室；TD-H型拉鉤磚主要用于點火預燃室。各部位內(nèi)襯爐墻用材料及用量見表11-12。表11-12各部位內(nèi)襯爐墻用材料及用量施工部位耐磨可塑料耐磨澆注料耐火澆注料絕熱澆注料保溫澆注料鋼纖維耐磨澆注料耐磨磚耐火磚絕熱磚拉鉤磚體積(m3)體積(m3)體積(m3)體積(m3)體積(m3)體積(m3)體積(m3)體積(m3)體積(m3)體積(m3)點火風道預燃室0.15118.37.830.9點火風道燃燒室1629水冷風室3.543.5爐膛下部密相區(qū)10.3水冷蒸發(fā)屏1.4屏式過熱器1.8爐膛出口煙窗3.8頂棚區(qū)域1.7分離器入口煙道5旋風分離器23.5分離器出口煙道2937回料器4028前后包墻上集箱0.620.5冷渣器4243613耐磨耐火可塑料應用在一些有熱傳導區(qū)域的壓力部件，此區(qū)域設計為單層搗打結(jié)構(gòu)，采用耐磨銷釘固定，其設計厚度較薄，直接鋪設在受熱面管排上。具體應用部位及耐磨層厚度見表11-13，11-14。耐磨耐火可塑料的性能要求見表11-15。表11-13耐磨耐火可塑料在DG410/9.81-9循環(huán)流化床鍋爐應用部位序號材料名稱應用部位設計厚度，mm固定方式施工結(jié)構(gòu)1耐磨耐火可塑料爐膛下部密相區(qū)50.5耐磨銷釘單層搗打結(jié)構(gòu)2水冷蒸發(fā)屏55.53屏式過熱器464爐膛出口煙窗50.55頂棚區(qū)域50.56旋風分離器入口煙道557旋風分離器46表11-14耐磨耐火可塑料應用部位工作環(huán)境序號應用部位設計目的工作溫度，℃介質(zhì)顆粒濃度，kg/m3煙速，m/s1爐膛下部密相區(qū)耐磨和低絕熱100020~3042水冷蒸發(fā)屏880~93010~155~63屏式過熱器880~93010~155~64爐膛出口煙窗650~95010~1325~305頂棚區(qū)域650~95010~1325~306旋風分離器入口煙道650~9507~1025~307旋風分離器650~9507~1025~30表11-15TDP-1W型耐磨(耐火)可塑料設計性能指標項目應達到的最低性能指標耐火度(℃)≥1790荷重軟化度(℃)開始點-4%≥1500導熱系數(shù)(W/mK)≥1.75(熱面1000℃)線變化率(%)110℃，24h-815℃，3h≤-0.21100℃，3h-1500℃-抗壓強度(MPa)110℃≥65815℃≥851100℃≥95抗折強度(MPa)110℃≥10815℃≥151100℃≥18體積密度(g/cm3)≥2.65顯氣孔率(%)20化學成分(%)Al2O3≥75Fe2O3≤1.5急冷急熱次數(shù)(次)水冷>25風冷>40磨損量(cc)，(按ASTMC-704)≤8耐磨可塑料使用強制攪拌機進行拌制，攪拌機內(nèi)不得有雜物。其工作程序為：首先將稱量好的耐磨可塑料(200kg)加入攪拌機內(nèi)，干攪3min左右。待材料充分混合后，按照規(guī)定加入70%左右的膠粘劑，然后視情況邊攪拌邊加入剩下的膠粘劑，加膠量應宜少不宜多，不得超過規(guī)定量，以免影響材料的強度。耐磨可塑料的膠粘劑要過磅稱量。配合比按以下情況加入，溫度較低時(≤20℃)，加入量控制在4.5%~5.5%，溫度較高時加入量控制在6.5%~8.5%。材料攪拌好后，及時施工，放置時間不得超過30min，料應當一次用完，不得重復攪拌。耐磨可塑料搗打應從施工作業(yè)面由下向上進行，搗打用力要適中均勻，搗打至表面平整沒有孔隙和裂紋時，然后用抹子修補找平。在搗打過程中要及時測量可塑料厚度，保證可塑料厚度等于設計值，但注意搗打完畢后銷釘不能外露。搗打要結(jié)構(gòu)密實，表面平整。為了避免可塑料凝固，膨脹縫設置應與可塑料施工同步進行，水平膨脹縫設置為通縫，垂直縫必須錯列布置。膨脹縫的設置必須合理，尺寸為550550mm，膨脹縫寬度為2mm。為保證耐磨可塑料的密實度和膨脹縫的平直，應采用專用工具進行。內(nèi)襯烘烤過程中，按照煙氣流向(點火風道→水冷風室→爐膛→回料閥→分離器→分離器出口煙道→尾部煙道)的先后順序，各區(qū)域的溫度漸升，分別以各區(qū)域溫度為烘爐的恒溫監(jiān)控溫度。爐膛內(nèi)升溫速度和恒溫水平以密相區(qū)溫度作為控制點，旋風分離器內(nèi)升溫按旋風筒壁溫測點的溫度控制。各區(qū)域的溫度均在300℃恒溫結(jié)束，則以爐膛密相區(qū)的烘烤溫度為監(jiān)控溫度，繼續(xù)按升溫曲線進行。見圖11-26。