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流化床鍋爐耐磨澆注料脫落分析和解決

來源:本站      發布日期:2019-07-16

  高溫高壓絕緣循環流化床鍋爐經過兩次加熱循環後,發現4台鍋爐在爐內砌磚時存在以下問題:

  一.行動中的問題:

  爐內致密相區耐磨澆注料為磷狀脫落,針頭裸露,最大麵積為105 mm×210 mm。

  型回流閥冒口存在較多的周向裂紋,最寬的裂紋約為5mm。U型回流閥出口與爐膛之間回流管的非金屬補償器局部燃燒,產生灰分通道。

  中旋風分離器入口煙道的澆注料和耐火磚接頭在出口煙道頂部發生塌陷,分離器錐的表麵由於膨脹而部分拱形。此外,在其它部位也發現了一些耐磨的耐火材料磨損、衝蝕、開裂、凸出等現象。

  二.問題的原因和解決辦法

  原因1:鍋爐施工工藝不合理是造成澆注料鍋爐脫落事故的重要原因之一。

  澆注料的“灰水比”在混合時沒有得到適當的控製。

  在施工過程中,在製備澆注料時,應嚴格控製灰水比。具體要求:請參閱製造商“耐磨耐火材料現場配置技術規範”。如果加水量過大,則澆注料成型後的材料

  材料孔隙率高,強度大幅度降低,特別是在低溫環境下,自然凝固時間延長。如果含水量太小,材料的流動性不好,振動不密集,容易留下孔隙、洞穴等,澆注料的強度也會大大降低。

  脫模時間沒有得到很好的控製。

  澆注料在不硬化的情況下不能脫模,因此,當澆注料的強度能保證其邊緣和角度不因脫模而損壞時,應予以去除。承重模板:隻有當澆注料達到強度的70%時,才能拆除模具。為了便於脫模,所有模具澆注表麵應在澆注前塗上油。

  澆注料的維護時間控製不當。

  鍋爐砌體完工後,應有足夠的自然幹燥時間,使耐火材料層中的大部分水沉澱,避免大量的水不能及時排放,導致耐火材料層開裂脫落。

  加熱速率和溫度梯度控製不當。

  主要原因是對烤箱重要性的主觀認識不到位。

  主要研究結果如下:(1)烘箱去除了內襯材料中自然幹燥不能排除的遊離水和結晶水,在高溫下固化澆注料,達到一定的強度。烘焙前,襯裏材料必須具備一定的自然強度(足夠的養生期)才能進行烘焙。

  幹燥原理是“長不短,慢不快”。根據預先製定的烘箱曲線,加熱速率應均勻穩定,控製好恒溫時間和恒溫,溫度波動不應大於±20℃,以防止幹燥過程中加熱過快,物料層產生的水分不能及時排出,造成記憶中水蒸氣壓力過大,突破耐磨耐火層。此外,烘焙時的溫度梯度不宜過大,以免產生巨大的熱應力,從而使耐磨耐火層開裂、突出、脫落。

  當耐磨耐火材料層的外鋼殼(如回程、旋風分離器錐等)排氣孔保留過少時,幹燥過程中耐火材料層中的水和氣體的外部排放受阻,耐火材料層的爆裂和脫落隻能由水蒸氣的內部排放引起,這也是不可忽視的一個重要因素。

  第二個原因是結構設計不合理,耐磨澆注料質量存在問題。

  耐火材料和耐磨材料膨脹節的不合理設計

  由於周向和縱向膨脹節數量不足等原因,鍋爐抗磨耐火材料後加熱體積膨脹,相互擠壓,造成裂紋。

  主要結果如下:(1)澆注料和耐火磚在旋風分離器入口的膨脹節由5mm擴大到10 mm,預留了足夠的間隙以滿足膨脹要求。膨脹節改為Z形,防止間隙直接通過,導致爐灰衝刷保溫層。膨脹節充填材料需要牛皮紙層兩側的耐火纖維氈,以防止水泥漿直接浸入充填材料,固化和占據膨脹充填材料的膨脹空間。圓周膨脹節的設計間距由1500 mm改為1000 mm。

