循環(huán)流化床耐磨耐火材料

1、好好學(xué)習(xí)天天向上,耐火材料的主要種類 一、按化學(xué)礦物組成分類 1、氧化硅質(zhì)耐火材料 2、硅酸鋁質(zhì)耐火材料 3、鎂質(zhì)耐火材料 4、白云石質(zhì)耐火材料 5、橄欖石質(zhì)耐火材料 6、尖晶石質(zhì)耐火材料 7、含碳質(zhì)耐火材料 8、含鋯質(zhì)耐火材料 9、特殊耐火材料,二、按化學(xué)性質(zhì)分類 1、酸性耐火材料 2、中性耐火材料 3、堿性耐火材料 三、按制造方法分類 1、定型制品耐火材料 2、不定形耐火材料 四、按材料的耐火度分類 1、普通耐火材料（耐火度15801770oc ) 2、高級耐火材料（耐火度17702000oc ) 3、特級耐火材料（耐火度2000oc以上 ) 五、按制品形狀和尺寸分類 1、標準磚 2、異型

2、磚 3、特異型磚 六、按材料密度和導(dǎo)熱性分類 1、重質(zhì)耐火材料 2、輕質(zhì)耐火材料,不定形耐火材料,一、按施工制作方法分類 1、耐火澆注料 2、耐火搗打料 3、耐火可塑料 4、耐火噴涂料 5、耐火涂抹料 6、耐火投射料 7、耐火泥漿和耐火泥,二、按結(jié)合劑種類分類,第二部分 cfb爐爐襯破壞情況分析與比較 1 應(yīng)用現(xiàn)狀 該部分列出了耐火材料在循環(huán)流化床鍋爐爐膛及分離器上的應(yīng)用情況的圖片資料，包括循環(huán)流化床鍋爐用耐火材料的各種常見破壞情況以及耐火材料在循環(huán)流化床鍋爐爐膛及分離器上的使用情況。 2 材料破壞理論分析 該部分結(jié)合循環(huán)流化床鍋爐運行工況特性，一是對耐火材料的磨損破壞現(xiàn)象進行分析，二是對耐火

3、材料的剝落破壞情況進行討論。 2.1 cfbb磨損現(xiàn)象研究幻燈片 33 由于循環(huán)流化床鍋爐燃燒的劣質(zhì)煤含灰量高，飛灰粒子尺寸又大，分離器對煤灰分離并循環(huán)燃燒，使得煙氣中飛灰濃度很高，這樣就出現(xiàn)了飛灰粒子對爐內(nèi)受熱面及內(nèi)襯的碰撞傳熱和嚴重的沖蝕磨損問題。 飛灰對鍋爐受熱面及內(nèi)襯的磨損是顆粒流的沖擊磨損，這里既有顆粒對爐內(nèi)的撞擊，又有含灰氣流對爐內(nèi)壁的沖刷。對于各種不同形式的磨損來說，盡管表面破壞的機械性能相似，但按顆粒的運動速度和方向，以及沖擊載荷的大小，其磨損的機理可分為以下三種典型的形式： (1)灰粒平行于爐內(nèi)壁沖刷(顆粒流沖擊角=0) 這種磨損亦稱為低應(yīng)力擦傷磨損，其特點是在內(nèi)壁表面上產(chǎn)生

4、滑動擦傷，灰粒本身受到的應(yīng)力很小，屬表層摩擦磨損，磨損量較小。 (2)灰粒的斜沖擊磨損(090),(3)表面沖擊磨損(90) 這種磨損亦稱為鑿削沖刷磨損，其特點是由于灰粒的高速運動與沖擊，內(nèi)壁表面被撕裂和切削。這種沖刷磨損量是較大的，是引起鍋爐受熱面管束泄漏或爆管以及內(nèi)襯嚴重磨損的主要磨損因素。 這種磨損亦稱為正沖擊磨損，顆粒以接近垂直的角度直接沖擊爐內(nèi)壁表面。對延性材料和脆性材料來說，其磨損機理有所不同。對于前者，在顆粒的撞擊下磨損的主要因素是塑性變形；而對于后者則可能是斷裂。對金屬材料性能的研究表明，鍋爐受熱面管子所用的鋼材為延性材料，故在顆粒沖擊作用下，當(dāng)沖擊角90時，其磨損量并不大，而

