循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)襯耐磨澆注料出現(xiàn)這幾種問題的分析

一、運(yùn)行中出現(xiàn)的問題

1、爐膛密相區(qū)耐磨澆注料成魚磷狀脫落,甚至裸露出銷釘頭,面積最大處105mm×210mm。

2、U型回料閥立管出現(xiàn)多處環(huán)向裂紋,最寬裂紋5mm左右。U型回料閥出口與爐膛之間的回料管非金屬補(bǔ)償器局部燒損,并發(fā)生竄灰。

3、中置式旋風(fēng)分離器出口煙道頂棚、入口煙道澆注料和耐火磚接縫處出現(xiàn)澆注料坍塌,分離器錐體面表面局部因膨脹起拱。此外,在其他部位還發(fā)現(xiàn)多處耐磨耐火材料磨損沖刷、開裂、凸起等現(xiàn)象。

二、存在問題的原因及解決辦法

原因一:筑爐施工工藝不合理,是導(dǎo)致鍋爐澆注料脫落事故發(fā)生的重要原因之一。

①澆注料在攪拌時(shí)“灰水比”控制不當(dāng)。

在施工過程中,澆注料配制時(shí)灰水比例要嚴(yán)格控制。具體要求:參見廠家《耐磨耐火材料現(xiàn)場(chǎng)配置技術(shù)規(guī)范》。如果加水量過多,澆注料成型后材料內(nèi)部氣孔率高,材料強(qiáng)度大大降低,特別是低溫環(huán)境時(shí),自然凝固時(shí)間加長(zhǎng)。加水量太少,材料流動(dòng)性不好,振動(dòng)不密實(shí),容易留下氣孔、洞穴等,澆注料強(qiáng)度也將大大降低。

②攪拌時(shí)間和澆注料振搗時(shí)間控制不當(dāng)。

澆注料在澆注時(shí)應(yīng)采用振搗機(jī)分層進(jìn)行振搗。攪拌時(shí)間太短,材料混合不均勻;振動(dòng)時(shí)間過長(zhǎng),材料易產(chǎn)生分層,細(xì)粉浮在表面,骨料沉在底部,導(dǎo)致材料強(qiáng)度降低易剝落。澆注料拌和后30min內(nèi)用完,宜一次澆注到所規(guī)定的厚度和高度。澆注料施工應(yīng)在≥5°以上環(huán)境溫度進(jìn)行,溫度太低材料不易自然凝固,或出現(xiàn)“假凝”現(xiàn)象。澆注料一般應(yīng)連續(xù)進(jìn)行澆注,在前一層澆注料初凝前,應(yīng)將下一層澆注料澆注完。如施工間隙超過其初凝時(shí),應(yīng)按施工縫要求進(jìn)行處理。

③脫模時(shí)間控制不好。

澆注料還沒有硬化不能進(jìn)行脫模,應(yīng)在澆注料強(qiáng)度能保證其棱角不因脫模受損時(shí),方可拆除。承重模板:應(yīng)在澆注料達(dá)到強(qiáng)度的70%時(shí)方可拆模。為便于脫模,澆注前所有模具澆注面均應(yīng)涂一層機(jī)油。

④澆注料養(yǎng)護(hù)時(shí)間控制不當(dāng)。

鍋爐砌筑完工后,要有足夠的自然干燥期,以便使耐火層中大部分水分析出,避免烘爐時(shí)大量水分不能及時(shí)排出導(dǎo)致耐火層開裂和脫落。

⑤烘爐升溫速度和溫度梯度控制不當(dāng)。

其主要原因是主觀上對(duì)烘爐的重要性認(rèn)知不到位。

(1)烘爐是將爐襯材料中自然干燥無法排除的游離水和結(jié)晶水排除,同時(shí)對(duì)澆注料進(jìn)行高溫固化以達(dá)到一定的強(qiáng)度。烘爐之前,爐襯材料必須要有一定的自然強(qiáng)度(足夠的養(yǎng)生期),才能進(jìn)行。

(2)烘爐原則“宜長(zhǎng)不宜短,宜慢不宜快”。要按事先制定的烘爐曲線進(jìn)行,升溫速度要均勻平穩(wěn),要控持好恒溫時(shí)間、恒溫溫度,并保持溫度波動(dòng)不大于±20℃,防止烘爐過程中升溫過快,料層中產(chǎn)生的水分不能及時(shí)排出,造成內(nèi)存水汽壓力過高而沖破耐磨耐火層導(dǎo)致裂紋。此外,烘爐時(shí)溫度梯度也不能過大,以免產(chǎn)生巨大熱應(yīng)力,使耐磨耐火層開裂、凸起、脫落。

