CFB锅炉浇注料脱落原因及改进措施

1、CFB 锅炉浇注料脱落原因及改进措施摘要：CFB锅炉因其清洁燃烧技术等优点，已在全国广泛推广和应用，但CFB锅 炉的耐火耐磨材料的脱落经常造成事故停炉，已成为影响 CFB 锅炉安全、连续、 稳定、经济运行的关键因素，文章结合青海盐湖工业股份有限公司凯美克电厂运 行状况，分析了耐火耐磨材料脱落的原因，并提出了相应的改进措施。关键词： CFB 锅炉；耐火耐磨浇注料；损坏；原因分析前言青海盐湖工业股份有限公司凯美克电厂是综合利用项目的重要配套工程，承担着整个 化工用汽、用电、用水负荷，属于以汽定电的热电联产项目。3炉2机，3 台型号为 DG250/9.8-II1单汽包、自然循环、循环流化床锅炉。1

2、发生浇注料脱落事故的部位及造成的危害凯美克电厂3台CFB锅炉自投运以来，前期因各种原因，出现了一系列制约锅炉机组稳定运行的问题，锅炉机组频繁被迫停运，影响后果较为严重。其中浇注料问题已成为严重 制约机组稳定运行的关键因素之一，因浇注料问题影响锅炉机组稳定运行的情况统计如下： 炉膛内 炉膛密相区耐磨可塑料成片脱落，大部分区域已裸露出销钉头，给煤口、二次风口及 测孔周围等不规则区域浇注料频繁脱落，造成水冷壁裸露，导致水冷壁磨损泄露，被迫停车。 水冷蒸发屏、屏式过热器底部迎风面浇注料脱落，造成底部管子受高温、高浓度物料冲刷磨 损泄露。回料器J阀回料器立管存在贯穿性裂纹，“J阀处浇注料多次坍塌，造成返

3、料不畅及流化不良。 浇注料容易开裂，回料器内返料风及松动风携带返料串入，造成里面一层的绝热浇注料吹空， 导致返料器筒体烧损，碳化，直接导致返料从筒体串出。点火风道点火风道浇注料脱落、坍塌，引发一次风通道受阻，造成床料流化不良结焦，导致锅 炉被迫停炉事故。旋风分离器出口烟道旋风分离器出口烟道顶部浇注料造成浇注料大面积坍塌，两侧浇注料起拱、坍塌，导 致烟道钢板烧红、变形严重、碳化破损。补偿器回料器立管及斜管金属补偿器膨胀节处浇注料脱落，补偿器波纹撕裂漏灰。炉膛出口 水平烟道处非金属补偿器内浇注料脱落，导致补偿器非金属织物烧损，补偿器框架变形，补 偿器处漏灰严重，严重制约着安全文明生产。造成浇注料脱

4、落原因分析一、施工工艺不合理是造成浇注料脱落的关键因素之一。浇注料的施工未严格控制水分。过多过少的水分都会影响材料的耐磨性和体积密度。 施工过程中水分较多，造成浇注料内部气孔率高，材料使用强度、耐磨性大大降低。浇注料搅拌不充分、均匀，出现偏析和麻面。粗糙的施工面及施工模板交接处及给 煤口、二次风口、返料口浇注料中出现回流物料形成区部涡流磨损。浇注料施工过程中捣打不充分。返料器、点火风道部位，施工面狭小，又有不规则 部位，给浇注料振动、捣打带来困难，易出现振动死角，造成浇注料密实度不够。(4)施工 烘炉质量差、排湿孔设置不合理。在最初烘炉过程中采用木材烘炉这种最原始的烘炉方法， 烘炉温度不宜控制

5、，烘炉时间未达到烘炉要求。浇注料水分较大时，点火后水分转化为水蒸 汽，当浇注料内部水蒸汽压力大于其抗拉强度时，会引起浇注料分层爆裂。二、膨胀缝设计不合理，抓钉、浇注料质量不合格是浇注料脱落的又一原因。膨胀缝的布置不合理。浇注料的膨胀系数与钢材不同，其膨胀、收缩与无法外 部钢板同步。浇注料预留的膨胀缝无法补偿锅炉的膨胀量时，会因浇注料之间的挤压而发生坍塌。抓钉材质及布置不合理。浇注料内部的抓钉采用质量不高的材质，耐高温性能 差，长期在高温环境中易发生碳化断裂，且抓钉布置密度不够、V字头方向布置不规范。也 导致浇注料大面积坍塌。浇注料局部设计用料不合理。返料器因浇注料设计使用不合理，在使用过程中，

