循環(huán)流化床鍋爐作為一種清潔燃燒技術(shù)，它與常規(guī)煤粉爐不一樣，它采用的是一種多次循環(huán)燃燒技術(shù)，不可避免地在爐內(nèi)和旋風(fēng)分離器內(nèi)形成了一個(gè)高灰濃度區(qū)域，因此循環(huán)流化床鍋爐的防磨措施必須引起特別的重視。耐磨澆注料和耐磨可塑料在易損區(qū)域大面積的敷設(shè)很好地解決了磨損問(wèn)題，這里主要對(duì)耐磨可塑料的應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)介紹。
1 耐磨可塑料的性能
耐磨可塑料是由高鋁礬土熟料、剛玉和碳化硅等耐磨原料為骨料，以鋁酸鹽水泥為粘結(jié)劑，外摻若干添加劑配制而成的，高溫下耐磨性能優(yōu)良的耐火澆注料，以澆筑或振動(dòng)搗打方式成型的材料。保定工程所采用的耐磨可塑料的主要性能指標(biāo)見(jiàn)表1。可塑料烘爐溫度控制曲線見(jiàn)圖2。
表1 耐磨可塑料的主要性能指標(biāo)
圖1 烘爐溫度控制曲線
2 耐磨可塑料的施工位置及厚度
整個(gè)循環(huán)流化床鍋爐非金屬耐磨和絕熱材料的用量理論計(jì)算耗量約為450t，而實(shí)際施工過(guò)程中所用量比理論計(jì)算要多10%~15%。耐磨可塑料的理論數(shù)量為45.85m3，實(shí)際施工工作量為53.95m3，其中不包括施工損耗，還應(yīng)考慮5%左右的施工損耗。
耐磨可塑料的主要施工部位包括：爐膛下部錐段密相區(qū)布風(fēng)板風(fēng)帽區(qū)域、水冷蒸發(fā)屏和屏式過(guò)熱器下部穿墻彎管部位、旋風(fēng)分離器進(jìn)口煙道四周和側(cè)墻局部區(qū)域，以及旋風(fēng)分離器本體內(nèi)壁等部位，在可塑料敷設(shè)的部位、全部采用高密度銷釘固定， 銷釘單位面積數(shù)量可達(dá)630顆/m3，銷釘?shù)牟馁|(zhì)均為耐高溫不銹鋼材料，保證這些部位的受熱面管子不受磨損。
各部位耐磨可塑料的成型厚度為：
旋風(fēng)分離器內(nèi)壁：46mm;頂棚：50.5mm；屏式過(guò)熱器：46mm；旋風(fēng)分離器入口煙道：55.5mm；水冷蒸發(fā)屏；55.5mm;布風(fēng)板上；70mm；爐膛下部密相區(qū)：50.5mm。
3 施工工藝
3.1 施工前應(yīng)具備的條件
鍋爐水壓超壓試驗(yàn)合格、施工作業(yè)面上的固定耐磨銷釘補(bǔ)焊完畢、施工作業(yè)面清理干凈并涂刷規(guī)定厚度(1~2mm)的瀝青漆，施工機(jī)具準(zhǔn)備齊全、依據(jù)施工技術(shù)措施對(duì)施工人員進(jìn)行了詳細(xì)的技術(shù)交底、施工材料運(yùn)抵現(xiàn)場(chǎng)后按規(guī)定要求抽檢復(fù)查合格。
3.2 耐磨可塑料搗打施工工藝
3.2.1耐磨可塑料的配制、攪拌
采用專門攪拌機(jī)設(shè)備，經(jīng)過(guò)篩后的100kg散料倒入旋轉(zhuǎn)的攪拌機(jī)內(nèi)干拌3~5min后，加入5~8kg結(jié)合劑充分?jǐn)嚢?5~20min，攪拌好的可塑料應(yīng)是：表面色澤一致、無(wú)結(jié)團(tuán)狀物、手捏成團(tuán)松手不散。攪拌好的可塑料及時(shí)裝入塑料袋中密封運(yùn)抵施工地點(diǎn)。
3.2.2 搗打施工工藝
由于耐磨可塑料具有很好的黏性，因此在非頂部施工不用支模板。為了保證可塑料的施工質(zhì)量，根據(jù)可塑料具有很好粘性的特點(diǎn)，采取了從上向下的順序施工，采用一次輔料一次成型的搗打方法。輔料時(shí)首先將攪拌合格的可塑料用手捏成團(tuán)，用力將其擠壓進(jìn)管壁銷釘間，像魚鱗一般鋪置開(kāi)來(lái)，先進(jìn)行鰭片處輔料，再鋪管壁處。耐磨可塑料搗打采用人工皮錘搗打，搗打時(shí)錘面應(yīng)與墻面垂直，錘頭沿爐墻長(zhǎng)度行走。搗打時(shí)須先輕厚重，先用皮錘輕打一遍，每錘壓前錘一半，然后再搗打第二遍、第三遍，正在逐漸加勁，當(dāng)搗打到敷設(shè)層微微出汗時(shí)，即為搗打密實(shí)。搗打?qū)舆吘壘鶓?yīng)做成45°導(dǎo)角。爐墻的厚度尺寸應(yīng)控制在不高出管壁銷釘端頭5mm左右為宜。
