耐火耐磨浇注料是工业生产最广泛的一种不定型耐火材料,主要用于轧钢加热炉、炼焦炉等工业炉窑和在一些工作温度不是很高而需要耐磨性较高的电站工程循环流化床锅炉中作为锅炉耐火浇注料使用的耐磨内衬材料。
本文主要以520t/h的循环流化床锅炉,在锅炉的水平烟道,旋风分离器,炉膛密相区,返料器及点火风道内部分别布置了锅炉耐火浇注料起到防磨内衬的作用,文章主要讲述锅炉耐火浇注料是使用过程中的损坏、脱落、的原因并提出相关的防范措施。
一:锅炉耐火浇注料的损坏原因
锅炉燃烧室温度一般控制在850~900℃,入炉煤粒度要求不大于8mm。造成其中内衬损坏的原因大概有以下几点。
(1)浇注工艺不良。经观察,耐火耐磨内衬大量开裂,开裂处出现抓钉单面偏斜现象,根据此现象可以判断出在施工阶段工人用焊好的抓钉进行折弯支撑模板。在施工结束后单面抓钉外漏。锅炉启动后850~900℃的高温物料通过耐火耐磨内衬外露的抓钉传导至外钢板,造成耐火耐磨内衬顺着外露的抓钉开裂。
(2)膨胀节处间隙预留过小。机组停运后对锅炉水平烟道,返料器至炉膛膨胀节,外置换热器至炉膛膨胀节分离器处膨胀节内部进行检查,发现内部膨胀节耐火耐磨材料由于预留间隙造成压断及脱落。
(3)施工缝设计形式不佳,在分离器出口—对流烟道,分离器至返料器,返料器至外置床,返料器至燃烧室,外置床至燃烧室内检查发现膨胀缝设计形式不佳,需要对水平烟道转向角应力集中区域设置多道施工缝,以释放应力。
(4)烘炉不当。烘炉期间未按升温曲线图要求及设计位置开口,烘炉临时开口在烘炉后未完全密封焊,造成烘炉期间耐火耐磨内衬中水分未完全排出,在外钢板与耐火保温内衬分层,绝热效果达不到外保温不高于60℃的技术要求,现场局部超温点主要存在烘炉死角区域,如分离器锥体下部,返料斜管膨胀节,水平烟道转相角处等,在首次点火中就造成耐火耐磨内衬表皮脱落现象。
(5)机组停炉冷却速度过快。锅炉停炉后,为了及时处理缺陷,尽快启动,工人在水平烟道处进行了外接轴流风机进行强风冷却,造成水平烟道长墙(水平烟道无人孔门侧为长墙,水平烟道有人孔门侧为短墙)大面积耐火耐磨内衬脱落。
二:锅炉耐火浇注料耐磨性能的优化
针对锅炉耐火浇注料内衬材料损坏的原因,现场对包括炉顶、出口烟窗、屏过、密相区、回料斜腿、外置床进出口烟道、旋风分离器(包括分离器顶、分离器进口烟道、锥体顿号,下降筒、回料阀炉墙等部位)、回料阀和点火风道等部位耐火耐磨内衬进行了拆除,并采取了改造和优化措施。
(1)锅炉耐火浇注料工艺管理。在施工中严格按照施工验评进行每步施工,在施工开展前进行工作部署,施工结束后进行验收及施工中进行阶段检查。严禁出现用抓钉代替模板托架行为。
(2)锅炉耐火浇注料升级。点火风道膨胀节耐磨耐火材料优化:将点火风原有膨胀缝30mm,根据热膨胀分析优化至40mm膨胀缝。点火风道前区耐磨耐火材料总厚度由原有200mm优化至300mm,包括高温刚玉莫来石耐火浇注料厚度110mnm、莫来石保温浇注料厚度150mm、陶瓷纤维板厚度40mm。点火风道后区耐磨耐火材料总厚度200mm,保持原有设计厚度,包括高温刚玉莫来石耐火浇注料厚度100mm、莫来石保温浇注料厚度100mm。炉膛出口膨胀节耐磨耐火材料优化:将原有炉膛出口膨胀缝50mm,根据热膨胀优化至60mm膨胀缝。
顶部耐磨耐火材料总厚度450mm,包括加钢纤维锆铬刚玉耐磨浇注料厚度140mm,莫来石保温浇注料厚度200mm,超轻保温浇注料厚度100mm,超级绝热复合板10mm。
左右侧墙(长、短墙)耐磨耐火材料总厚度436mm,包括加钢纤维锆铬刚玉耐磨浇注料厚度120mm,莫来石保温砖厚度116mm,超轻保温浇注料厚度190mm,超级绝热复合板厚度10mm。
底部耐磨耐火材料总厚度416mm,包括加钢纤维锆铬刚玉耐磨浇注料120mm,莫来石保温浇注料厚度186mm,超轻保温浇注料厚度100mm,超级绝热复合板厚度10mm。
我公司郑州驹达耐材按照上述方案对锅炉耐火浇注料进行优化升级后有效地避免了锅炉浇注料脱落和开裂现象,延长了锅炉耐火浇注料内衬材料的检修周期