循环流化床锅炉用浇注料-耐火材料行业知识-耐火砖高铝砖刚玉砖浇注料河南耐火材料厂-宏泰耐材

随着我国经济发展和社会进步,进入21世纪以后我国电力仍将以较高的速度发展,火力发电将长期保持较高的增长势头。近年来,随着煤炭应用范围的扩大以及人们环保意识的增强,循环流化床锅炉作为一种主要的“清洁燃烧”装置大量被采用。这也带动了循环流化床锅炉本身的不断完善与发展,并且使循环流化床逐渐走向大型化。

循环流化床锅炉用浇注料因而也受到了行业内的广泛关注。各耐火材料生产厂家都致力于进一步提高耐火材料的各项性能,开发了不同种类的耐火材料。我们公司凭借较强的技术力量，经过几年来的不懈努力开发出了以高强耐磨浇注料D一17M和耐磨可塑料D一16S为代表的系列耐磨耐火材料及其配套产品,实现了对循环流化床锅炉用耐火材料的优化配套,在不同规格的炉型上都获得了较好的使用效果(包括35-75-220-440-465T/h循环流化床锅炉的配套使用)。

循环流化床作为近几年来新涌现出的新型环保型锅炉,其结构复杂,且燃烧系统内有大量的高浓度高速循环煤颗粒,这就要求它的内衬耐火材料首先要具有优良的施工性能,其次必须强度高、耐磨性好。

1.1适合循环流化床锅炉使用的高强耐磨耐火材料,按施工方式主要有以下两大类:

l)耐磨耐火浇注料:主要用在结构较复杂、可以立模浇注且振动较小的部位。如:布风板、炉膛底部集箱区以及炉膛出口、旋风分离器等处。

2)耐磨耐火可塑(捣打)料:主要用在结构较复杂、无法立模浇注但可采用转型预制或手工捣打、涂抹的部位。如:水冷壁、一次返料区、旋风分离器等。

1.2循环流化床锅炉耐火材料内衬的设计和选材应遵循的规则:

1)设计趋势正由砖衬结构转向不定型耐火材料;

追溯锅炉结构的形式,从最初的鼓泡床到现在的高速循环床,炉墙结构从重型炉墙到膜式壁发生了很大的变化,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经代替了耐火砖衬。尽管目前在定形和不定形耐火材料的设计使用上存在争议,但是从有些锅炉运行不久即发生砖砌炉墙变形、塌落等事故来看,说明大面积直墙全部采用耐火砖砌筑衬里有其弊端,由于温升不同以及金属拉钩及衬管结构产生膨胀效应,导致炉墙变形凸出,严重的甚至整面墙体坍塌。从未来的发展趋势看,不定形耐火材料在技术上和施工方法上会有更大的的改进,有能力与砖衬结构进行竞争。

2)根据不同炉型、不同工况条件的需要,在锅炉的不同部位应采用不同材质、不同性能的耐火材料,以达到炉衬均衡蚀损,提高锅炉的综合经济效益。

虽然各锅炉制造厂家对循环流化床锅炉的结构设计有所不同,但其主要部位如流化室、炉顶、过渡烟道、旋风分离器及过热器等部位结构无大的变化。

a)流化室全部为水冷炉,即在膜式壁上大密度布置销钉,而后浇注高强耐磨耐火浇注料。

b)炉顶结构设计与流化室相同,一般采用高强耐磨耐火浇注料在地面浇注完毕后整体吊装,也有设计耐磨可塑料进行地面预制或吊装后捣打施工。

c)水冷风室空间小、结构复杂,但磨损不是太强,采用普通耐磨耐火浇注料在地面浇注养护后整体吊装。

d)过热器前顶部烟气流速高,磨损严重,采用高强耐磨浇注料。

e)烟气进入省煤器前烟道流速偏高,故后侧墙仍采用高强耐磨浇注料。

f)旋风分离器由于有大量的高浓度高速循环煤颗粒通过造成相当大的磨损,另外旋风分离器是筒体结构,施工有一定的难度,采用耐磨耐火浇注料。

针对循环流化床各部位的高耐磨性要求,耐磨耐火材料所用的原料应致密坚硬,如:致密刚玉、白刚玉、棕刚玉、碳化硅和特级矾石等,加之它们热震稳定性优良,都是品质合适的原材料。优化颗粒级配,采用各种超微细粉、纯铝酸钙水泥或复合磷酸盐结合基质,外加一些耐磨增强剂、增塑剂等,大大提高材料的理化性能,对于浇注料应保证其具有很好的流动性,对于可塑料应具有良好的可塑性,对于捣打料则应适合现场捣打预制,使材料施工简便。按此原则选择主要原材料如下:

A、棕刚玉、亚白刚玉5一3mm、3一lmm、1~0mm、16#、36#、325#

B、特级矾石5~3mm、3~lmm、l~0mm、0~0.088mm

C、α-Al2O03粉<5微米

D、高铝微粉、SiO2微粉、纯铝酸钙水泥、磷酸盐胶结剂

循环流化床锅炉的布风板、放渣管、炉膛密相区以及炉膛出口等处,使用温度在90℃左右,粒子浓度大,且流速高,磨损较严重。这些部位的耐火材料的施工可采用支模浇注的方法,针对这些部位,我们研制了高强耐磨耐火浇注料D-17M。

1.3原料的级配

选择适当的最大颗粒粒径,采用多级颗粒级配,选择优良的结合剂,超微粉和外加剂配制成在中温区能够达到致密高强的耐磨耐火浇注料。

1.4实验配方

以上述基本配比为基础,我们做了高强耐磨耐火浇注料D-17M的试验,骨料分别采用刚玉和矾石,临界粒度为5mm,细粉采用18#和325#的不同级配,并掺入超微细粉。调整微粉用量,选用不同厂家生产的同种原料,以便选取最佳配比。

1.5细粉量

配比中细粉含量较多可以充分填充颗粒之间的空隙,使材料的组织结构更致密,气孔率低,在形成最紧密堆积的同时,进一步增强粘结力,从而提高材料的强度、耐冲击与耐磨损性;

1.6水泥量

水泥含量的高低直接影响着耐火浇注料强度与耐磨性的好坏。水泥含量越高,则耐磨损性能越好。但如果水泥含量过多的话,就会将过多的CaO带入材料中,CaO会与料中的SiO2和Al2O3起反应,生成低熔点的钙长石(CAS2)和钙铝黄长石(C2AS),导致高温强度和耐磨性的下降,因此水泥的加量不能过高,有一个最佳值。

1.7临界粒度

临界粒度越小,越容易配制出致密高强的浇注料,一般说来,材料的强度越高,耐磨性也越高。