循环流化床锅炉耐火材料安装及防磨措施介绍

发布时间：2021/11/12 17:00:01

循环流化床锅炉耐火材料防磨措施及安装施工

CFB燃烧技术是一种新型、高效、低污染的清洁燃烧技术。CFB锅炉的耐火材料种类很多，外墙为粘土砖、轻质砖、高铝砖等，内衬有刚玉莫来石浇注料、钢纤维浇注料、轻质浇注料、耐火混凝土等多种可塑性浇注料。 流化床锅炉专用耐火材料行业推荐高强度耐磨浇注料。

高强度耐磨浇注料由高强度骨料和粉末矿物添加剂组成。通过配方设计，使其具有抗磨损损失小，强度高，外形可控，整体性强，施工简单，施工性能优良等优点。由于聚合物的加入，基层混凝土粘结牢固。高强耐磨浇注料成本低，是一种需要耐磨的理想材料。

循环流化床锅炉耐火材料安装介绍

炉墙施工前，应符合钢结构、受热面、炉墙零件的组合或安装工作(包括焊缝安装的严密性试验)。

循环流化床锅炉耐火材料安装对炉墙的特殊要求主要体现在以下几点:

①由于分离器内烟气温度高达900℃，必须保证筒内耐火浇注料的安装质量。耐火材料的安装必须严格按照图纸和数据的要求进行。异形砖砌筑结构可根据实际情况选择，也可现场浇筑非定形浇注料。耐火材料类型和规格的选择应充分考虑使用条件对其性能的要求。维护是一个重要的环节，不容忽视。烟道气流速高，对耐火材料的抗磨强度、热振稳定性、表面尽可能平整，周围尽可能光滑过渡。浇注时表面应平整，落灰口应光滑。

②布风板上的耐火浇注料安装风帽后进行。因此除按图施工外，还应注意不堵塞风帽孔，尤其是水冷却布风板。布风板上下应涂有耐火浇注料，安装后应逐一检查，防止风帽堵塞。

③密相区是循环流化床锅炉工作环境恶劣的地方。如果是大型炉墙，则要求炉内耐火砖采用高铝砖。先留下膨胀缝，做好高铝耐火砖与红砖的连接结构。墙面平整，砖缝错开，砂浆饱满；高铝耐火砖砂浆应采用高铝耐火水泥。膜式水冷壁结构位于防磨销钉焊接区。应涂上60~100mm厚的非烧结微收缩耐火浇注料，经工程实践检验。浇注时，应支持内撑浇注，并严格遵守供应商的施工要求。

④风口应光滑无障碍，与热烟气发生器相邻的风室也必须按图纸安装耐火层。

循环燃烧的主要特征是，当烟气中含有大量物料，经过分离器时气固分离，分离出的气体进入尾端，再流经各受热面进行换热，然后净化和排放到大气中，经过非机械回料阀送回炉膛进行循环燃烧。高含量的物料使炉体在循环燃烧过程中受热面和耐火材料的磨耗，严重限制了炉型的长期经济运行。

循环流化床锅炉的防磨措施

1.磨损的概念和危害。

磨损是物体工作表面的材料在相对运动中不断损失、转移或残留变形的现象。循环流化床锅炉的磨损主要包括受热面磨损和耐火材料磨损。热管道在受热面磨损时，不管是汽水侧还是烟气侧的管道磨损，均产生热应力变化。受热不均可引起受热面爆裂泄漏，甚至锅炉停炉；耐火材料磨损可引起耐火层脱落、漏风增大，受热面磨损加剧。锅炉受热面磨损和耐火材料磨损对锅炉的正常、安全和经济运行均有不同程度的影响。

受热面磨损及防磨措施；

在炉膛方面，循环流化床锅炉气固两相流相对较大。炉膛内固体颗粒团随气流上移，炉身中心区域的流化风速大、四壁流化风速小，固体颗粒也会滑聚于低流化炉内，并沿炉膜壁向下流动，形成强烈的炉内循环运动。

炉壁磨损与炉膛材料贴壁回流过程密切相关。回流的物料在贴壁上回流时遇到障碍物，使物料颗粒流向发生改变，障碍物将物料分流至障碍物两侧，再向两边倾斜，造成磨损；贴壁回料遇障碍物后受力反弹。颗粒反弹到膜壁时，会与管壁形成斜冲刷和正冲击，造成磨损。

在工程实际中，炉内防磨措施：除在设计上选择合理的烟风速外，还严格控制进煤的粒度及燃烧室的流化速度。采用管道法、加防磨梁、加纵肋等主动防磨措施、被动喷金属、铺耐火等防磨措施。

1)管道技术。

主要用于炉膛密相区上部与膜壁的结合。通过改变膜壁的几何形状，垂直段的耐磨耐火材料与上膜壁管保持平直，使贴壁回流材料产生的涡流在耐火材料区域形成，从而避免膜壁的磨损。大量的工程实践表明，使用管道结构可以有效防止磨损。

第二，防磨梁技术。

膜壁的高度方向每隔一定距离用耐火耐磨材料制成凸台。凸台的布置形式是水平或倾斜布置，以降低材料在贴壁回流过程中的速度和浓度。防磨梁技术安装简单，广泛应用于工程实践中。

