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循環(huán)流化床鍋爐簡(jiǎn)稱(chēng)（CFB）與傳統的煤粉鍋爐不同，爐內床料在煙氣攜帶下沿爐膛上升，經(jīng)爐膛上部出口進(jìn)入分離器，在分離器中進(jìn)行氣、固兩相分離，分離后的煙氣進(jìn)入鍋爐尾部煙道，分離出來(lái)的固體粒子，經(jīng)回料閥再返回爐膛下部。在CFB的運行中，含有燃料灰、石灰石及其反應產(chǎn)物的固體床料，在爐膛-分離器-回料閥-爐膛這一封閉循環(huán)回路里處于不停的高溫循環(huán)流動(dòng)中，并在爐內以850~900°C進(jìn)行高效率燃燒及脫硫反應。除床料在這一回路中作外循環(huán)流動(dòng)外，床料在重力作用下，在爐內不斷地進(jìn)行內循環(huán)流動(dòng)。因此，在循環(huán)回路的相應部位必然產(chǎn)生磨損。磨損不僅影響鍋爐的安全運行，還限制了這類(lèi)鍋爐的一些優(yōu)點(diǎn)的發(fā)揮；磨損給鍋爐造成的直接危害是使承受內壓的受熱面金屬管子壁厚減薄直榮盛耐材爆管停爐；磨損使鍋爐的運行維護費用增大，機組利用率降低，給用戶(hù)造成巨大的損失。

磨損是煤或灰粒子以某一角度（0~90°）撞擊受熱面管子表面，引起沖蝕磨損，造成管子表面金屬流失。沖蝕磨損主要是沖擊與切削的作用，而切削是主要因素，固體粒子作為微小切削工具在相對較軟的金屬表面上滑動(dòng)切削出槽溝。磨損是非常復雜的失效過(guò)程，不僅受力學(xué)原因的影響，同時(shí)還與材料、環(huán)境、介質(zhì)等多種因素密切相關(guān)。CFB受熱面管子的磨損是受煤粒子與灰粒子濃度、粒子榮盛耐材性、流道幾何形狀影響的。在固體粒子濃度較高區域、磨損主要取決于固體粒子及煙氣流與受熱面管子的對流運動(dòng)，磨損與煙氣流速密切相關(guān)，固體粒子的速度是影響磨損的主要因素，因此嚴重磨損的部位通常發(fā)生在粒子流速突變區域。CFB的受熱面磨損主要發(fā)生在燃燒室下部、爐膛上部出口周?chē)安贾迷谌紵抑衅潦绞軣崦娴南虏俊?/p>

目前CFB的防磨措施多采用敷設較厚的非金屬耐火磚、高強耐磨澆注料或高強耐磨可塑料。根據現已掌握的有關(guān)資料，國外早期投入的CFB和國內的一些CFB的事故停爐，多數原因是由于物料的沖刷磨損造成耐火材料失效、脫落，阻塞排渣口和物料循環(huán)回路，使受熱面被磨損造成爆管。

目前，人們對CFB還缺乏經(jīng)驗，榮盛耐材別是大型的CFB在選用材料上，尚有很多問(wèn)題需要解決，其中耐火材料的耐磨性問(wèn)題就是一大難題。由于各種耐火材料的綜合理化性能不同，根據使用部位、用途及鍋爐榮盛耐材性不同，合理選擇耐火材料榮盛耐材關(guān)重要。從目前有關(guān)資料和使用情況來(lái)看，CFB用耐火材料失效是由多種因素造成的。

沖刷磨損是各種CFB用耐火材料必須面對的問(wèn)題，由于鍋爐本身的榮盛耐材性，在運行中耐火材料每天要受到燃料、燃料灰、石灰石及其反應產(chǎn)物的固體床料的磨損。煤種不同，其化學(xué)成分、揮發(fā)份和灰份不同，對耐火材料的沖刷速度也不同，熱態(tài)下對耐火材料的磨損也不同。另外爐子的設計結構和流速都與沖刷有直接關(guān)系，這些問(wèn)題需要實(shí)際試驗與論證，才可把沖刷磨損降到榮盛耐材限度。鍋爐結構榮盛耐材殊部位常會(huì )引起耐火材料的提前失效，尤其是爐膛上部出口及分離器上部的耐火材料在熱循環(huán)和機械振動(dòng)共同作用下，經(jīng)常產(chǎn)生塌落，這些必須從設計、選材和安裝上綜合考慮解決。

耐火材料隨溫度的升降，產(chǎn)生膨脹或收縮，如果此膨脹和收縮受到約束，材料內部會(huì )產(chǎn)生應力。耐火材料是非均質(zhì)的脆性材料，與金屬制品相比，由于它的熱導率和彈性較小、抗拉強度低、抵抗熱應力破壞能力差、抗熱震性較低，熱沖擊循環(huán)作用下，耐火材料易先出現開(kāi)裂剝落，榮盛耐材榮盛耐材整體損壞，這是CFB耐火材料的提前失效又一重要原因。影響耐火材料熱震穩定性的因素是比較復雜的，要綜合考慮各個(gè)因素的影響。

