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流化床锅炉耐磨浇注料脱落分析和解决

来源:本站      发布日期:2019-07-16

  高温高压绝缘循环流化床锅炉经过两次加热循环后,发现4台锅炉在炉内砌砖时存在以下问题:

  一.行动中的问题:

  炉内致密相区耐磨浇注料为磷状脱落,针头裸露,最大面积为105 mm×210 mm。

  型回流阀冒口存在较多的周向裂纹,最宽的裂纹约为5mm。U型回流阀出口与炉膛之间回流管的非金属补偿器局部燃烧,产生灰分通道。

  中旋风分离器入口烟道的浇注料和耐火砖接头在出口烟道顶部发生塌陷,分离器锥的表面由于膨胀而部分拱形。此外,在其它部位也发现了一些耐磨的耐火材料磨损、冲蚀、开裂、凸出等现象。

  二.问题的原因和解决办法

  原因1:锅炉施工工艺不合理是造成浇注料锅炉脱落事故的重要原因之一。

  浇注料的“灰水比”在混合时没有得到适当的控制。

  在施工过程中,在制备浇注料时,应严格控制灰水比。具体要求:请参阅制造商“耐磨耐火材料现场配置技术规范”。如果加水量过大,则浇注料成型后的材料

  材料孔隙率高,强度大幅度降低,特别是在低温环境下,自然凝固时间延长。如果含水量太小,材料的流动性不好,振动不密集,容易留下孔隙、洞穴等,浇注料的强度也会大大降低。

  脱模时间没有得到很好的控制。

  浇注料在不硬化的情况下不能脱模,因此,当浇注料的强度能保证其边缘和角度不因脱模而损坏时,应予以去除。承重模板:只有当浇注料达到强度的70%时,才能拆除模具。为了便于脱模,所有模具浇注表面应在浇注前涂上油。

  浇注料的维护时间控制不当。

  锅炉砌体完工后,应有足够的自然干燥时间,使耐火材料层中的大部分水沉淀,避免大量的水不能及时排放,导致耐火材料层开裂脱落。

  加热速率和温度梯度控制不当。

  主要原因是对烤箱重要性的主观认识不到位。

  主要研究结果如下:(1)烘箱去除了内衬材料中自然干燥不能排除的游离水和结晶水,在高温下固化浇注料,达到一定的强度。烘焙前,衬里材料必须具备一定的自然强度(足够的养生期)才能进行烘焙。

  干燥原理是“长不短,慢不快”。根据预先制定的烘箱曲线,加热速率应均匀稳定,控制好恒温时间和恒温,温度波动不应大于±20℃,以防止干燥过程中加热过快,物料层产生的水分不能及时排出,造成记忆中水蒸气压力过大,突破耐磨耐火层。此外,烘焙时的温度梯度不宜过大,以免产生巨大的热应力,从而使耐磨耐火层开裂、突出、脱落。

  当耐磨耐火材料层的外钢壳(如回程、旋风分离器锥等)排气孔保留过少时,干燥过程中耐火材料层中的水和气体的外部排放受阻,耐火材料层的爆裂和脱落只能由水蒸气的内部排放引起,这也是不可忽视的一个重要因素。

  第二个原因是结构设计不合理,耐磨浇注料质量存在问题。

  耐火材料和耐磨材料膨胀节的不合理设计

  由于周向和纵向膨胀节数量不足等原因,锅炉抗磨耐火材料后加热体积膨胀,相互挤压,造成裂纹。

  主要结果如下:(1)浇注料和耐火砖在旋风分离器入口的膨胀节由5mm扩大到10 mm,预留了足够的间隙以满足膨胀要求。膨胀节改为Z形,防止间隙直接通过,导致炉灰冲刷保温层。膨胀节充填材料需要牛皮纸层两侧的耐火纤维毡,以防止水泥浆直接浸入充填材料,固化和占据膨胀充填材料的膨胀空间。圆周膨胀节的设计间距由1500 mm改为1000 mm。