(a)(b)圖11-26耐火材料熱養(yǎng)護曲線(a)點火風道及冷渣器(b)鍋爐整體耐磨耐火可塑料通過72h點火試運，狀況良好，沒有發(fā)生局部塌落和大的裂紋出現(xiàn)，耐磨耐火可塑料因厚度較小(40~55mm)，其本身與鰭片上密集的銷釘連接形成一個牢固的結(jié)合體，經(jīng)過烘爐后可塑料由淺灰色轉(zhuǎn)變?yōu)榘咨?，色澤分布較為均勻，經(jīng)過烘爐試塊耐磨性檢測達到了滿意的效果。11.8.2山東淄博山國電熱電廠2135MWeCFB鍋爐的烘爐山東淄博山國電熱電有限公司2135MWe鍋爐的耐火材料特性見表11-16~11-19，哈爾濱普華燃燒工程公司負責采用烘爐機(功率500~800kW)烘爐。烘爐范圍包括爐膛、水冷風室、分離器、回料閥、冷渣器和床下啟動燃燒器。烘爐機設置爐膛4臺、回料器2臺(每臺分叉為二根管道入爐)、分離器下部2臺、爐膛至分離器部位2臺、分離器出口部位2臺、冷渣器部位2臺(每臺分叉為二根管道接入)，共14臺。點火風道及水風風室的烘爐，將應用現(xiàn)有的點火燃燒器，將油槍容量減小至60kg/h。表11-16高鋁質(zhì)和剛玉質(zhì)高強耐火澆注料產(chǎn)品名稱高鋁質(zhì)高強耐火澆注料剛玉質(zhì)高強耐火澆注料產(chǎn)品牌號D-14DP-14D-15D-16D-16AD-17D-18D-19最高使用溫度(℃)14001400150016001650175018501900化學成分Al2O3(%)≥55≥55≥60≥70≥80≥80≥80≥95體積密度(g/cm3)110℃24h≥2.4≥2.4≥2.5≥2.6≥2.6≥2.85≥3.0≥3.0耐壓強度(MPa)110℃≥50≥40≥80≥80≥80≥80≥90≥20815℃≥60≥40≥100≥100≥80≥90(1100℃)≥100(1100℃)≥40(1100℃)1100℃≥60≥40≥100≥100≥80≥120(1500℃)≥120(1500℃)≥80(1500℃)抗折強度(MPa)110℃≥7≥6≥11≥12≥10≥10≥11≥3815℃≥6≥6≥9≥10≥10≥12(1100℃)≥13(1100℃)≥7(1100℃)1100℃≥6≥6≥9≥10≥10≥120(1500℃)≥13(1500℃)≥10(1500℃)燒后線變化%815℃3h≤-0.4≤-0.3≤-0.3≤-0.3≤-0.31100℃3h≤-0.5≤-0.4≤-0.4≤-0.4≤-0.4≤-0.5(1500℃)≤-0.5(1500℃)≤-0.3(1500℃)熱震穩(wěn)定性(800℃水冷)次數(shù)≥20≥25≥20≥20≥20≥20≥20≥20用途適用于框架式、敷管式爐墻內(nèi)襯及噴燃器、抽爐煙管、灰渣室等部位適用于“W”火焰爐及各類特種爐超高溫部位表11-17鋼纖維耐火耐磨澆注料產(chǎn)品牌號DF-14DF-15DF-16DF-17DF-18DF-16MDF-17M最高使用溫度(℃)1350140015001550160016001600化學成分Al2O3(%)≥55≥55≥60≥70≥80≥80≥80體積密度(g/cm3)110℃24h≥2.40≥2.60≥2.70≥2.90≥2.95≥2.70≥2.90耐壓強度(MPa)110℃≥70≥80≥90≥90≥100≥100≥1101100℃≥50≥80≥100≥100≥100≥110≥130抗折強度(MPa)110℃≥9≥10≥12≥13≥14≥15≥201100℃≥7≥10≥12≥13≥14≥18≥25燒后線變化(%)1100℃3h≤-0.3≤-0.3≤-0.3≤-0.3≤-0.3≤-0.3≤-0.3熱震穩(wěn)定性(800℃水冷)次數(shù)≥25≥25≥25≥20≥20≥25≥25耐磨性cc(900℃燒后)≤10≤10≤8≤8≤8≤7≤5用途適用于CFB鍋爐燃燒室水冷壁以及各種鍋爐爐拱、折焰角、灰渣室等部位表11-18耐磨耐火材料產(chǎn)品名稱剛玉質(zhì)耐磨可塑料剛玉質(zhì)耐磨可塑料莫來石質(zhì)耐磨可塑料鋯莫來石耐磨可塑料鉻質(zhì)耐磨搗打料碳化硅質(zhì)耐磨搗打料產(chǎn)品牌號D-165D-175DM-15SDG-15SDR-15TDC-16T最高使用溫度(℃)165016501550150015001600化學成分Al2O3(%)≥80≥90≥65Al2O3≥50Cr2O3≥50SiC≥80ZrO2≥35體積密度(g/cm3)110℃24h2.8~3.02.9~3.12.4~2.72.5~2.72.5~2.72.5~2.7耐壓強度(MPa)110℃≥80≥90≥60≥50≥50≥501000℃≥90≥100≥90≥80≥60≥