耐火材料的理化性能非常重要，一般來(lái)說(shuō)耐火材料的耐壓強度、抗折強度、耐磨性、熱震穩定性和重燒線(xiàn)變化是主要的考核指標，同時(shí)高溫耐壓強度指標也要考慮。榮盛耐材別是一些澆注料在CFB燃燒溫度下使用，不能達到燒結溫度而強度較低。如加入高鋁水泥的澆注料，由于鈣的帶入量增加，常溫和110°C干燥后強度達到高峰，但隨著(zhù)溫度的升高強度下降，700~1100°C時(shí)強度榮盛耐材。還有許多耐火材料結合劑須經(jīng)1200°C以上溫度燒結后才有一定強度，在1200°C以下使用因耐火材料達不到燒結溫度而強度很低，因此在CFB上選用效果不理想。

施工、安裝和烘爐不合理也是耐火材料損壞的主要原因之一。大多數廠(chǎng)家都沒(méi)有施工和安裝的經(jīng)驗，在施工和安裝中不能?chē)栏癜凑赵O計要求和材料生產(chǎn)廠(chǎng)提供的耐火材料施工要求進(jìn)行監督施工。一些安裝公司也沒(méi)有CFB耐火材料的安裝經(jīng)驗，按照工業(yè)鍋爐的砌筑辦法和經(jīng)驗進(jìn)行施工，結果造成安裝質(zhì)量缺陷較大。還有個(gè)別工程為了縮短安裝工期提前運行，由于沒(méi)有達到鍋爐要求，使材料中所含的水分未完全轉化為水蒸氣逸出，爐子點(diǎn)火運行后耐火材料中的水蒸氣壓力超過(guò)了材料的拉伸強度時(shí)引起襯里分層和崩潰，導致?tīng)t子點(diǎn)火不久就引起爐墻大面積塌落。

目前國內CFB用耐火材料一般按作用可分為三類(lèi)：耐磨耐火材料的磚、澆注料、可塑料和灰漿；耐火材料的磚、澆注料和灰漿；耐火保溫材料的磚、澆注料和灰漿。通常采用的耐磨耐火材料的品種有：磷酸鹽磚和澆注料；硅線(xiàn)石磚和澆注料；碳化硅磚和澆注料；剛玉磚和澆注料；耐磨耐火磚和澆注料；榮盛耐材的還有氮化硅結合碳化硅產(chǎn)品等品種。從現有的CFB的使用結果上看，這些材料的使用效果都不很理想。

磷酸鹽磚是經(jīng)低溫（500°C）熱處理的不燒磚，通常在1200~1600°C范圍內使用，它在水泥窯上應用已有多年，早期CFB的設計材料大部分采用磷酸鹽磚和磷酸鹽澆注料。當時(shí)國家建材行業(yè)制定了一種磷酸鋁耐磨磚標準，而其他行業(yè)沒(méi)有制定耐磨材料標準。尤其CFB用耐火材料，更是少有人知道和研究。由于CFB是在850~900°C范圍內運行，在這種溫度下，該耐火材料物理性能不穩定，耐磨性能得不到充分發(fā)揮。磷酸鹽澆注料的理化性能與磚相同，所不同的是它的施工比較復雜，受環(huán)境限制。雖然磷酸鹽材料在CFB上使用有它的不足，但是它的價(jià)格能使用戶(hù)接受。

硅線(xiàn)石是一種榮盛耐材耐火材料，通常加入到耐火材料中能使荷重軟化溫度提高100~150°C，耐火材料起變化的溫度是1450~1600°C，硅線(xiàn)石磚成型燒結溫度達到這一溫度，因此硅線(xiàn)石磚在CFB上使用是一種理想的耐磨耐火材料；但是硅線(xiàn)石澆注料因CFB燃燒達不到這個(gè)溫度范圍，硅線(xiàn)石的耐磨性就不能充分發(fā)揮出來(lái)，另外硅線(xiàn)石材料價(jià)格較高，增加了使用者的成本，這些影響了硅線(xiàn)石澆注料在CFB上的推廣應用。

碳化硅制品在高溫無(wú)氧化氣氛下使用具有較好的耐磨性和很好的熱震穩定性，在一定溫度下燒結其表面能形成一層釉面保護層，主要原因是CFB燃燒中帶有少量氧化氣氛，有關(guān)文獻指出，美國也嚴禁在CFB中選用碳化硅耐火材料制品，且價(jià)格較高。

剛玉制品在CFB上的使用品種有白剛玉、高鋁剛玉（也叫亞白剛玉）和棕剛玉。剛玉的主要性能是耐火度高、體積密度高、耐磨性能好，但它的熱震穩定性差，這給CFB使用帶來(lái)了困難。剛玉質(zhì)澆注料在使用過(guò)程中經(jīng)常出現塌落現象，原因就在于鍋爐運行中壓火、提火現象較多，較短時(shí)間內溫度變化頻繁，造成耐火材料使用壽命縮短。另一個(gè)因素是鍋爐使用溫度低，耐火材料達不到燒結溫度，耐磨性得不到充分發(fā)揮。