5、主要是塑性變形。但鍋爐內(nèi)襯為脆性材料，當(dāng)顆粒沖擊角90時，磨損量較大，甚至斷裂。 從50年代開始，許多研究者根據(jù)其研究結(jié)果提出了不同的材料受固體顆粒沖擊磨損的理論，其中幾種典型的磨損理論為： (1)沖擊磨損的微切削理論 (2)變形磨損理論 (3)非剛體顆粒破碎的二次沖擊磨損理論 (4)高溫環(huán)境下灰粒沖擊磨損理論 其中，第(1)(2)種理論都將顆粒假定為不破碎的剛體，屬理想化情況，這與實際情況有一定的差異。而第(3)(4)種理論是結(jié)合實際工況對第(1)(2)種理論的修正與補充。 從磨損的實質(zhì)來分析，機械作用的磨損主要決定于下列因素： (1)煙氣流速。煙氣流速是影響爐內(nèi)壁磨損最主要的因素，研究表明

6、，磨損量與煙,氣流速的3次方成正比關(guān)系。煙氣流速的大小直接影響到流動飛灰的運動動能和單位時間內(nèi)沖擊到爐內(nèi)壁的灰粒量。 (2)飛灰濃度。在cfb鍋爐中，飛灰循環(huán)倍率較高的情況下，可以提高燃燒效率，增強傳熱效果，但循環(huán)倍率的高低也確定了爐內(nèi)煙氣中固體顆粒的濃度，因此，較高的循環(huán)倍率將導(dǎo)致含灰煙氣流對爐內(nèi)壁的嚴重磨損。如果煤質(zhì)變差，灰分增加，燃煤量也增加，造成煙氣中飛灰濃度劇增，更增加了分離器內(nèi)襯的磨損。 (3)飛灰的撞擊可能性系數(shù)。這與飛灰的顆粒特性有關(guān)，顆粒愈大，撞擊的可能性也愈大。 (4)灰粒磨損特性。灰粒磨損特性指灰的硬度、溫度、形狀和顆粒大小等的影響。如果灰中多硬性物質(zhì)、灰粒粗大而有棱角，

7、則灰粒的磨損特性增強。 (5)爐內(nèi)壁磨損量大小還受煙氣中飛灰濃度及流速不均勻分布特性的影響。 (6)磨損量大小與受熱面及內(nèi)襯的材質(zhì)有關(guān)。在同等條件下，材質(zhì)耐磨性能越好，則磨損量越?。环粗嗳?。 通過以上討論，磨損量與各影響因素的關(guān)系，考慮到運行時間，可用下式表達： hnw33w 式中 h 灰粒磨損特性系數(shù) n 材料耐磨系數(shù) 飛灰的撞擊可能性系數(shù) 煙氣中的飛灰濃度 w 煙氣流速，也看作飛灰速度 飛灰濃度不均勻分布系數(shù) w 飛灰流速不均勻分布系數(shù) t 運行時間,2.2 剝落問題分析幻燈片 35 剝落是指因外力和內(nèi)因?qū)е碌哪突鸩牧蠐p壞。下列原因可導(dǎo)致剝落：（1）啟停爐時溫度變化而引起的熱應(yīng)力；（2）

8、鍋爐運行過程中，變質(zhì)層和原始層之間所引起的結(jié)構(gòu)應(yīng)力；（3）機械應(yīng)力；（4）內(nèi)部氣壓誘導(dǎo)力。 2.2.1熱剝落 當(dāng)耐火材料表面被加熱時，其內(nèi)部和表面之間就會產(chǎn)生大的溫度梯度，從而導(dǎo)致很大的應(yīng)力。材料內(nèi)部的溫度分布和溫度差的存在，導(dǎo)致應(yīng)力的變化，溫度梯度隨時間的變化也導(dǎo)致材料內(nèi)部應(yīng)力的變化。 比較加熱和冷卻時的應(yīng)力可知，當(dāng)材料被加熱時，材料表面產(chǎn)生壓應(yīng)力，而中心產(chǎn)生漲應(yīng)力。由于耐壓強度通常比抗拉強度高好多倍，因此壓應(yīng)力是不大可能造成材料損毀的。實際上，與加熱相比，材料冷卻時其表面更易產(chǎn)生裂紋。然而當(dāng)材料快速加熱時，由于材料表面背后產(chǎn)生漲應(yīng)力、壓應(yīng)力超過耐火材料的耐壓強度，將導(dǎo)致材料開裂，所產(chǎn)生的開