601350℃≥90≥100≥90≥80≥80≥80抗折強度(MPa)110℃≥10≥15≥8≥10≥8≥81000℃≥12≥18≥18≥12≥10≥101350℃≥12≥18≥18≥12≥10≥10燒后線變化(%)100℃≤-0.4≤-0.4≤-0.2≤-0.2≤-0.4≤-0.4熱震穩(wěn)定性(900℃水冷)次數(shù)≥25≥30≥35≥35≥25≥30可塑性指數(shù)(%)15~4015~4015~4015~40--導熱系數(shù)W/mK1.5~2.52.5~31.0~21.0~22~2.58~14耐磨性cc(900℃)<8<6<8<8<10<10表11-19耐磨耐火材料產(chǎn)品名稱剛玉質(zhì)耐磨可塑料剛玉質(zhì)耐磨可塑料莫來石質(zhì)耐磨可塑料鋯莫來石耐磨可塑料碳化硅質(zhì)耐磨搗打料產(chǎn)品牌號D-15MD-16MD-17MDC-15MDC-17M耐火度(℃)17301790179017301790最高使用溫度(℃)15501600165014501450化學成分Al2O3(%)≥65≥75≥80Al2O3≥65Al2O3≥65SiC≥10SiC≥25體積密度(g/cm3)110℃2.4~2.62.6~2.82.7~2.92.6~2.82.8~3.1耐壓強度(MPa)110℃≥70≥85≥100≥70≥1201000℃≥90≥100≥120≥140≥1401350℃≥90≥100≥120≥150≥150抗折強度(MPa)110℃≥8≥10≥15≥10≥181000℃≥10≥12≥18≥18≥201350℃≥10≥12≥18≥18≥20燒后線變化率(%)1000℃±0.3±0.3±0.3±0.3±0.31350℃±0.4±0.4±0.4±0.3±0.3熱震穩(wěn)定性(900℃水冷)次數(shù)≥25≥25≥30≥30≥30耐磨性cc(900℃燒后)≤9≤7≤5≤8≤6導熱系數(shù)W/mK1.5~21.5~21.5~22~33.5~4膠結(jié)材料性質(zhì)水硬性水硬性水硬性水硬性水硬性用途CFB燃燒室水冷管壁及旋風筒高溫部位CFB水冷、汽冷式旋風分離器耐磨部位為配合烘爐，設置熱電偶位置，爐膛：4只；爐內(nèi)屏前：4只；點火風道轉(zhuǎn)向室：4只；水冷風室進口：4只；回料管：4只；分離器下部：2只；爐膛出口(分離器進口上部)：2只；分離器進口下部：2只；分離器出口：2只；煙囪前：2只；冷渣器：2只。共32只。采用0號柴油作為烘爐機熱源；用啟動油系統(tǒng)將油供至烘爐機部位；為達到烘爐機油壓所需的供油泵，如果必要還應該配備調(diào)壓油泵。圖11-27鍋爐烘爐溫升曲線在工程實施的過程中，爐襯干燥將分為兩個階段。第一階段采用烘爐機用熱煙氣干燥方式來完成。本次烘爐完成是第一階段烘爐。第二個階段是在初次點火啟動時將其升溫速率保持在可以控制的速率，直至爐襯完全干燥。二個階段中爐襯的干燥過程是一旦開始了干燥過程就不應該有任何中斷。圖11-27鍋爐烘爐溫升曲線控制溫升速率是保證耐火材料達到設計性能的重要環(huán)節(jié)，也是編制烘爐溫升曲線的主要根據(jù)。圖11-27所示的是CFB鍋爐烘爐溫升曲線。應特別注意的是，在任何時間內(nèi)都應該避免管子過熱。對于爐膛，在周圍環(huán)境溫度20℃條件下，以溫升15℃/h的速率加熱到150℃，在150℃溫度下保溫15h；之后以溫升~7℃/h的速率加熱到400℃，在400℃溫度下保溫50h；再從400℃降溫到150℃，在150℃保溫1.5h；從150℃降溫到120℃，在120℃保溫5h。因此干燥最大小時數(shù)122h。經(jīng)過110h后，關(guān)閉熱源和所有通風部位進行自然冷卻。對于分離器、回料器、冷渣器和煙道，以溫升15℃/h的速率加熱到150℃，在150℃保溫15h；然后以溫升~7℃/h的速率加熱到650℃，在650℃保溫12h；再從650℃降溫到120℃，因此干燥最大小時數(shù)：122h。經(jīng)過110h后，關(guān)閉熱源和所有通風部位，進行自然冷卻。溫升曲線以耐火材料供應商提出的溫度要求及參照引進技術(shù)的烘爐溫升速率而編制。但原則上，按干燥過程的原理及干燥設備條件，在時間上允許適當延長，而不允許縮短。