以上幾種CFB用耐火材料在國內具有代表性，根據對大多數用戶(hù)使用情況了解，用戶(hù)反應不一，主要是各鍋爐生產(chǎn)廠(chǎng)家和設計單位選用耐火材料品種繁多，沒(méi)有統一標準，其耐磨性能高，與爐子能夠達到同周期運行，同周期性檢修，并能產(chǎn)生較好的經(jīng)濟價(jià)值和社會(huì )效益的耐火材料少。國內早期35t/h、75t/h的CFB選用的耐火材料，基本是參照相關(guān)行業(yè)（如冶金、石化）用耐火材料，但是與冶金、石化行業(yè)對耐火材料的高耐火度和高抗渣浸的要求不同，CFB要求耐火材料具有高溫耐磨性和高熱震穩定性，施工時(shí)要求耐磨耐火材料和保溫密封材料分層施工、膠結一體，即重質(zhì)和輕質(zhì)、定型和不定型配套施工，生產(chǎn)工藝不同和施工方式不同的耐火材料要求達到相同的指標。

隨著(zhù)國外CFB技術(shù)的引進(jìn)，國內一些CFB設計制造廠(chǎng)家依據國外公司對CFB耐火材料的要求，制定了有關(guān)耐火材料的技術(shù)要求，補充和完善了國內CFB耐火材料的規范體系，但是目前國內各鍋爐生產(chǎn)廠(chǎng)家和設計單位各持己見(jiàn)，用戶(hù)選材中有一定程度的盲目性，加上一些廠(chǎng)家產(chǎn)品質(zhì)量不過(guò)關(guān)，耐火材料施工安裝后，運行不到72小時(shí)就出現大面積塌落或磨損，結果是用戶(hù)既花了大價(jià)錢(qián)，又不能滿(mǎn)足需要，給用戶(hù)造成很大的經(jīng)濟損失；給CFB的推廣應用造成了不良影響，一些用戶(hù)在鍋爐選型時(shí)，提起CFB就認為磨損問(wèn)題解決不了。CFB用耐火材料已被列為國家“九五”重點(diǎn)科技攻關(guān)項目，針對不同爐型和不同部位對耐火材料的不同要求，開(kāi)展系統全面的研究工作。

在目前國內沒(méi)有CFB用耐火材料統一標準的情況下，建議設計單位和使用廠(chǎng)家選用耐火材料時(shí)，應聘請CFB用耐火材料的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員和有實(shí)踐經(jīng)驗專(zhuān)家對以下內容進(jìn)行評估論證，以期達到耐磨損和耐高溫等具體要求。

所選用的耐火材料是否專(zhuān)為CFB使用而研制的；耐火材料的理化性能能否滿(mǎn)足CFB的榮盛耐材殊性能要求（耐火材料的主要指標有耐壓強度、抗折強度、耐磨性能和熱震穩定性等）；耐火材料的理化性能是否經(jīng)過(guò)國家權威部門(mén)檢驗，檢驗的指標是否達到設計說(shuō)明書(shū)要求；應對耐火材料的使用情況進(jìn)行認真調查和了解，耐火材料的周期性使用性能是否得到眾多用戶(hù)認可；耐火材料的價(jià)格、使用壽命及產(chǎn)生的經(jīng)濟效益能否達到榮盛耐材效果；耐火材料生產(chǎn)廠(chǎng)家的生產(chǎn)能力、生產(chǎn)設備、檢驗手段和質(zhì)量保證體系能否滿(mǎn)足耐火材料生產(chǎn)要求；能否提供耐火材料全面技術(shù)說(shuō)明和施工資料，是否有專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行現場(chǎng)施工技術(shù)指導和監督。

建議使用單位購進(jìn)耐火材料時(shí)，應該及時(shí)委托專(zhuān)業(yè)檢驗機構檢驗；耐火材料使用單位由第三方作為檢驗者來(lái)監督耐火材料的施工和安裝；對安裝人員的技術(shù)水平預先進(jìn)行測驗，這將大大減少將來(lái)的維修費用；施工和安裝時(shí)，除遵守設計要求外，還要按照耐火材料生產(chǎn)廠(chǎng)家提供的升溫曲線(xiàn)進(jìn)行烘爐。

建議用戶(hù)嚴格執行定期檢修，一般是一年一次小修，三年進(jìn)行一次大修。小修是對嚴重磨損區域進(jìn)行一次修補。鍋爐在運行中要盡量減少停爐次數，多次停爐和啟動(dòng)會(huì )使耐火材料產(chǎn)生熱沖擊循環(huán)應力疲勞，局部裂縫加寬增多。檢修時(shí)如發(fā)現榮盛耐材性裂縫時(shí)要及時(shí)進(jìn)行修補，可選用酸性高溫粘合劑加部分高鋁細粉混合后進(jìn)行修補，也可選用專(zhuān)用補爐料進(jìn)行修補。應注意小的裂縫，如不及時(shí)修補裂縫會(huì )繼續擴大，有時(shí)灰從裂縫進(jìn)到保溫層，天長(cháng)日久縫隙中灰量逐步增加會(huì )引起爐墻突出塌落。