循環流行化床鍋爐技術是近十幾年來迅速發展的一項高效低污染清潔燃燒枝術。國際上這項技術在電站鍋爐、工業鍋爐和廢棄物處理利用等領域已得到廣泛的商業應用，并向幾十萬千瓦級規模的大型循環流化床鍋爐發展；國內在這方面的研究、開發和應用也逐漸興起，已有上百臺循環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流化床飛速發展的一個重要時期。
由于大型CFB鍋爐采用在較低燃燒溫度下循環燃燒的獨特燃燒組織方式, 使其具有燃燒效率高、燃煤適應性廣、調峰幅度大、脫硫效率高等很多優點, 也由于這種循環燃燒方式有大量的循環物料(主要為輔助床料、煤、灰及脫硫用石灰石等的混合物)在爐膛、旋風分離器、回料器、外置床及各種灰道中不斷循環, 這些部位將承受高速度、高濃度不斷循環的高溫灰流的沖刷和磨損, 因此為保證大型循環流化床鍋爐長期、安全、穩定運行, 在以上部位均設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系到鍋爐運行的好壞, 一旦耐火材料在運行中出現大面積損壞、脫落, 將導致鍋爐被迫停運, 所以耐火材料對循環流化床鍋爐來講是至關重要的關鍵部件之一。
1 耐火材料的設計選型
耐火材料主要安裝在鍋爐磨損嚴重的區域, 如旋風分離器、回料器、外置床、底灰冷卻器、爐膛以及相關的進出口煙道、灰道等部位。各個部位設計使用的耐火材料主要結構如下。
1.1旋風分離器
旋風分離器錐段、直段耐火材料設計采用3層結構, 第一層為輕質保溫磚 第二層為絕熱耐火磚 第三層根據運行工況分別采用一般重質耐火磚或特種耐火磚, 厚度350~ 400 mm 旋風分離器頂部采用耐火噴涂料, 厚度350 mm。
1.2回料器
回料器耐火材料設計采用3層結構, 第一層為絕熱耐火磚 第二層為超輕質澆注料 第三層為熔硅基質低水泥澆注料, 厚度430 mm。
1.3爐膛
爐膛耐火材料設計采用1層結構, 為重質耐火澆注料, 厚度約150 mm。
1.4外置床
外置床耐火材料設計采用2層結構, 第一層為絕熱耐火磚 第二層為熔硅基質低水泥澆注料, 厚度300~ 380mm。
1.5底灰冷卻器
底灰冷卻器耐火材料設計采用2層結構, 第一層為絕熱耐火磚 第二層根據使用部位分別采用噴涂料或熔硅基質低水泥澆注料, 厚度200~ 415 mm 目前底灰冷卻器已經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。耐火材料應儲存在干燥和通風良好的環境中, 注意監測環境溫度和濕度。耐火澆注料的有效期一般為6個月, 使用前應進行檢查, 看是否超過保質期及是否有受潮結塊現象,檢查合格后方可使用。
(2)耐火材料安裝開始之前, 鋼板內表面必須清理干凈。
(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, 抓丁兩側進行對稱焊接, 確保焊接后焊縫不出現裂紋, 然后按照規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進行化驗, 檢查是否滿足使用要求。
(6)施工現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, 當溫度低于10 e 時, 最好不要進行施工,如果必須施工, 應進行加熱。反之如果在夏天進行施工, 當溫度高于40 e , 最好不要進行施工, 如果必須施工, 應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。連續施工時, 每次攪拌, 都必須將機器內余料清除干凈, 攪拌不同的材料前要認真清理攪拌機。
(8)澆注時應注意: ¹ 混合好的澆注料在20~ 30m in內要澆注完畢 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應連續澆注不得中斷, 采用振動棒進行振動澆注。
(9)澆注前應檢查是否按照圖紙要求設置好了工作縫和膨脹縫, 模板是否按照要求大小進行架設,固定是否牢固。
(10)耐火材料澆注時應同時按照澆注區域進行取樣, 制作試樣塊。
(11)耐火材料澆注完成的質量驗收: 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部是否存在空洞, 不滿足質量要求的必須打掉重新澆注。
3 耐火材料的養護
鍋爐耐火材料施工完成, 模板拆除后, 首先采用自然通風養護。但是由于耐火材料內部含有大量的水分, 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在水分。并使其形成陶瓷性粘結, 達到鍋爐正常運行要求的物理、機械性能。目前大型CFB鍋爐耐火材料的養護一般委托專業的烘爐公司采用數臺烘爐機進行烘烤。耐火材料養護一般分為中低溫和中高溫養護兩個階段, 嚴格按照耐火材料供應商和鍋爐制造廠提供的耐火材料養護曲線進行。
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, 在運行中主要應注意以下幾點: ¹ 運行中嚴格按照耐火材料生產廠家及鍋爐制造廠提供的升、降溫幅度限制進行, 特別在鍋爐冷態啟動過程中, 在600 e 以內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, 運行中應盡量減少承壓部件的泄漏次數。
5 耐火材料的維護
在循環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、高溫的循環灰的不斷沖刷, 耐火材料表面會出現較多的裂紋, 膨脹縫內由于灰的進入也會導致耐火材料膨脹受阻邊緣出現脫落等, 因此為保證循環流化床鍋爐的長期、安全運行, 一旦有停爐機會時應對耐火材料進行全面的檢查和維護。
( 1)對耐火材料區域全面清除積灰, 搭設牢固的腳手架。 ( 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、內部出現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)檢查各膨脹縫內硅酸鋁纖維氈的填充情況,對已經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量全過程控制的原則, 精心設計, 并嚴格按照設計要求選擇生產質量好的耐火材料廠家的產品, 嚴格按照耐火材料的施工工藝及生產廠家的技術要求進行施工、澆注, 嚴格按照耐火材料的生產廠家提供的養護曲線完成耐火材料的養護, 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, 只有從設計到使用全過程進行了有效的質量控制, 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。