循環(huán)流行化床鍋爐技術(shù)是近十幾年來迅速發(fā)展的一項高效低污染清潔燃燒枝術(shù)。國際上這項技術(shù)在電站鍋爐、工業(yè)鍋爐和廢棄物處理利用等領(lǐng)域已得到廣泛的商業(yè)應(yīng)用，并向幾十萬千瓦級規(guī)模的大型循環(huán)流化床鍋爐發(fā)展；國內(nèi)在這方面的研究、開發(fā)和應(yīng)用也逐漸興起，已有上百臺循環(huán)流化床鍋爐投入運行或正在制造之中。未來的幾年將是循環(huán)流化床飛速發(fā)展的一個重要時期。
由于大型CFB鍋爐采用在較低燃燒溫度下循環(huán)燃燒的獨特燃燒組織方式, 使其具有燃燒效率高、燃煤適應(yīng)性廣、調(diào)峰幅度大、脫硫效率高等很多優(yōu)點, 也由于這種循環(huán)燃燒方式有大量的循環(huán)物料(主要為輔助床料、煤、灰及脫硫用石灰石等的混合物)在爐膛、旋風(fēng)分離器、回料器、外置床及各種灰道中不斷循環(huán), 這些部位將承受高速度、高濃度不斷循環(huán)的高溫灰流的沖刷和磨損, 因此為保證大型循環(huán)流化床鍋爐長期、安全、穩(wěn)定運行, 在以上部位均設(shè)計覆蓋有一定厚度的耐火材料。耐火材料運行的好壞直接關(guān)系到鍋爐運行的好壞, 一旦耐火材料在運行中出現(xiàn)大面積損壞、脫落, 將導(dǎo)致鍋爐被迫停運, 所以耐火材料對循環(huán)流化床鍋爐來講是至關(guān)重要的關(guān)鍵部件之一。
1 耐火材料的設(shè)計選型
耐火材料主要安裝在鍋爐磨損嚴重的區(qū)域, 如旋風(fēng)分離器、回料器、外置床、底灰冷卻器、爐膛以及相關(guān)的進出口煙道、灰道等部位。各個部位設(shè)計使用的耐火材料主要結(jié)構(gòu)如下。
1.1旋風(fēng)分離器
旋風(fēng)分離器錐段、直段耐火材料設(shè)計采用3層結(jié)構(gòu), 第一層為輕質(zhì)保溫磚 第二層為絕熱耐火磚 第三層根據(jù)運行工況分別采用一般重質(zhì)耐火磚或特種耐火磚, 厚度350~ 400 mm 旋風(fēng)分離器頂部采用耐火噴涂料, 厚度350 mm。
1.2回料器
回料器耐火材料設(shè)計采用3層結(jié)構(gòu), 第一層為絕熱耐火磚 第二層為超輕質(zhì)澆注料 第三層為熔硅基質(zhì)低水泥澆注料, 厚度430 mm。
1.3爐膛
爐膛耐火材料設(shè)計采用1層結(jié)構(gòu), 為重質(zhì)耐火澆注料, 厚度約150 mm。
1.4外置床
外置床耐火材料設(shè)計采用2層結(jié)構(gòu), 第一層為絕熱耐火磚 第二層為熔硅基質(zhì)低水泥澆注料, 厚度300~ 380mm。
1.5底灰冷卻器
底灰冷卻器耐火材料設(shè)計采用2層結(jié)構(gòu), 第一層為絕熱耐火磚 第二層根據(jù)使用部位分別采用噴涂料或熔硅基質(zhì)低水泥澆注料, 厚度200~ 415 mm 目前底灰冷卻器已經(jīng)換型為滾筒式冷渣器
2 耐火材料的主要施工工藝
大型CFB鍋爐耐火材料的施工工藝對質(zhì)量影響很大, 其施工主要注意以下幾點。
（1）施工前耐火材料的儲存。耐火材料應(yīng)儲存在干燥和通風(fēng)良好的環(huán)境中, 注意監(jiān)測環(huán)境溫度和濕度。耐火澆注料的有效期一般為6個月, 使用前應(yīng)進行檢查, 看是否超過保質(zhì)期及是否有受潮結(jié)塊現(xiàn)象,檢查合格后方可使用。
(2)耐火材料安裝開始之前, 鋼板內(nèi)表面必須清理干凈。
(3)焊接不銹鋼抓丁前, 安裝抓丁的鋼板必須將油漆、鐵銹打磨掉, 抓丁兩側(cè)進行對稱焊接, 確保焊接后焊縫不出現(xiàn)裂紋, 然后按照規(guī)定采用一定重量的榔頭逐個敲擊檢查
( 5)耐火材料澆注時必須使用滿足要求的水, 最好為可飲用水, 對水的PH 值、硫酸根、磷酸根及氯離子等的含量均應(yīng)進行化驗, 檢查是否滿足使用要求。
(6)施工現(xiàn)場溫度對耐火材料的澆注有很大的影響, 澆注過程中必須隨時檢查記錄水溫、耐火材料溫度, 最理想的施工溫度為15 ~ 25 e 。如果在冬天進行施工, 當(dāng)溫度低于10 e 時, 最好不要進行施工,如果必須施工, 應(yīng)進行加熱。反之如果在夏天進行施工, 當(dāng)溫度高于40 e , 最好不要進行施工, 如果必須施工, 應(yīng)采取加冰塊進行降溫, 確保耐火材料澆注后的使用性能。