3.2.3膨脹縫的切割、排氣孔的扎設(shè)
對(duì)施工好了的可塑料襯體表面進(jìn)行修整，在修整好的耐磨可塑料墻面上放出水平線、垂直線，用3mm厚的切縫刀切割膨脹縫，膨脹縫的預(yù)留間距為縱橫間距約為500~600mm左右，縫寬為3mm，深度為搗打?qū)雍穸鹊?/2，襯體膨脹縫為不貫通型，水平縫水平交匯，垂直縫錯(cuò)列布置。膨脹縫切割完后內(nèi)填塞3mm厚的三合板一層，保證三合板鑲填盡量使向火面橫平垂直，表面平整。以使膨脹縫在烘烤時(shí)三合板被燒掉后，膨脹縫規(guī)整;排氣孔的縱橫間距均為150~200mm，用4mm或5mm的扎針在可塑料平整的墻體表面扎排氣孔，錯(cuò)列布置，孔深為可塑料厚度的1/3左右。該孔的另一個(gè)作用，能緩沖襯體的急劇膨脹，防止產(chǎn)生裂紋和剝落。
4、可塑料的烘烤
循環(huán)流化床鍋爐耐磨可塑料和耐磨耐火澆注料的烘烤，是分不同階段進(jìn)行的。領(lǐng)渣器和點(diǎn)火風(fēng)道內(nèi)耐磨耐火小豬料的烘烤時(shí)單獨(dú)進(jìn)行的，耐磨可塑料的烘烤是在冷渣器和點(diǎn)火風(fēng)道已經(jīng)烘烤完的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。
耐磨可塑料的烘烤采用整體烘爐的辦法進(jìn)行，根據(jù)鍋爐燃燒的實(shí)際情況，針對(duì)爐膛、旋風(fēng)分離器和回料器部位的溫度分布在初期不可能均勻的特點(diǎn)，烘爐分兩個(gè)階段采用正式油槍進(jìn)行。
4.1 第一階段烘爐
根據(jù)CFB鍋爐結(jié)構(gòu)的特殊性，為保證烘爐效果，在爐膛出口煙道臨時(shí)加裝隔斷墻，并予留平衡孔，保證熱煙氣能夠大部分通過(guò)“J”閥回料腿中的耐磨澆注料和分離器中的可塑料，一級(jí)分離器出口煙道中的耐磨澆注料進(jìn)行烘烤。這一階段主要以爐膛、回料器、旋風(fēng)分離器和分離器出口煙道為主。
首先，點(diǎn)火前鍋爐上水至汽包正常水位，打開(kāi)過(guò)熱器疏水門和對(duì)空排氣門，按照規(guī)程規(guī)定啟動(dòng)相關(guān)風(fēng)機(jī)設(shè)備。考慮到爐膛、分離器進(jìn)出口煙道、分離器為首次烘烤，必須嚴(yán)格按照耐磨可塑料材料廠家提供的烘烤曲線進(jìn)行溫度控制，烘烤初期采用300kg/h小油槍進(jìn)行，根據(jù)溫度的變化，隨時(shí)更換1650kg/h的油槍，溫度測(cè)點(diǎn)監(jiān)視采用正式測(cè)點(diǎn)在CRT畫面上進(jìn)行。爐膛內(nèi)溫度控制和升溫速度以密相區(qū)溫度測(cè)點(diǎn)作為控制點(diǎn)，分離器以壁溫測(cè)點(diǎn)作為控制點(diǎn)。
根據(jù)升溫曲線的要求：從常溫以10℃/h-80℃恒溫36h-以10℃/h-110℃恒溫48h-以10℃/h-300℃恒溫36(嚴(yán)格控制爐膛出口煙溫不超過(guò)480℃，防止氣冷屏超溫)-以25℃/h-600℃恒溫36h-以25℃/h-800℃以上。在保溫從600℃往上升時(shí)，風(fēng)帽、水冷屏、屏過(guò)管壁出現(xiàn)超溫現(xiàn)象，立即終止升溫，第一階段結(jié)束。按照材料廠家的要求 ℃以上以爐膛密相區(qū)的烘烤溫度為監(jiān)控溫度，按照升溫曲線繼續(xù)進(jìn)行烘烤。升到極限溫度恒溫一段時(shí)間后，以每小時(shí)20℃的速度降溫至常溫，第一階段烘爐結(jié)束。
4.2 第二階段烘爐
第二階段烘爐需拆除分離器入口煙道的臨時(shí)隔板，并在爐膛布風(fēng)板上上一定厚度的床料，約不小于600mm，這一階段，鍋爐蒸汽吹管試驗(yàn)等可以同時(shí)進(jìn)行，烘烤部位以爐膛、爐膛出口和分離器為主。