9、裂將引起表面剝落。因此，突然的加熱或冷卻會造成耐火材料意想不到的損壞，所承受的熱應(yīng)力不能超出其性能和形狀所允許的極限。 2.2.2結(jié)構(gòu)剝落 使用期間，由于材料組成和礦相結(jié)構(gòu)改變而引起的性能變化，以及小的溫度差而引起的內(nèi)部應(yīng)力，會使耐火材料表面附近的變質(zhì)層發(fā)生結(jié)構(gòu)剝落。變質(zhì)層通常以薄的或厚的剝層或剝片狀剝落。耐火材料表面過熱產(chǎn)生的液相形成玻璃質(zhì)層或,致密層。 由原始層和變質(zhì)層交界處附近的收縮和溫度變化而引起的應(yīng)力增加會導(dǎo)致材料開裂和損壞。 2.2.3機械剝落 機械剝落是一種作用于爐襯局部的非均勻機械力而導(dǎo)致的應(yīng)力集中所造成的破壞現(xiàn)象。這種剝落是由于不同耐火材料間以及不同金屬結(jié)構(gòu)間的熱膨脹差異造成

10、的損壞。機械剝落通常與不合理的爐襯設(shè)計和不合理的膨脹縫有關(guān)，一般與耐火材料性質(zhì)無關(guān)。 3 密相區(qū)與分離器內(nèi)襯破壞情況比較 3.1 工況特點,3.2 磨損情況比較 根據(jù)本文第2部分中磨損量表達式，結(jié)合3.1所示工況條件，且假定爐膛密相區(qū)與分離器內(nèi)襯均為同一種材料，則可以粗略估算分離器入口處內(nèi)襯磨損量是密相區(qū)的10倍左右。 根據(jù)經(jīng)驗，爐膛密相區(qū)左右側(cè)墻磨損比較明顯，而前后墻完好；旋風(fēng)分離器進口處靶區(qū)磨損比較嚴重。對于冷卻式分離器，其內(nèi)襯比爐膛密相區(qū)薄，要使其具有更好的抗磨性，長期穩(wěn)定運行，必須使材料的機械強度以及耐磨性高于密相區(qū)用材料。 3.3 剝落情況比較 汽冷式分離器內(nèi)內(nèi)襯材料厚度比密相區(qū)薄，

11、導(dǎo)致抗剝落性差，溫度變化比密相區(qū)要快，要求材料抗熱震性要好。 介于此，首先要考慮耐火材料應(yīng)具有適當(dāng)?shù)臒崤蛎浵禂?shù)，使材料在使用過程中熱脹冷縮性能與分離器金屬材料同步。并考慮添加不銹鋼纖維，使材料具有較強的整體性，提高抗剝落性能。 3.4 總結(jié) 通過上述分析及比較，可以看出，爐膛密相區(qū)與旋風(fēng)分離器均存在磨損及剝落破壞現(xiàn)象，但由于二者工況條件各有特點，對所用材料的要求是有較大差別的。用于分離器（特別是水冷或汽冷式分離器）的內(nèi)襯材料必須同時具有更高的機械強度、耐磨性能以及抗熱震性，這就要求在配制材料時，原材料具有更高純度，顆粒級配更加優(yōu)化，結(jié)合劑高溫性能好，外加防爆劑，而且熱膨脹系數(shù)要求與金屬件匹配。

12、密相區(qū)所用材料不能用在分離器（特別是水冷或汽冷式分離器）上，應(yīng)區(qū)別開來。,水冷壁材料磨損（待修復(fù)部位） 幻燈片 27,熱震破壞（分離器）,材料層狀剝落（爐膛）,膨脹縫處材料擠壓破壞（分離器）,材料選用不當(dāng)造成磨損（分離器）幻燈片 30,耐 火 材 料 示 意 圖,爐膛水冷壁: bh-1剛玉耐磨澆注料 bh-1p剛玉質(zhì)可塑料 bh-4碳化硅耐磨澆注料 bh-5莫來石質(zhì)耐磨澆注料 bh-2高鋁耐磨澆注料 爐膛水冷屏: bh-1p剛玉質(zhì)可塑料 bh-2高鋁耐磨澆注料 bh-5莫來石質(zhì)耐磨澆注料 水冷風(fēng)室: bh-3高強度耐火澆注料 bh-3a高強度耐火可塑料 點火風(fēng)道: bh-3a高強度耐火可塑料