  在分离器出口的烟道、锥等大面积内,浇注面由2.5m×2.5m转变为1.5m×1.5m。同时,膨胀节设置,伸缩缝宽度小于3mm,填充材料需要刚性胶合板,以防止地震变形。锅炉运行后,胶合板在高温下烧毁,空间成为膨胀节。

  旋风分离器筒体沿高度方向设置砖衬支撑板,以达到砖墙分层卸荷的目的。通过对缸体实际耐火砖重量的计算,第一支承板的设计不能达到卸荷的目的,并根据现场实际情况将支承板改为第二层布置。

  返回装置冒口耐磨浇注料支架由3层改为4层,间距减小至2.5m,达到浇注料层卸荷。

  需要改善钉的形状和钉腿的强度。

  主要结果如下:(1)改善锅炉Y型钉的形状。钉的密实度不够,钉材的耐热性较强。抓取钉腿的最佳角度在60°~80°之间,将10 mm的水平截面在两根钉腿的头上加热,以提高钉对浇注料的抓取力。

  锅炉内的钉扣焊接在送风板、排渣管、风管等金属板上,加热后钉的膨胀系数比耐火材料大得多。如果钉子不经沥青预处理,直接与耐火材料浇注接触,则在金属材料与耐火材料接触表面形成网状微裂纹,导致耐火材料最终开裂脱落。耐火材料接触金属表面,去除油灰污渍,均匀涂覆0.5mm以上的沥青。要保证沥青的浓度和涂抹厚度,坚决杜绝用沥青涂料代替沥青油作钉涂材料。

  耐火材料和耐磨材料的质量不合格或不合格。

  骨料与基体的匹配和结合对材料的耐磨性有重要的影响:骨料与基体的不匹配会导致材料体在成型后产生裂纹,而骨料与基体之间的粘着性差会导致基体的腐蚀,然后骨料会被隔离,然后脱落。为了保证骨料和基质的质量,选择合适的粘结剂和添加剂是非常重要的。不同的物料生产厂家有不同的配料方式,但对于用户来说,必须保证耐火材料耐磨性能指标,保证材料质量合格,满足锅炉各部分运行条件和膨胀指标的要求。另外,抗磨耐火材料已经通过了贮存期(3×6个月,一般不超过3个月),材料失效,一些材料保存不当,水分恶化,也会导致锅炉砌体质量不达标。

  三.解决问题的办法

  针对上述情况,应采取以下预防措施:

  主要结果如下:(1)在选用耐磨耐火材料时,根据循环流化床锅炉不同部位的耐磨性要求,选用了性能不同的耐火材料。在施工过程中,要加强管理,严格控制材料的施工过程、工艺和质量,对关键工序进行全过程跟踪和监督。锅炉施工前应制定“循环流化床锅炉砌体施工质量检验评定标准”。

  与锅炉生产厂家和锅炉砌体单元进行分析研究。

  在浇注料中加入钢纤维,提高耐火材料和耐磨层的综合性能。此外,适量的棉纤维、棉纤维在烘箱过程中会被烧尽,留下大量的不透孔。这些孔能使炉内产生的蒸汽排出顺畅,防止耐火材料层和耐磨层因水和气体不流出而开裂和脱落。

  在锅炉炉顶易倒塌的部位,用6mm和1Cr13信息制成的钢筋焊接,提高钉的抗拉强度。钢筋长度不超过0.5m,距浇筑层外表面25×35 mm,钢筋采用断续焊接。钢筋以“[”字和顶板的形式焊接,或用“Y”形的V形钉焊接。

  对到达工地的砌体材料进行抽查。该性能指标应符合“火电厂锅炉耐火材料技术条件”的要求(特别是材料强度、耐磨性、耐热性、抗热震稳定性、抗爆裂性等性能指标)。

  砌体和浇注材料的运输和仓储应严格按照GB/T 1035-1988标准进行。

  抗磨耐火材料、耐火材料和保温材料的堆垛、取样、验收、保管和运输应按照规定分别堆放。堆垛区应有防雨防潮设施

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