普華公司經(jīng)過幾年的烘爐實踐提出新的烘爐曲線，確定了如下的以內(nèi)襯材料無損壞干燥的低溫烘爐工藝原則：烘爐溫度由常溫開始緩慢升高至400℃左右，保證水份能緩慢地充分析出；同時要求鍋爐各烘爐部位溫度應該是均勻的，一則是避免水份過快蒸發(fā)導致內(nèi)襯材料爆裂、剝落，再則使材料在緩慢和均勻升溫中順利膨脹，避免材料在受熱過程中因為內(nèi)外層溫度梯度過大產(chǎn)生應力集中而招致?lián)p壞，因此升溫速度宜控制在10℃％/小時以下；再則，為保證內(nèi)襯材料中游離水充分析出，溫度升至150℃時，恒溫一段時間，溫升至350~400℃時作較長時間的恒溫，以保證結(jié)晶水充分析出。按上述原則制訂的低溫烘爐溫升曲線，見示意圖11-28。第二階段干燥見圖11-29。在周圍環(huán)境溫度為20℃時，以25~35℃/h的速率加熱到130℃，再以50℃/h的速率加熱到300℃，在300℃保溫6h，然后以50℃/h的速率加熱到500℃，在500℃溫度下保溫2h；之后以50℃/h的速率加熱到670℃，在670℃保溫4h；最后加熱到正常運行的溫度。因此干燥過程需要花費的時間約32h。圖11-28低溫烘爐典型溫升曲線圖11-29高溫烘爐的溫升曲線在烘爐過程中，要進行檢驗。在鍋爐的代表性部位放置烘爐模擬試驗塊以檢測爐襯干燥程度。在烘爐的最后保溫期結(jié)束前取出試塊并檢驗試塊，其含水量不大于2.5%，即認為烘爐干燥合格。11.8.3江西分宜電廠100MWe鍋爐該爐的耐火耐磨材料的性能要求及供貨方保證的性能列于表11-20~11-37中。表11-20吊掛磚(拉鉤磚)技術(shù)指標名稱招標方數(shù)值投標方數(shù)值Al2O3(%)≥75≥80SiO2(%)≤20≤16耐火度(℃)≥1790≥1790體積密度(g/cm3)≥2.75≥2.8常溫耐壓強度(MPa)≥90≥100常溫抗折強度(MPa)≥16≥18常溫磨損量(cm3)≤6≤5抗震穩(wěn)定性(900℃水冷)≥20次≥25次表11-21耐磨耐火磚技術(shù)指標名稱招標方數(shù)值投標方數(shù)值制品的最高使用溫度(℃)≥1430≥1600制品的容重(kg/m3)25502600熱膨脹率1400℃0.6%0.5%耐磨耗指數(shù)(按ASTMC704)(cm3)<7<6耐熱震次數(shù)(按DIN51068)25次28次表11-22耐磨耐火磚物理特性招標方投標方溫度℃冷壓強度MPa抗折強度MPa導熱系數(shù)W/mK線變化率%冷壓強度MPa抗折強度MPa導熱系數(shù)W/mK線變化率%110901004001.451.37001.51.411001.651.5表11-23耐磨耐火澆注料技術(shù)指標名稱招標方數(shù)值投標方數(shù)值制品的最高使用溫度(℃)≥1480≥1650制品的容重(kg/m3)2300~27002800氣孔率20%18%熱膨脹率1000℃0.5%0.4%耐磨耗指數(shù)(按ASTMC704)(cm3)<10<8CO穩(wěn)定性(按ASTMC288)B耐熱震次數(shù)(空冷)≥40次≥45次表11-24耐磨耐火澆注料物理特性招標方投標方溫度℃冷壓強度MPa抗折強度MPa導熱系數(shù)W/mK線變化率%冷壓強度MPa抗折強度MPa導熱系數(shù)W/mK線變化率%11090101.35-0.10120151.2-0.1080090101.37-0.30120151.3-0.2510009010-0.3012015-0.25120075101.44-0.3080151.4-0.25表11-25耐磨耐火可塑料技術(shù)指標名稱招標方數(shù)值投標方數(shù)值最高使用溫度(℃)≥1650*≥1650927℃燒后耐壓強度(MPa)≥65*≥80耐磨性(按ASTMC704)(cm3)≤10*≤8重燒殘余直線變化率(927℃最大值)-0.2%*-0.2%容重(kg/m3)2200~28002900導熱系數(shù)(在900℃下)≤2W/mK≤1.4W/mK表11-26耐火保溫磚技術(shù)指標名稱招標方數(shù)值投標方數(shù)值制品的最高使用溫度(℃)≥1100≥1200制品的容重(kg/m3)400~650500表11-27耐火保溫磚物理特性招標方投標方溫度℃冷壓強度MPa抗折強度MPa導熱系數(shù)W/mK線變化率%冷壓強度MPa抗折強度MPa導熱系數(shù)W/mK線變化率%11022.74000.180.156000.210.28000.240.23123010.9表11-28保溫磚技術(shù)指標名稱招標方數(shù)值投標方數(shù)值制品的最高使用溫度(℃)≥800≥1000制品的容重(kg/m3)400~650500熱膨脹率800℃≤0.2%≤0.2%表11-29保溫磚物理特性招標方投標方溫度℃冷壓強度MPa抗折強度MPa導熱系數(shù)W/mK線變化率%冷壓強度MPa抗