鍋爐上水至汽包正常水位，按正常程序啟動(dòng)鍋爐，維持爐膛出口為微負(fù)壓。烘爐溫度的控制以該部位溫度測(cè)點(diǎn)測(cè)得的溫度為準(zhǔn)，并保證能夠在CRT畫面上準(zhǔn)確顯示。按照可塑料廠家提供的升溫曲線，投入床下兩只油槍和床上4只油槍，控制升溫速率，這一階段烘爐重點(diǎn)監(jiān)視爐膛出口煙溫，烘爐升溫速率以爐膛出口的煙溫為準(zhǔn)。
根據(jù)第一階段烘烤時(shí)爐膛出口溫度的實(shí)際水平，將爐膛出口的煙溫升溫至第一階段的溫度水平，然后繼續(xù)按照升溫曲線升溫和恒溫。通過(guò)增加床下油槍的出力和數(shù)量，調(diào)整一、二次風(fēng)量，嚴(yán)格控制升溫速率和恒溫水平，當(dāng)爐內(nèi)床溫達(dá)到600℃以上時(shí)，根據(jù)規(guī)程和現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，可適當(dāng)向爐內(nèi)少量投煤，當(dāng)根據(jù)床溫上升的變化和省煤器入口煙氣氧量變小等判斷是否點(diǎn)火成功，增加一次風(fēng)量，調(diào)整給煤量，并根據(jù)床溫上升的情況適當(dāng)降低油槍的出力，當(dāng)爐膛出口煙溫升至850℃后，按要求恒溫。
至此按照可塑料廠家提供的曲線要求，鍋爐耐磨可塑料的烘烤工作全部結(jié)束。現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)鍋爐汽溫、汽壓的情況，開(kāi)始對(duì)鍋爐進(jìn)行吹管工作。
鍋爐吹管工作結(jié)束后，爐內(nèi)以20/h的速率緩慢降溫，將鍋爐出口煙溫降至150℃以下后，停爐自然冷卻，取出試塊進(jìn)行測(cè)試。
5、建議
(1)可塑料到達(dá)施工現(xiàn)場(chǎng)后，對(duì)材料復(fù)檢的工作一定要引起充分的重視，復(fù)檢不合格的材料堅(jiān)決不能使用。
(2)材料施工前，對(duì)施工作業(yè)面的檢查一定要認(rèn)真，保證缺焊的銷釘全部補(bǔ)焊完;銷釘和管壁上的瀝青漆涂刷一定要均勻，不能漏刷，因?yàn)闉r青漆是在管壁、銷釘和可塑料之間起著很重要的膨脹間隙予留的作用。
(3)可塑料的搗打一定要均勻，不漏錘，更不能搗打成橡皮泥狀。
(4)膨脹縫的切割深度一定要控制好，不要切到管壁上，否則烘爐時(shí)膨脹縫裂開(kāi)漏出了受熱面管子，運(yùn)行時(shí)床料或飛灰極易磨損管子，就失去了砌筑耐磨可塑料的意義了。
(5)對(duì)烘爐溫度的控制一定要嚴(yán)格，尤其是低溫階段，如80℃以下的烘烤的目的是排除可塑料施工加入的外在水分，110℃恒溫烘烤時(shí)排除可塑料的內(nèi)在水分，300℃恒溫烘烤是排除可塑料組成材料的結(jié)晶水以及為各組成材料之間進(jìn)行初步的化學(xué)反應(yīng)提供溫度條件等作用。
(6)由于在第二階段烘爐過(guò)程中，已經(jīng)添加了床料，對(duì)放置在爐的試塊有很大的沖刷作用，因此，根據(jù)我們的經(jīng)驗(yàn)，在開(kāi)始進(jìn)行可塑料的施工時(shí)，就應(yīng)該采取措施留出試塊的固定位置和裝置。
(7)第二階段烘爐時(shí)的概念就是鍋爐已經(jīng)具備整體啟動(dòng)條件，因此，所有的系統(tǒng)設(shè)備和堿式手段都應(yīng)該全部完善，并投入運(yùn)行，及早地發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，以利于正式啟動(dòng)。
6、結(jié)論
通過(guò)工程嚴(yán)格的施工管理，和認(rèn)真的施工，比按照材料廠家提供烘烤曲線進(jìn)行了全方位的烘烤，某工程處兩臺(tái)450t/hCFB鍋爐的耐磨可塑料，經(jīng)過(guò)了一段時(shí)間的運(yùn)行看，材料的性能穩(wěn)定，沒(méi)有明顯的磨損、脫落，此種性能的材料在循環(huán)流化床鍋爐上的應(yīng)用起到了對(duì)受熱面管子很好的保護(hù)作用，具有很強(qiáng)的耐磨性。