6、 初期膨胀缓慢，随着返料量的增加，温度涨幅较大，返料器筒体超过设计温度，温差大、热 应力、热冲击大。三、运行操作不当及浇注料检修、维护不规范是造成浇注料脱落的间接原因。锅炉频繁启停，浇注料承受热震频繁。 CFB 锅炉正常每年启停2-3 次，但在投运 初期，由于安装、设备、操作等问题，锅炉启停频繁，每年启停十几次，有时甚至一个月之 内启停数次，每次启停耐火材料都要承受一次强烈的热震，热震容易造成浇注料脱落。且初 期锅炉爆管频繁，每次爆管浇注料都要受到泄露出的水汽的冲刷、冷却，造成浇注料急冷急 热。浇注料检修、维护不规范。检修浇注料未严格清理施工表面，新施工浇注料与 原浇注料接口不合理等因素影响了

7、浇注料使用寿命。改进措施 青海盐湖工业股份有限公司凯美克电厂针对浇注料制约锅炉机组稳定运行的问题，决 定对锅炉浇注料进行大修工作，大修过程中同锅炉厂家、浇注料施工单位共同分析研究，提 出了以下改进措施：水冷布风板受到大量高温床料的冲蚀，为防止炉底布风板和水冷管被强烈磨损，水 冷布风板采用耐磨材料。该部位设计选用耐磨可塑料，厚度为75m m。优化后改用耐磨浇注 料进行浇注施工，以增强整体性能，避免在床料结焦时清理剥落。水冷壁原设计墙面全部采用耐磨可塑料，管子中心线51mm厚。优化后在孔洞周围 400mm 以内采用刚玉耐磨浇注料，并且在施工的浇注料中必须加入2%的钢纤维。且孔洞处 的固定金属件采用

8、不同规格和形状的抓钉，增焊一些“Y型或“V”型以及“鱼翅型爪钉，按其 圆度以 30-35布置抓钉，以确保耐磨浇注料一次性浇注完成。旋风分离器出口烟道顶部为了彻底克服在锅炉运行中耐磨材料的脱落。对上述部位 加焊一层不锈钢耐热龟甲网，利用每个龟甲网中的倒钩，能使耐磨层坚固耐用，平常不会有 脱落现象。返料系统优化结构后返料阀墙、下降管、返料腿工作层选用耐磨浇注料125mm厚, 保温层选用绝热浇注料60mm厚+40mm厚硅酸铝板。抓钉采用Y形，其中L部位采用8,V 形部位采用6，材质为1Cr20Ni14Si2，密度按300 x300错位布置，施工回料器区域时，由下 往上施工，事先放样进行模板的预制,施

9、工拼接缝避开阴阳转角和应力集中部位，保持圆滑过 渡，在转角部位应依据现场的钢结构和衬里材料的几何尺寸，进行抓钉的加密、接长或切断。柔性膨胀节两边内衬材料施工时，必须按施工图设计的尺寸施工，并按照运行工艺 将烟气流经方向的内衬料厚度加厚2040mm,施工成300500mm长的斜坡,而膨胀缝口浇 注料应浇注成内大外小型式，防止密封耐热填料脱落,以避免床料进入烧坏膨胀节外套。点火风道优化结构后采用100 mm耐磨浇注料+ 120 mm绝热浇注料+40 mm硅酸铝板。 耐磨浇注料在耐火层中沿长度及圆周方向每隔600 m左右设置一膨胀缝，膨胀缝宽2 3 m,深度以耐火层厚度的1/3左右即可预留膨胀缝时，

10、在缝中塞入两层厚度2 m陶瓷纤维 毡。浇注型耐磨(火)层中必须留设膨胀缝，保温层中则可考虑不留膨胀缝。膨胀缝可 按在宽度和长度(高度)方向上每隔600mm左右留取宽为3mm的膨胀缝，膨胀缝应错列布 置(呈T”或Z”型交错)。浇注料施工时尽量捣实排出浇注料中空气,在振动致密浇注料时,必须使用机械震动, 振动时应缓慢插入料层连续振动,缓慢拔出,以防止孔洞和漏振,每点振动时间不宜过长,以防细 粉上浮,振动捧不得过多碰撞模板、钩钉。锅炉内所有的耐火耐磨材料砌筑完毕，并自然养护7天以上，采用烘炉机并严格按 烘炉曲线进行操作效果通过以上改进措施的实施，青海盐湖工业股份有限公司凯美克电厂有效的解决了 CFB锅炉浇 注料脱落、坍塌造成锅炉事故停炉的瓶颈问题，效果良好。参考文献郝继红等.循环流化床锅炉磨损机理及防治M.中国电力出