折強度MPa導熱系數(shù)W/mK線變化率%11011.44000.1320.136000.1580.15800-1表11-30耐火保溫澆注料技術(shù)指標名稱招標方數(shù)值投標方數(shù)值制品的最高使用溫度(℃)≥1100≥1200制品的容重(kg/m3)10601060熱膨脹率800℃0.2%≤0.2%表11-31耐火保溫澆注料物理特性招標方投標方溫度℃冷壓強度MPa抗折強度MPa導熱系數(shù)W/mK線變化率%冷壓強度MPa抗折強度MPa導熱系數(shù)W/mK線變化率%11062.20.2-0.0573≤0.17-0.0550030.2541.5≤0.210.25800≤0.250.310002.61.031.3表11-32保溫澆注料技術(shù)指標名稱招標方數(shù)值投標方數(shù)值使用溫度(℃)≥1100≥1150導熱系數(shù)(在900℃下)W/mK≤0.14≤0.14538℃燒后耐壓強度(MPa)≥0.35≥0.5重燒殘余直線變化率(538℃最大值)1.5%1.3%容重(kg/m3)400~600500表11-33耐火澆注料技術(shù)指標(用于水冷風室)名稱招標方數(shù)值投標方數(shù)值工作溫度(℃)1670≥1680導熱系數(shù)(在900℃下)W/mK<1.5<1.3熱震穩(wěn)定性(1100℃水冷，急冷急熱次數(shù))>25次≥30次抗壓強度(MPa)≥80≥100抗折強度(MPa)≥10≥13容重(kg/m3)2300~25002500燒后線收縮率(800℃最大值)<0.1%<0.08%表11-34耐火可塑料(用于水冷風室)技術(shù)指標(用于水冷風室)名稱招標方數(shù)值投標方數(shù)值工作溫度(℃)1200≥1500導熱系數(shù)(在900℃下)W/mK<1.5<1.3熱震穩(wěn)定性(施工干燥后無裂紋)>25次>30次抗壓強度(MPa)≥60≥80抗折強度(MPa)≥10≥12容重(kg/m3)2300~25002500燒后線收縮率(800℃最大值)<1.24%<1.2%表11-35耐磨耐火灰漿技術(shù)指標名稱招標方數(shù)值投標方數(shù)值最高使用溫度(℃)≥1650≥1650927℃燒后抗折強度(MPa)≥2≥2.6表11-36保溫灰漿技術(shù)指標名稱招標方數(shù)值投標方數(shù)值最高使用溫度(℃)≥1100≥1200表11-37硅酸鋁耐火纖維氈(δ=6~8mm厚)技術(shù)指標名稱招標方數(shù)值投標方數(shù)值導熱系數(shù)<0.0345W/mK+0.00017Tm<0.032W/mK使用溫度(℃)1100≥1100容重(kg/m3)128120生產(chǎn)方法干法生產(chǎn)干法生產(chǎn)11.8.4巡檢司電廠135MWe鍋爐制造廠對耐火耐磨材料的種類和性能要求參見表11-20~11-37。耐火材料廠推薦的各種材料的應用部位見表11-38，耐磨耐火和絕熱材料性能見表11-39。表11-38耐磨(火)材料和絕熱保溫材料應用在循環(huán)流化床鍋爐部位使用部位和相應選材風箱爐膛旋風分離器回料閥旋風分離器出口絕熱層爐墻爐墻剛性梁爐頂密封煙道耐磨澆注料：ZFDN-A***高強耐磨澆注料：ZFDN-B****超高強耐磨澆注料：ZFDN-H****耐磨可塑料：ZGNS-T***超高強耐磨可塑料：ZGNS-H**微膨脹可塑料：NB-C*普通耐火澆注料：ZFJ-A****耐磨磚：PA***高強耐磨磚(剛玉莫來石)***輕質(zhì)保溫磚：ZNGG***普通耐火磚**保溫澆注料：GL*****硅酸鋁纖維制品***表11-39循環(huán)流化床鍋爐用耐磨(火)材料和絕熱保溫材料性能表I產(chǎn)品耐火度℃體積密度t/m耐壓強度MPa耐磨度cc熱穩(wěn)定性化學成分，%Al2O3Fe2O3PA-耐磨磚17502.5707良751.5硅線石耐磨磚17902.4~2.6707優(yōu)651.2剛玉莫來石耐磨磚17902.81105良851.0剛玉耐磨磚17902.91005一般901.0SiC耐磨磚17902.4706良65SiC1.0普通粘磚16502.015一般403.5輕質(zhì)保溫磚12008(導熱系數(shù))優(yōu)3新鄉(xiāng)電廠135MWe鍋爐新鄉(xiāng)豫新發(fā)電有限責任公司循環(huán)流化床鍋爐投產(chǎn)運行以來，出現(xiàn)了一些問題，如膨脹不均，導致局部受熱面拉裂泄漏、變形；磨損嚴重、澆注料脫落，導致受熱面管子局部磨損爆管、漏風及布風板風帽磨破、脫落。