  在分離器出口的煙道、錐等大麵積內,澆注麵由2.5m×2.5m轉變為1.5m×1.5m。同時,膨脹節設置,伸縮縫寬度小於3mm,填充材料需要剛性膠合板,以防止地震變形。鍋爐運行後,膠合板在高溫下燒毀,空間成為膨脹節。

  旋風分離器筒體沿高度方向設置磚襯支撐板,以達到磚牆分層卸荷的目的。通過對缸體實際耐火磚重量的計算,第一支承板的設計不能達到卸荷的目的,並根據現場實際情況將支承板改為第二層布置。

  返回裝置冒口耐磨澆注料支架由3層改為4層,間距減小至2.5m,達到澆注料層卸荷。

  需要改善釘的形狀和釘腿的強度。

  主要結果如下:(1)改善鍋爐Y型釘的形狀。釘的密實度不夠,釘材的耐熱性較強。抓取釘腿的最佳角度在60°~80°之間,將10 mm的水平截麵在兩根釘腿的頭上加熱,以提高釘對澆注料的抓取力。

  鍋爐內的釘扣焊接在送風板、排渣管、風管等金屬板上,加熱後釘的膨脹係數比耐火材料大得多。如果釘子不經瀝青預處理,直接與耐火材料澆注接觸,則在金屬材料與耐火材料接觸表麵形成網狀微裂紋,導致耐火材料最終開裂脫落。耐火材料接觸金屬表麵,去除油灰汙漬,均勻塗覆0.5mm以上的瀝青。要保證瀝青的濃度和塗抹厚度,堅決杜絕用瀝青塗料代替瀝青油作釘塗材料。

  耐火材料和耐磨材料的質量不合格或不合格。

  骨料與基體的匹配和結合對材料的耐磨性有重要的影響:骨料與基體的不匹配會導致材料體在成型後產生裂紋,而骨料與基體之間的粘著性差會導致基體的腐蝕,然後骨料會被隔離,然後脫落。為了保證骨料和基質的質量,選擇合適的粘結劑和添加劑是非常重要的。不同的物料生產廠家有不同的配料方式,但對於用戶來說,必須保證耐火材料耐磨性能指標,保證材料質量合格,滿足鍋爐各部分運行條件和膨脹指標的要求。另外,抗磨耐火材料已經通過了貯存期(3×6個月,一般不超過3個月),材料失效,一些材料保存不當,水分惡化,也會導致鍋爐砌體質量不達標。

  三.解決問題的辦法

  針對上述情況,應采取以下預防措施:

  主要結果如下:(1)在選用耐磨耐火材料時,根據循環流化床鍋爐不同部位的耐磨性要求,選用了性能不同的耐火材料。在施工過程中,要加強管理,嚴格控製材料的施工過程、工藝和質量,對關鍵工序進行全過程跟蹤和監督。鍋爐施工前應製定“循環流化床鍋爐砌體施工質量檢驗評定標準”。

  與鍋爐生產廠家和鍋爐砌體單元進行分析研究。

  在澆注料中加入鋼纖維,提高耐火材料和耐磨層的綜合性能。此外,適量的棉纖維、棉纖維在烘箱過程中會被燒盡,留下大量的不透孔。這些孔能使爐內產生的蒸汽排出順暢,防止耐火材料層和耐磨層因水和氣體不流出而開裂和脫落。

  在鍋爐爐頂易倒塌的部位,用6mm和1Cr13信息製成的鋼筋焊接,提高釘的抗拉強度。鋼筋長度不超過0.5m,距澆築層外表麵25×35 mm,鋼筋采用斷續焊接。鋼筋以“[”字和頂板的形式焊接,或用“Y”形的V形釘焊接。

  對到達工地的砌體材料進行抽查。該性能指標應符合“火電廠鍋爐耐火材料技術條件”的要求(特別是材料強度、耐磨性、耐熱性、抗熱震穩定性、抗爆裂性等性能指標)。

  砌體和澆注材料的運輸和倉儲應嚴格按照GB/T 1035-1988標準進行。

  抗磨耐火材料、耐火材料和保溫材料的堆垛、取樣、驗收、保管和運輸應按照規定分別堆放。堆垛區應有防雨防潮設施

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