循環流化床鍋爐用澆注料-耐火材料行業知識-耐火磚高鋁磚剛玉磚澆注料河南耐火材料廠-宏泰耐材

? ? 隨著我國經濟發展和社會進步,進入21世紀以后我國電力仍將以較高的速度發展,火力發電將長期保持較高的增長勢頭。近年來,隨著煤炭應用范圍的擴大以及人們環保意識的增強,循環流化床鍋爐作為一種主要的“清潔燃燒”裝置大量被采用。這也帶動了循環流化床鍋爐本身的不斷完善與發展,并且使循環流化床逐漸走向大型化。

? ? 循環流化床鍋爐用澆注料因而也受到了行業內的廣泛關注。各耐火材料生產廠家都致力于進一步提高耐火材料的各項性能,開發了不同種類的耐火材料。我們公司憑借較強的技術力量，經過幾年來的不懈努力開發出了以高強耐磨澆注料D一17M和耐磨可塑料D一16S為代表的系列耐磨耐火材料及其配套產品,實現了對循環流化床鍋爐用耐火材料的優化配套,在不同規格的爐型上都獲得了較好的使用效果(包括35-75-220-440-465T/h循環流化床鍋爐的配套使用)。

? ? 循環流化床作為近幾年來新涌現出的新型環保型鍋爐,其結構復雜,且燃燒系統內有大量的高濃度高速循環煤顆粒,這就要求它的內襯耐火材料首先要具有優良的施工性能,其次必須強度高、耐磨性好。

1.1適合循環流化床鍋爐使用的高強耐磨耐火材料,按施工方式主要有以下兩大類:

l)耐磨耐火澆注料:主要用在結構較復雜、可以立模澆注且振動較小的部位。如:布風板、爐膛底部集箱區以及爐膛出口、旋風分離器等處。

2)耐磨耐火可塑(搗打)料:主要用在結構較復雜、無法立模澆注但可采用轉型預制或手工搗打、涂抹的部位。如:水冷壁、一次返料區、旋風分離器等。

1.2循環流化床鍋爐耐火材料內襯的設計和選材應遵循的規則:

1)設計趨勢正由磚襯結構轉向不定型耐火材料;

追溯鍋爐結構的形式,從最初的鼓泡床到現在的高速循環床,爐墻結構從重型爐墻到膜式壁發生了很大的變化,不定形耐火材料的使用比例得到了很大的提高。在很多地方不定形耐火材料己經代替了耐火磚襯。盡管目前在定形和不定形耐火材料的設計使用上存在爭議,但是從有些鍋爐運行不久即發生磚砌爐墻變形、塌落等事故來看,說明大面積直墻全部采用耐火磚砌筑襯里有其弊端,由于溫升不同以及金屬拉鉤及襯管結構產生膨脹效應,導致爐墻變形凸出,嚴重的甚至整面墻體坍塌。從未來的發展趨勢看,不定形耐火材料在技術上和施工方法上會有更大的的改進,有能力與磚襯結構進行競爭。

2)根據不同爐型、不同工況條件的需要,在鍋爐的不同部位應采用不同材質、不同性能的耐火材料,以達到爐襯均衡蝕損,提高鍋爐的綜合經濟效益。

雖然各鍋爐制造廠家對循環流化床鍋爐的結構設計有所不同,但其主要部位如流化室、爐頂、過渡煙道、旋風分離器及過熱器等部位結構無大的變化。

a)流化室全部為水冷爐,即在膜式壁上大密度布置銷釘,而后澆注高強耐磨耐火澆注料。

b)爐頂結構設計與流化室相同,一般采用高強耐磨耐火澆注料在地面澆注完畢后整體吊裝,也有設計耐磨可塑料進行地面預制或吊裝后搗打施工。

c)水冷風室空間小、結構復雜,但磨損不是太強,采用普通耐磨耐火澆注料在地面澆注養護后整體吊裝。

d)過熱器前頂部煙氣流速高,磨損嚴重,采用高強耐磨澆注料。

e)煙氣進入省煤器前煙道流速偏高,故后側墻仍采用高強耐磨澆注料。

f)旋風分離器由于有大量的高濃度高速循環煤顆粒通過造成相當大的磨損,另外旋風分離器是筒體結構,施工有一定的難度,采用耐磨耐火澆注料。

? ? 針對循環流化床各部位的高耐磨性要求,耐磨耐火材料所用的原料應致密堅硬,如:致密剛玉、白剛玉、棕剛玉、碳化硅和特級礬石等,加之它們熱震穩定性優良,都是品質合適的原材料。優化顆粒級配,采用各種超微細粉、純鋁酸鈣水泥或復合磷酸鹽結合基質,外加一些耐磨增強劑、增塑劑等,大大提高材料的理化性能,對于澆注料應保證其具有很好的流動性,對于可塑料應具有良好的可塑性,對于搗打料則應適合現場搗打預制,使材料施工簡便。按此原則選擇主要原材料如下:

A、棕剛玉、亞白剛玉5一3mm、3一lmm、1~0mm、16#、36#、325#

B、特級礬石5~3mm、3~lmm、l~0mm、0~0.088mm

C、α-Al2O03粉<5微米

D、高鋁微粉、SiO2微粉、純鋁酸鈣水泥、磷酸鹽膠結劑

? ? 循環流化床鍋爐的布風板、放渣管、爐膛密相區以及爐膛出口等處,使用溫度在90℃左右,粒子濃度大,且流速高,磨損較嚴重。這些部位的耐火材料的施工可采用支模澆注的方法,針對這些部位,我們研制了高強耐磨耐火澆注料D-17M。

1.3原料的級配

選擇適當的最大顆粒粒徑,采用多級顆粒級配,選擇優良的結合劑,超微粉和外加劑配制成在中溫區能夠達到致密高強的耐磨耐火澆注料。

1.4實驗配方

以上述基本配比為基礎,我們做了高強耐磨耐火澆注料D-17M的試驗,骨料分別采用剛玉和礬石,臨界粒度為5mm,細粉采用18#和325#的不同級配,并摻入超微細粉。調整微粉用量,選用不同廠家生產的同種原料,以便選取最佳配比。

1.5細粉量

配比中細粉含量較多可以充分填充顆粒之間的空隙,使材料的組織結構更致密,氣孔率低,在形成最緊密堆積的同時,進一步增強粘結力,從而提高材料的強度、耐沖擊與耐磨損性;

1.6水泥量

水泥含量的高低直接影響著耐火澆注料強度與耐磨性的好壞。水泥含量越高,則耐磨損性能越好。但如果水泥含量過多的話,就會將過多的CaO帶入材料中,CaO會與料中的SiO2和Al2O3起反應,生成低熔點的鈣長石(CAS2)和鈣鋁黃長石(C2AS),導致高溫強度和耐磨性的下降,因此水泥的加量不能過高,有一個最佳值。

1.7臨界粒度

臨界粒度越小,越容易配制出致密高強的澆注料,一般說來,材料的強度越高,耐磨性也越高。