膨脹節(jié)拉裂、風口變形產(chǎn)生的冒火漏渣現(xiàn)象。對2臺鍋爐兩年來停爐消缺情況的統(tǒng)計，磨損原因占到了80％以上，又以澆注料脫落后磨損管子和直接磨損管子引起的“四管泄漏”為多數(shù)，因而磨損問題是CFB鍋爐四管泄漏造成的主要原因。續(xù)表11-39循環(huán)流化床鍋爐用耐磨(火)材料和絕熱保溫材料性能表II產(chǎn)品耐火度℃體積密度t/m3耐壓強度MPa線收縮率%耐磨度cc導熱系數(shù)600℃W/mK化學成分%110℃1000℃1100℃Al2O3SiO2Fe2O3耐磨澆注料：ZFDN-A17502.650800.3101.560302高強耐磨澆注料：ZFDN-B17702.750850.381.575201.5超高強耐磨澆注料：ZFDN-H17902.9801000.371.885101.2耐磨可塑料：ZGNS-G17702.640800.5101.370251.5高強耐磨可塑料：ZGNS-H17902.9601200.581.88881.2微膨脹可塑料：NB-C17502.34030+0.845503.5普通耐火澆注料：ZFJ-A16502.235200.21.040503.5保溫澆注料：GL1使用溫度90020.1820656保溫澆注料：GL210000.642.510.330655高溫粘結(jié)劑12002.03.5(粘結(jié)強度)4055抹面料3001.02.00.12(350℃)續(xù)表11-39循環(huán)流化床鍋爐用耐磨(火)材料和絕熱保溫材料性能表III名稱體積密度t/m3耐火度℃耐壓強度MPa線變化率%1300℃3h導熱系數(shù)W/mK熱穩(wěn)定性1100℃水冷次耐磨系數(shù)cc化學成分，%110℃3h540℃3h1100℃3hAl2O3Fe2O3高強剛玉澆注料29001790951001050.32.525851.5高強度高鋁耐磨澆注料250017505060700.51.8258751.8高強耐磨剛玉莫來石澆注料270017901001101150.32.5255851.5剛玉莫來石可塑料2600179080901000.52.5257851.5中質(zhì)可塑料290017901520250.52.525881.2剛玉耐磨磚29001790100常溫2.56881.2AP耐磨磚2700170070常溫10801.5高強耐磨澆注料280017504055700.51.82510751.8風帽磨損最嚴重的區(qū)域發(fā)生在循環(huán)物料回料口附近。主要原因是由高濃度的循環(huán)物料以較大的平行于布風板的速度分量沖刷風帽所致。該爐采用大口徑鐘罩風帽，布風板表面敷設有耐磨層，風帽只有外罩部分暴露在濃相區(qū)，風帽采用ZG40Cr25Ni20材料，耐熱溫度為1400℃，具有很強的耐磨性，同時風帽與風管采用螺紋連接，并設計有點焊加固。從每次停爐檢查的情況看，爐內(nèi)風帽外罩磨損最嚴重的區(qū)域，發(fā)生在循環(huán)物料的回料口和排渣口區(qū)域。由于這兩臺鍋爐采用的是后墻給煤、前墻錐型閥控制排渣，回料口與給煤口為同一口；加上由于下煤插板調(diào)整的不便，使中間兩個給煤口的下煤量小于兩側(cè)兩個給煤口，使得對應于兩側(cè)回料口處的風帽外罩磨損明顯嚴重于其它區(qū)域。從整體上說，中間較兩側(cè)明顯、靠后墻較靠前墻側(cè)明顯、兩側(cè)回料口較中間回料口明顯。為了控制風帽外罩由于磨損導致的脫落、漏渣等現(xiàn)象，除了按照設計要求安裝風帽外，采用了增加點焊點、加厚風帽外罩、改變風帽形狀和改變風帽材質(zhì)等方法，除增加點焊點和加厚風帽外罩可以有效延長風帽的磨損時間，避免風帽脫落和漏渣現(xiàn)象的發(fā)生。后兩種方法的有效性還有待進一步檢驗。爐內(nèi)濃相區(qū)布置有很多不規(guī)則裝置包括穿墻管爐內(nèi)的測床溫元件，測床壓元件等，經(jīng)驗表明，即使很小的幾何尺寸的不規(guī)則變化也會造成局部的嚴重磨損，該廠在這些開口周圍敷設耐磨耐火材料，并在二次風管和熱工測孔管外涂上瀝青或包上陶瓷纖維紙以解決磨損和膨脹問題。二次風管除設計制造上采用1Cr20Ni14Si2耐熱耐磨鋼板制作的防磨措施外，運行中必須嚴格控制一次風壓和床壓，保持二次風壓大于床壓，使床料不返回到二次風口內(nèi)磨損風口和風管。但在實際工作中，由于熱效率試驗等現(xiàn)實調(diào)整風量的需要，不斷從爐膛內(nèi)向二次風管內(nèi)返渣，使二次風管磨穿現(xiàn)象不斷發(fā)生，二次風口燒變形的情況己經(jīng)相當明顯。