《循环流化床锅炉(CFB)耐磨耐火浇注料性能改进研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《循环流化床锅炉(CFB)耐磨耐火浇注料性能改进研究（8页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、循环流化床锅炉(CFB)耐磨耐火浇注料性能改进研究通达耐火技术股份有限公司 齐 进摘要：循环流化床锅炉（CFB）用耐磨耐火浇注料通过技术手段实现废旧高压电瓷资源再利用、超微粉替代高铝粉，达到改善产品使用性能、降低成本的目标，同时消化废旧资源，节约了能源，减少了环境污染。利用废旧高压电瓷替代部分特级矾石骨料，通过实验调整颗粒级配，使材料达到最紧密堆积，改善了材料的内部结构以及施工和易性，产品重要性能指标（如强度、耐磨性）明显提高。超微粉（如高铝微粉、焦宝石微粉）替代刚玉粉、特级矾土粉，采用细粉与超微粉复配技术。超微粉铝含量偏低，价格相对便宜，但其颗粒达到微米级，能够加强产品颗粒间空隙的填充效果，
2、使产品的结合强度大幅提高，明显提高产品强度和耐磨性。关键词：循环流化床锅炉（CFB）、高压电瓷、特级矾石、微粉、节能环保、成本1 耐磨耐火浇注料在循环流化床锅炉（CFB）中的应用CFB锅炉由炉膛、旋风分离器和回料器构成的循环回路是受高温物料冲刷、磨损强烈的区域。循环流化床发电锅炉炉体施工极复杂，施工量大，系统管道内煤粉流速高，流量大，要求内衬用耐火材料强度高、耐磨性好，并且具有优良的施工性能。一般衬里损毁主要表现为耐磨层磨损、脱落甚至坍塌，造成锅炉受热面磨损泄漏。因此选用优质高耐磨材料做工作层尤为关键。 2 废旧高压电瓷现状高压电瓷是高电压条件下使用的电工陶瓷绝缘材料，广泛应用于输配电线路、电
3、器设备、电站中，是电力工业中重要的绝缘材料。高压电瓷烧成温度高，具有高铝、低铁性，且孔隙率低、强度高，经破碎后颗粒形状好，适合浇注料体系。近几年，随着我国装机容量的不断增长，高压电瓷的需求量也保持了稳定的增长。据国内30家规模企业统计数据，2007年我国高压电瓷产量为187199.3吨，同比增长14.06%。据调研，废旧电瓷分布较广，储量较为丰富。3 耐磨耐火浇注料试验情况3.1 原料常规耐磨耐火浇注料主要选用特级矾石、刚玉粉、高铝粉、结合剂等组成，我们知道CFB锅炉运行过程中，工作温度一般在8501050之间，常规耐磨耐火浇注料铝含量非常高，一般在80%以上，最高使用温度达到1500。以上这
4、些情况表明，耐磨耐火浇注料存在一定的改进空间，即原材料选用应该与产品的使用温度相匹配。我们一方面引入低铝原料，一方面调整基质部分，使粉料细度达到微米级，增强颗粒间的填充度，改善材料的结合强度和耐磨性。通过调研，选择废旧高压电瓷部分替代特级矾石骨料，引入高铝微粉、焦宝石微粉加强基质部分。替代原料完全内能够满足锅炉工况使用要求，且具有价格优势。 目前，国家大力提倡节能减排，传统矾石烧制工艺均以煤为燃料，能源浪费巨大，且污染严重，众多矾石生产厂家被要求停产、限产。在这种情况下，矾石供应较为紧张，且价格偏高。高压电瓷的引入不仅能够解决矾石供应紧张的问题，而且适应国家节能减排的方针政策。废旧高压电瓷是工
5、业副产品，不消耗额外能源，用于耐火材料中还能够解决废旧电瓷占地问题，兼顾了经济效益和社会效益。 3.2 实验方案废旧高压电瓷块料经破碎、颗粒分级，如35mm、13mm、0.51mm、00.5mm等，通过优化颗粒级配，添加多种超微粉，采用低水泥结合技术，使产品具有良好的耐磨性和抗热震稳定性能。3.2.1 高压电瓷体积密度小于特级矾石，相同配比条件下电瓷体积大，因此需要调整骨料与粉料之间的比例关系，保证产品施工和易性，以及达到颗粒间最紧密堆积。3.2.2 严格控制基质部分，引入超微粉（如高铝微粉、焦宝石微粉）替代刚玉粉、特级矾土粉，采用细粉与超微粉复配技术，提高基质部分结合强度，增强材料的致密度和
6、耐磨性，改善产品的和易性和流动性，使施工更加方便、快捷。3.2.3 材料在高温下生成莫来石晶相，莫来石晶相呈柱状，强度高，并且形成了莫来石网络骨架结构，使得浇注料的热态强度提高，增强了浇注料的高温抗磨蚀性能，延长使用寿命。3.2.4 特别添加防爆纤维和熔融石英，使材料的热震稳定性不因电瓷的加入而下降，保持了较好的热震性能。3.2.5 以下是常规产品（C）与改进产品（G）代表性原料配比：原 料常规产品（C）（%）改进产品（G）（%）特级矾石骨料622530废旧高压电瓷骨料-2540焦宝石微粉5-1014高铝微粉5-46刚玉粉180目5-特级矾土粉180目1058熔融石英-35纯铝酸钙水泥646防