(3)耐磨耐火材料層的外鋼殼(如返料腿、旋風(fēng)分離器錐體)排汽孔預(yù)留過少時(shí),烘爐過程中耐火層內(nèi)水氣外排受阻,耐火層因水汽只能內(nèi)排造成爆裂和脫落,也是不容忽視的重要因素。

原因二：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，耐磨澆注料質(zhì)量存在問題

①耐火耐磨材料膨脹縫設(shè)計(jì)不合理

由于環(huán)向、縱向膨脹縫設(shè)計(jì)數(shù)量不夠或其它原因,導(dǎo)致鍋爐耐磨耐火材料受熱后體積膨脹,互相擠壓,產(chǎn)生裂紋。

(1)旋風(fēng)分離器入口煙道耐磨澆注料和耐火磚連接處膨脹縫考慮澆注因素適當(dāng)加寬,由5mm改為10mm,預(yù)留充分的間隙來滿足膨脹要求。膨脹縫改為Z字形,防止縫隙直接貫穿,造成爐灰沖刷保溫層。膨脹縫填充材料要求兩側(cè)有牛皮紙層耐火纖維氈,防止水泥漿直接浸入填充材料內(nèi),固化并占居膨脹填充材料的膨脹空間。環(huán)向膨脹縫設(shè)計(jì)間隔由1500mm改為1000mm。

(2)分離器出口煙道和分離器錐體等大面積區(qū),澆注面由(2.5m×2.5m)改為小面積的方塊(1.5m×1.5m)一次成形砌筑,同時(shí)設(shè)置膨脹縫,膨脹縫寬度≤3mm,填充材料要求剛性強(qiáng)的膠合板,防止震搗時(shí)變形。鍋爐運(yùn)行后,膠合板高溫?zé)龤?空間變成膨脹縫。

(3)旋風(fēng)分離器筒體沿高度方向設(shè)有磚襯支撐托板,以達(dá)到磚砌墻分層卸載的目的,通過對(duì)筒體實(shí)際耐火磚重量計(jì)算,設(shè)計(jì)一層托板達(dá)不到卸載的目的,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況支撐托板改為二層布置。

(4)返料器立管耐磨澆注料托板由3層改為4層布置,間距縮小為2.5m,達(dá)到澆注料分層卸載。

②抓釘形狀和釘腿強(qiáng)度需要改進(jìn)

(1)鍋爐內(nèi)Y型抓釘?shù)男螤钚枰倪M(jìn)。密實(shí)程度不夠,抓釘材質(zhì)耐熱性要強(qiáng)。抓釘腿最佳夾角為60°～80°之間,兩釘腿頭部各煨制10mm水平段,這樣才能增強(qiáng)抓釘對(duì)澆注料的抓捉力。

(2)鍋爐內(nèi)的抓釘均焊接在布風(fēng)板、排渣管、風(fēng)管等金屬板上,抓釘受熱后的膨脹系數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于耐火材料的膨脹系數(shù)。如果抓釘不進(jìn)行涂瀝青預(yù)處理,直接與耐火材料澆注接觸,在金屬材料與耐火材料的接觸面上勢(shì)必會(huì)形成網(wǎng)狀微裂紋,導(dǎo)致耐火材料最后開裂、脫落。耐火材料接觸金屬表面要清除油污及灰漬并均勻涂以0.5mm以上的瀝青。要保證瀝青的濃度和涂抹厚度,堅(jiān)決杜絕用瀝青漆代替瀝青油做抓釘涂層漆料。

③耐火耐磨材料質(zhì)量不過關(guān)或保管不善

耐磨材料的骨料與基質(zhì)的匹配性和結(jié)合性,對(duì)材料的耐磨性具有重要影響:骨料與基質(zhì)失配會(huì)導(dǎo)致成型后材料本體出現(xiàn)裂紋;而骨料與基質(zhì)的結(jié)合性差,則會(huì)導(dǎo)致沖刷時(shí)基質(zhì)先被沖蝕,然后骨料被孤立出來,進(jìn)而脫落。保證骨料和基質(zhì)的質(zhì)量,選用合適的結(jié)合劑和添加劑至關(guān)重要。不同的材料生產(chǎn)廠家,有不同的配料方式,但對(duì)用戶來說:最終要保證耐磨耐火材料的各項(xiàng)性能指標(biāo),保證材料質(zhì)量過關(guān),滿足鍋爐各部位運(yùn)行工況和膨脹指標(biāo)的要求。此外,耐磨耐火材料過了保管期限(3～6個(gè)月,一般不超過3個(gè)月使用效果最佳),材料失效,部分材料保存不當(dāng),受潮變質(zhì),也會(huì)造成鍋爐砌筑質(zhì)量不合格。