甚至出現(xiàn)了二次風口向爐膛外漏渣的情況。在濃相區(qū)的另一種磨損是對耐磨澆注料的磨損，由于長期沖刷的效應和起停爐過程熱脹冷縮的雙重作用使?jié)庀鄥^(qū)的耐火耐磨澆注料脫落和磨損較為嚴重。在一次運行周期為53天的時間內(nèi)，由于風口處澆注料脫落，壁厚為6mm的水冷壁管磨至2.5mm。一旦澆注料脫落或磨出水冷壁管，爆管的危險隨時存在。圖11-30新鄉(xiāng)電廠采用的兩種處理方式耐磨耐火材料與受熱面交界處的磨損一般受熱的磨損還沒有成為一個突出的問題，耐磨耐火材料與受熱面交界處的磨損卻是一個嚴重問題，在每次受熱面檢查中，都可以找到嚴重磨損的管子，形狀有平面、有溝槽。這部位發(fā)生磨損機理見11.1節(jié)的分析。新鄉(xiāng)電廠CFB鍋爐在該處采用了兩種處理方式，見圖11-30。一是在濃相區(qū)覆蓋材質(zhì)為1Cr20Nil4Si2的長度為240mm的防磨蓋板，一般水冷壁可以得到較好的保護，但鰭片卻被磨得干瘡百孔，尤其在水冷壁后墻表現(xiàn)得更為明顯，但防磨蓋板一旦磨損或安裝不當就會損及水冷壁管，并且防磨蓋板的安裝工藝要求非常嚴格。為了改變這種情況，曾試用高溫耐磨涂料進行處理，經(jīng)過53天的運行，后發(fā)現(xiàn)較大面積的涂料脫落；由于這種涂料的剝落，使水冷壁受到了更大的磨損，但在未剝落區(qū)保護水冷壁和鰭片效果不錯。因而，這種施工工藝需要進一步總結(jié)和研究，會有更好的效果；二是用特殊耐磨材料堆焊，以堆焊區(qū)作為過度，通過犧牲過度區(qū)的材質(zhì)，來減少水冷壁的磨損，兩年來這種材料的磨損量非常小，對此部分區(qū)域的水冷壁和過熱器管子保護的相當好，基本可以確定為在稀相區(qū)保護管材的良好方法。但由于此部分材料一般在出廠前即已加工成型，需要進一步了解和掌握其施工工藝等方面的情況，才能使用。圖11-30新鄉(xiāng)電廠采用的兩種處理方式該爐在爐內(nèi)布置有二級再熱器和II級過熱器及雙面水冷壁，這些部位的磨損機理是相同的。但由于二級再熱器和II級過熱器敷設的澆注料除有防止磨損的作用外，還有減少吸熱量的作用。因此，在澆注料布置上雙面水冷壁僅僅在下聯(lián)箱部位敷有耐磨材料，II級過熱器和II級再熱器的布置面積要大的多。因此，對此部分澆注料防磨的重要性不僅僅是保護管材，還體現(xiàn)在維持適當?shù)奈鼰崦娣e。所以，一直重視此部分澆注料的保護，一旦有脫落和磨損就會及時恢復。爐頂受熱面的磨損也相對較輕。由于該鍋爐的爐膛高度比較高，而且爐頂與旋風分離器的進口距離也比較大，因此磨損問題不太嚴重，也沒有采取特別的防磨措施。但在二級過熱器和二級再熱器在爐頂穿墻處的防磨板脫落較多，部分密封澆注料也有脫落，需要在以后的運行和檢修中加以關(guān)注。該爐的旋風分離器及回料系統(tǒng)為絕熱式。在其中布置了厚達200mm以上的耐火耐磨澆注料和耐火保溫磚。因此分離器的磨損就是耐磨材料的磨損，只要認真執(zhí)行耐磨材料養(yǎng)護措施、保持合理的風量風速，就可以保證此部分澆注料的完整。旋風分離器的易磨區(qū)主要發(fā)生在進口煙道的迎風面和筒體內(nèi)氣固流體突然發(fā)生轉(zhuǎn)彎的沖擊區(qū)。這部分澆注料通過兩年運行，己有相當?shù)哪p。在水平煙道的上部和迎風面都曾經(jīng)大面積修復澆注料。11.8.6賈汪電廠135MWe型鍋爐賈汪發(fā)電公司在2004年實現(xiàn)了一年投運4臺440t/hCFB機組的目標。在機組經(jīng)過調(diào)試進入商業(yè)運行期不久，接連出現(xiàn)了幾次因澆注料脫落造成的受熱面大面積損壞事故，暴露出了CFB鍋爐的一大難點：澆注料問題。下面分析幾次受熱面爆管原因分析：1#機組于2004年2月26日并網(wǎng)成功，經(jīng)過調(diào)試、消缺后移交生產(chǎn)。第一次受熱面爆管發(fā)生在9月30日，爆管部位為尾部煙道豎井入口省煤器吊掛管右數(shù)第21根處，原因為此處吊掛管迎風面設計有防磨蓋板，但靠近包墻頂棚管處140mm長的距離沒有設計防磨蓋板，經(jīng)過旋風分離器分隔墻的高速煙氣直接沖刷受熱面使其爆管，爆口達3080mm，因水位維持不住而停爐。當時運行操作人員查看現(xiàn)象為尾部豎井入口、膨脹節(jié)等處正壓往外冒蒸汽，開始分析為管段焊口開裂，沒有注意到上部吊掛管還有一段距離沒有敷設防磨蓋板。