7、爆纤维-0.0513.3 实验数据列表检测项目常规产品（C）实验编号改进产品（G）实验编号01880189019001910203020403010302体积密度（kg/m3）11024h26732695264827042519254525672500抗折强度(MPa)11024h13.515.815.815.217.616.412.919.38153h10.512.211.711.224.625.221.719.511003h9.812.610.310.319.321.116.419.8耐压强度(MPa)11024h95.686.393.892.8118.8121.9138.2110.481
8、53h90.484.889.389.4137.9134.0122.3124.411003h73.877.080.477.2132.9132.1134.2127.5线变化率（%）8153h-0.2-0.3-0.2-0.3-0.4-0.3-0.3-0.311003h-0.3-0.4-0.3-0.3-0.3-0.3-0.1-0.2耐磨性（cc）9003h6.947.086.427.623.684.413.734.18施工加水量（%）6.76.56.66.56.16.26.36.2热震稳定性（次）11003035检测数据对比折线图，蓝色折线代表常规产品（C），粉色折线代表改进产品（G）：815抗折强度
9、018801890190019102030204030103020510152025301234编号MPa常规产品（C）改进产品（G）900耐磨性0302030102040203019101900189018801234567891234编号CC常规产品（C）改进产品（G）以上实验结果分析，耐磨耐火浇注料改进后材料的抗折强度、耐压强度相比常规材料有了大幅提升，耐磨性明显改善，线变化率相当，热震稳定性优于常规产品（C）。改进产品（G）施工加水量减小，加水量是耐火材料施工中非常重要的指标，在保证施工性能的情况下，加水量越小，衬里强度越高，衬里硬化速度加快，脱模时间缩短，使工程进度加快。应该说改进产
10、品（G）使用性能明显优于常规产品（C）。3.4 900耐磨试块对比改进产品-耐磨试块（G） 常规产品-耐磨试块（C）从上图耐磨实验可以看出，改进产品（G）磨损量非常小，冲刷表面平滑，无颗粒突起，表明基质部分与骨料结合良好，耐磨性优良；常规产品（C）磨蚀量大，表面呈坑状，基质部分被冲刷，骨料颗粒裸露，表明常规产品耐磨性较差。可见，通过优化改进后的耐磨耐火浇注料耐磨性有了大幅提高，能够更好的满足CFB锅炉强烈冲刷部位的要求。3.5 水冷法热震稳定性实验对比1100热震稳定性试验（左为G、右为C）上图为1100水冷法热震稳定性实验做到第35次时实验效果，改进产品（G）热震稳定性好；常规产品（C）表面
11、已开裂，裂缝较深，即将脱落。CFB锅炉经常停炉检修，由停炉到再次开车过程存在急冷急热过程，对耐磨衬里冲击较大，易引起衬里开裂、剥落，因此需要热震稳定性良好的产品满足设备工况的要求。3.6 改进耐磨耐火浇注料施工现场图片回料器 炉膛出口侧墙 侧墙我们工程公司现场施工改进型耐磨耐火浇注料反馈信息，认为施工和易性好，脱模强度高，脱模时间缩短，工程进度加快。4 耐磨耐火浇注料改进产品项目应用情况我开发的高压电瓷耐磨耐火浇注料，经过前期大量实验验证，于2009年年初已成功开始在电力行业新建项目、维修项目和水泥厂余热发电锅炉上推广应用。如：出口印度巴尔梅尔电厂项目5台（4#8#炉），土耳其BIGA电厂项目
12、1台，内蒙古京海、京泰（酸刺沟电厂）项目各1台，山西平遥耀光电厂项目1台，唐山冀东水泥厂余热发项目。其中30万千瓦机组2台。共计使用产品约3400吨，每吨产品降低成本320元，共降低成本约110万元。5 结论（1）废旧高压电瓷在耐磨耐火浇注料中使用是一种新的尝试，结合超微粉技术，使材料各项性能均有一定提升，并且带来一系列的经济效应和社会效应；（2）废旧高压电瓷与特级矾石相比，资源丰富，价格低廉，免烧成，减少了环境污染，节能环保，这是一项可长期持续发展的项目；（3）材料体积密度下降约100kg/m3，使循环流化床设备负荷减轻，材料用量减少，节能降耗；（4）废旧高压电瓷、超微粉等质优价廉原料的使用，产品成本大幅降低，使产品更具有市场竞争力。参考文献1 贺巧玲 高强超耐磨浇注料的研制与应用 耐火材料 2000，34（4）222223；7