第三，加纵向肋片。

为了延长炉膛垂直布置受热面(水冷屏.过热屏)的使用寿命，垂直布置受热面管道一般设置垂直肋。纵肋可规范贴壁回流物料的流场，减缓受热面磨损，延长其使用寿命。

第四，金属喷涂。

金属喷涂是在膜壁管和翅片表面喷涂高强度耐磨金属陶瓷涂层，是一种被动的防磨技术。一般密相区上部膜壁1~2m.在煤口正面膜壁、炉膛四角、炉膛顶部等易磨损部位喷涂金属。金属喷涂后，可以减缓膜壁本身的磨损，但随着运行时间的延长，喷涂层本身磨损后会起皱脱落，造成膜壁不均匀，加重磨损。

同时，在更换喷涂后的膜壁管时，由于金属喷涂层中的Cr.Ni在高温下熔化，管端坡口处的喷涂层必须处理干净。膜壁管焊接时，金属喷涂层中的Cr.Ni在高温焊接环境下会熔化到焊液中，形成脆性裂纹，导致焊接质量差。

5)铺设耐火材料。

为了减缓膜壁的磨损，在膜壁上铺设一定厚度的耐磨耐火浇注料是一种被动的防磨技术措施。耐火材料的固定方法是通过焊接在膜壁管上钉子来固定。多用于锅炉密相区和炉膛出口周围。该方法施工简单，防磨效果好，但浇注料导热系数小，会降低炉膛换热特性。耐火材料在工程中的敷设厚度一般为50~70毫米。

过热器。省煤器管道:过热器。省煤器管道的迎风面和弯头应加防磨瓦保护。为了防止烟气走廊的形成，可以在管道中间插入几块水平不锈钢板进行固定，道整齐。

空气预热器管道:立管空气预热器管道烟气入口处安装防磨套管，并敷设一定厚度的耐磨浇注料进行防磨；卧管空气预热器管道应在迎风面安装防磨瓦进行保护。

3.耐火材料的磨损和耐磨。

循环流化床锅炉的受热面不仅采取了一定的主动防磨措施，还采取了被动防磨措施，即在易磨损部位的受热面上铺设一定厚度的耐火材料，以减缓受热面的磨损。耐火材料还具有保温和密封的功能。

由于耐火材料和金属零件的膨胀系数不同，耐火材料会随着炉内温度的循环而开裂和剥落。同时，炉内大量固体材料对耐火材料的冲刷也会对耐火材料造成一定的破坏。耐火材料的施工方法、养护、烘炉等也会影响耐火材料的使用寿命。因此，应合理选择耐磨材料，注重施工质量，合理运行和维护，以减缓耐火材料的磨损。

4.运行中的防磨。

锅炉设计、制造、安装、筑炉、烘炉完成后，锅炉受热面和浇注料的磨损与运行过程密切相关。理论和实践表明，磨损与时间、飞灰粒径、流速和飞灰浓度有关，即:

T=C=2μω3

类型(1):t为磨损量，g/m2；时间为h；氨为飞灰冲击率，与飞灰浓度、飞灰颗粒直径、烟气流粘度、烟气流速和管径有关。飞灰颗粒的大小和分布特性与煤的燃烧特性、细度、燃烧方式和燃烧条件有关；μ是烟气中飞灰的质量浓度，g/m3；ω为飞灰颗粒的流速，类似于烟气流速，m/s；c为比例常数，代表飞灰颗粒的磨损特性，与煤种有关。

可以看出，在运行过程中，要降低烟气流速，降低烟气中的灰浓度，降低炉膛差压，粒径，以减少受热面和浇注料的磨损。

1)减少烟气流量。

循环流化床锅炉燃料燃烧所需的风量由一次风和二次风组成。在为燃料燃烧提供氧气的同时，一次风的主要作用是为流化床床料提供氧气，二次风为燃料充分燃烧提供氧气。一次风量对流化质量、循环材料量、循环材料粒径、床温.NOX的产生有很大影响。

一次风量过低会导致流化不良、床温过高甚至炉膛结焦等严重后果，影响锅炉的安全运行；一次风量过高会导致循环材料量增加，循环材料粒径增加，烟气流量增加。NOX浓度的增加会加速受热面和浇注料的磨损。NOX减排更加困难，影响锅炉经济运行。因此在运行中要合理配风。

第二，降低灰浓度。

循环灰浓度是衡量循环材料量的指标，是影响炉内传热、床温、蒸发量和蒸汽温度的重要参数，对磨损也有很大影响。循环灰浓度高，炉内传热好，床温高，负荷能力强，蒸汽温度高，循环灰浓度低，磨损减少。循环灰量在运行过程中应合理控制。

第三，降低炉膛差压。

炉膛差压是衡量炉膛床料量的指标。差压高，床料多，燃烧稳定，炉膛各部分温度均匀，底渣可燃物少；低差压可导致炉膛下床温度高，底渣可燃物多，经济性差。

第四，降低燃煤粒径。

为了保证床的流化，需要增加一次风量来增加烟气流量。此外，在锅炉启停过程中，应限制温升或冷却速度，以防止热应力过大。

5.结语

循环流化床锅炉本身的物料循环燃烧特性必然会磨损受热面和耐火材料。采取合理有效的防磨措施，减缓受热面和浇注料的磨损，可提高锅炉运行的可靠性和经济性。