處理方法為：在更換完51#機組的第二次爆管發(fā)生于10月27日，雙面水冷壁下集箱穿后墻處右側(cè)澆筑料上平臺及前側(cè)面上部不同程度脫落，使平臺上表面變得凹凸不平，物料在下落過程中反彈到后墻中部水冷壁上，致使水冷壁管子(20G、606.5)被挖鑿減薄爆管，鑿口約有兩個黃豆粒大小，高壓水流噴出并進一步?jīng)_刷雙面水冷壁的右側(cè)和附近的后墻中部水冷壁管，造成十余根管子磨削相當嚴重，共換管7根，因為磨口靠近澆注料上平臺，在更換水冷壁管子時，不得不將上部分澆筑料打去以便于施工，在更換完管子后，重新澆筑。在開始的時侯也沒有找到真正原因，而是認為下降過程中的物料在此處形成漩渦造成對對受熱面的急劇磨削，所以處理措施為：在雙面水冷壁東側(cè)面和后墻夾角的受熱面上首先采取噴涂措施，后加上1Crl8Ni9Ti的防磨蓋板，但在05年1月份的停爐檢查中發(fā)現(xiàn)，防磨蓋板的頂端和水冷壁管過渡處，均有被物料挖鑿形成的凹坑，有1類似的事故也出現(xiàn)在2#爐中，2#機組于04年6月22日通過72+24小時試運行后移交生產(chǎn)，在之后幾次的停爐檢查中，發(fā)現(xiàn)雙面水冷壁下集箱穿墻處澆筑料均完好，但在05年2月4日發(fā)生了水冷壁管爆破事故，雙面水冷壁下集箱穿后墻處右側(cè)澆筑料像1#爐一樣脫落，上表面變得凹凸不平，使后墻中部水冷壁從雙面水冷壁處左數(shù)第二根和澆筑料過渡處有一磨口，朝向雙面水，刺穿了雙面水冷壁后數(shù)第l、2根管子，接著雙水的爆口進一步?jīng)_刷右側(cè)后墻水冷壁，造成后墻18根水冷壁管磨損相當嚴重，這一次更換了后部20根管子和雙水的兩根管子。從此次爆管分析看，雖然已經(jīng)有了預防，并結(jié)合每次停爐機會進行檢查及修補雙面水冷壁，但仍然防不勝防，澆筑料一旦損壞就迅速造成水冷壁管磨損，造成非計劃停運事故發(fā)生。3#機組于04年11月26日移交生產(chǎn)。05年1月10日屏式過熱器因下部澆筑料脫落后造成過熱器管直接受物料沖刷磨損爆管。爆管部位為彎頭處，爆口在多次停爐檢查中，發(fā)現(xiàn)爐膛二次風口處，冷渣器冷卻風回風管處等部位澆筑料脫落嚴重，造成周圍水冷壁管外露嚴重，用不銹鋼板敷設在水冷壁管外部以防磨。影響停爐的還有返料立管和回料斜腿處的澆筑料?；亓闲蓖葍?nèi)澆筑料裂縫較大或脫落，直接使此部位非金屬膨脹節(jié)處在高溫之下，且其上下法蘭處碳鋼經(jīng)受不住800一950℃的高溫烘烤而損壞，造成的直接后果便是非計劃停運。為避免此類現(xiàn)象的發(fā)生，應嚴把好施工、養(yǎng)護及啟停爐速率關(guān)，為以后的安全、穩(wěn)定生產(chǎn)打下基礎。在返料腿非金屬膨脹節(jié)處，因施工不便，其澆筑料打的高度不夠，致使碳鋼板上沿處沒有了隔熱層而燒壞。11.9對耐火材料的選用、施工和檢修的建議在目前國內(nèi)沒有CFB鍋爐用耐火材料統(tǒng)一標準的情況下，建議設計單位和使用廠家選用耐火材料時，應聘請CFB鍋爐用耐火材料的專業(yè)技術(shù)人員和有實踐經(jīng)驗專家對以下內(nèi)容進行評估論證，以期達到耐磨損和耐高溫等具體需求。所選用的耐火材料是不是專為CFB鍋爐使用而研制的；耐火材料的理化性能能否滿足CFB鍋爐的特殊性能要求(耐火材料的主要指標有耐壓強度、抗折強度、耐磨性能和熱震穩(wěn)定性等)；耐火材料的理化性能是否經(jīng)過國家權(quán)威部門檢驗，檢驗的指標是否達到設計說明書要求；應對耐火材料的使用情況，進行認真調(diào)查和了解，耐火材料的周期性使用性能是否得到眾多用戶認可；耐火材料的價格、使用壽命及產(chǎn)生的經(jīng)濟效益能否達到最佳效果；耐火材料生產(chǎn)廠家的生產(chǎn)能力、生產(chǎn)設備、檢驗手段和質(zhì)量保證體系能否滿足耐火材料生產(chǎn)要求；能否提供耐火材料全面技術(shù)說明和施工資料，是否有專業(yè)技術(shù)人員進行現(xiàn)場施工技術(shù)指導和監(jiān)督。建議使用單位購進耐火材料后，應該及時委托專業(yè)檢驗機構(gòu)檢驗；耐火材料使用單位由第三方作為檢驗者來監(jiān)督耐火材料的施工和安裝；對安裝人員的技術(shù)水平預先進行測驗，這將大大地減少將來的維修費用；施工和安裝時，除遵守設計要求外，還要按照耐火材料生產(chǎn)廠家提供的施工要求進行施工。建議電廠應該嚴格執(zhí)行定期檢修，一般是一年一次小修，三年進行一次大修。一年一次小修是對嚴重磨損區(qū)域進行一次修補。鍋爐在運行中要盡量減少停爐次數(shù)，多次停爐和啟動會使耐火材料產(chǎn)生熱沖擊循環(huán)應