(7)必須使用強力強制攪拌機進行耐火材料澆注前的攪拌, 攪拌機葉片與機殼之間的間隙最好控制在2mm。連續(xù)施工時, 每次攪拌, 都必須將機器內(nèi)余料清除干凈, 攪拌不同的材料前要認真清理攪拌機。
(8)澆注時應(yīng)注意: ¹ 混合好的澆注料在20~ 30m in內(nèi)要澆注完畢 º 澆注時要盡量避免澆注料分層 » 填滿所有空隙, 特別是抓丁附近和角落處, 并消除所有氣泡 ¼應(yīng)連續(xù)澆注不得中斷, 采用振動棒進行振動澆注。
(9)澆注前應(yīng)檢查是否按照圖紙要求設(shè)置好了工作縫和膨脹縫, 模板是否按照要求大小進行架設(shè),固定是否牢固。
(10)耐火材料澆注時應(yīng)同時按照澆注區(qū)域進行取樣, 制作試樣塊。
(11)耐火材料澆注完成的質(zhì)量驗收: 澆注完成后一般24 h后可以拆除模板, 拆模后首先檢查耐火材料表面是否平整、是否存在超標氣孔、與相鄰耐火材料塊厚度是否一致等, 然后采用一定重量的榔頭敲擊檢查內(nèi)部是否存在空洞, 不滿足質(zhì)量要求的必須打掉重新澆注。
3 耐火材料的養(yǎng)護
鍋爐耐火材料施工完成, 模板拆除后, 首先采用自然通風(fēng)養(yǎng)護。但是由于耐火材料內(nèi)部含有大量的水分, 必須通過階段加熱升溫、恒溫烘烤, 除去耐火材料襯層中的外在和內(nèi)在水分。并使其形成陶瓷性粘結(jié), 達到鍋爐正常運行要求的物理、機械性能。目前大型CFB鍋爐耐火材料的養(yǎng)護一般委托專業(yè)的烘爐公司采用數(shù)臺烘爐機進行烘烤。耐火材料養(yǎng)護一般分為中低溫和中高溫養(yǎng)護兩個階段, 嚴格按照耐火材料供應(yīng)商和鍋爐制造廠提供的耐火材料養(yǎng)護曲線進行。
4 耐火材料的運行
為保證耐火材料的使用壽命, 確保鍋爐安全運行, 在運行中主要應(yīng)注意以下幾點: ¹ 運行中嚴格按照耐火材料生產(chǎn)廠家及鍋爐制造廠提供的升、降溫幅度限制進行, 特別在鍋爐冷態(tài)啟動過程中, 在600 e 以內(nèi)的升溫速度控制尤其重要 º 注意防止運行中床溫頻繁的大幅波動 » 鍋爐承壓部件泄漏對耐火材料影響較大, 運行中應(yīng)盡量減少承壓部件的泄漏次數(shù)。
5 耐火材料的維護
在循環(huán)流化床鍋爐正常運行中, 隨著負荷的變化、溫度的升降, 耐火材料也隨之不斷地膨脹和收縮,加之高速、高溫的循環(huán)灰的不斷沖刷, 耐火材料表面會出現(xiàn)較多的裂紋, 膨脹縫內(nèi)由于灰的進入也會導(dǎo)致耐火材料膨脹受阻邊緣出現(xiàn)脫落等, 因此為保證循環(huán)流化床鍋爐的長期、安全運行, 一旦有停爐機會時應(yīng)對耐火材料進行全面的檢查和維護。
( 1)對耐火材料區(qū)域全面清除積灰, 搭設(shè)牢固的腳手架。 ( 2)檢查耐火材料的裂紋、脫落和磨損情況, 同時采用榔頭進行敲擊檢查, 對磨損超標、裂紋超標、脫落嚴重、內(nèi)部出現(xiàn)空洞起層的耐火材料進行更換, 更換方法同安裝工藝一樣。
( 3)檢查各膨脹縫內(nèi)硅酸鋁纖維氈的填充情況,對已經(jīng)脫落和變形嚴重的重新進行填充, 填充完成后可以采用耐火膠泥在膨脹縫表面涂一層。
6 結(jié)論
總之, 大型CFB 鍋爐耐火材料是否能夠很好的使用取決于多方面因素, 必須堅持對耐火材料質(zhì)量全過程控制的原則, 精心設(shè)計, 并嚴格按照設(shè)計要求選擇生產(chǎn)質(zhì)量好的耐火材料廠家的產(chǎn)品, 嚴格按照耐火材料的施工工藝及生產(chǎn)廠家的技術(shù)要求進行施工、澆注, 嚴格按照耐火材料的生產(chǎn)廠家提供的養(yǎng)護曲線完成耐火材料的養(yǎng)護, 在鍋爐正常啟動、停爐及負荷變化過程中, 嚴格按照耐火材料的生產(chǎn)廠家提供的升溫、降溫速度控制鍋爐的升溫、降溫速度, 只有從設(shè)計到使用全過程進行了有效的質(zhì)量控制, 大型CFB 鍋爐耐火材料的壽命和性能才能得到保證, 也才能保證CFB 鍋爐的正常運行。