13、bh-3b抗熱震耐火澆注料 bh-8輕質(zhì)耐熱保溫料 點 火 器: bh-1p剛玉質(zhì)可塑料 bh-3b抗熱震耐火澆注料 bh-8輕質(zhì)耐熱保溫料 分 離 器: bh-1剛玉耐磨澆注料 bh-2b耐磨磚 bh-1p剛玉質(zhì)可塑料 bh-5莫來石質(zhì)耐磨澆注料 bh-8輕質(zhì)耐熱保溫料 bh-b系列耐火保溫磚 料 腿: bh-2高鋁耐磨澆注料 bh-8輕質(zhì)耐熱保溫料 回 料 器: bh-2高鋁耐磨澆注料 bh-8輕質(zhì)耐熱保溫料 回料斜管: bh-2高鋁耐磨澆注料 bh-8輕質(zhì)耐熱保溫料 煙 道: bh-3高強度耐火澆注料 bh-3a高強度耐火可塑料 bh-8輕質(zhì)耐熱保溫料 過熱器爐墻: bh-6高溫微膨脹耐

14、火可塑料 bh-2b高鋁質(zhì)耐磨磚 bh-b系列耐火保溫磚 省煤器爐墻: bh-6高溫微膨脹耐火可塑料 bh-2b高鋁質(zhì)耐磨磚 bh-b系列耐火保溫磚,bh-1剛玉耐磨澆注料,類型： 耐磨澆注料 組成： 板狀剛玉 - al2o3 微粉 鋁酸鹽水泥 添加劑等 施工方法： 模板澆筑 加水量： 4-5% 凝固時間： 100分鐘 脫模時間： 8小時 烘干制度： 升溫速度2900 抗壓強度（冷態(tài)）（mpa） 11024h 90 11003h 120 抗折強度（冷態(tài)）（mpa） 11024h 15 11003h 20 重?zé)€變化率（%） 11003h -0.2-0 熱震穩(wěn)定性 1100水冷 20次 耐磨性（

15、astm c-704） 6 cc 化學(xué)成分（%）： al2o3 90 fe2o3 0.5,bh-1p剛玉質(zhì)可塑料,類型： 耐磨可塑料 組成： 板狀剛玉 - al2o3 微粉 氧化鎂 磷酸鹽 添加劑等 施工方法： 手工涂抹 加水量： 5-6% 凝固時間： 60分鐘 烘干制度： 免烘爐 正常使用壽命： 25000小時 適用部位： 爐膛水冷壁 分離器 冷渣器耐磨層 點火風(fēng)道 風(fēng)室 性能參數(shù)：耐火度（） 1790 最高使用溫度（） 1600 體積密度（冷態(tài)）（kg/m3）11003h 2700 抗壓強度（冷態(tài)）（mpa） 11024h 50 11003h 80 抗折強度（冷態(tài)）（mpa） 11024h

16、 10 11003h 14 重?zé)€變化率（%） 11003h -0.3-0 熱震穩(wěn)定性 1100水冷 20次 耐磨性（astm c-704） 8cc 化學(xué)成分（%）： al2o3 89 fe2o3 0.5,bh-4碳化硅耐磨澆注料,類型： 耐磨澆注料 組成： 碳化硅 - al2o3 微粉 鋁酸鹽水泥 添加劑等 施工方法： 模板澆筑 加水量： 5-6% 凝固時間： 100分鐘 脫模時間： 8小時 烘干制度： 升溫速度2600 抗壓強度（冷態(tài)）（mpa） 11024h 70 11003h 90 抗折強度（冷態(tài)）（mpa） 11024h 14 11003h 18 重?zé)€變化率（%） 11003h -

17、0.2-0 熱震穩(wěn)定性 1100水冷 30次 耐磨性（astm c-704） 7 cc 化學(xué)成分（%）： sic 85 al2o3 12,bh-2b高鋁質(zhì)耐磨磚,類型： 耐磨磚 組成： 高鋁質(zhì)骨料 粘土 微粉 外加劑等 施工方法： 砌筑 烘干制度： 升溫速度2700 抗壓強度（冷態(tài)）（mpa） 11024h 70 11003h 100 抗折強度（冷態(tài)）（mpa） 11024h 15 11003h 20 重?zé)€變化率（%） 11003h -0.2-0 熱震穩(wěn)定性 1100水冷 20次 耐磨性（astm c-704） 7cc 化學(xué)成分（%）： al2o3 80 fe2o3 1.0,bh-2s鋼纖維

18、耐磨澆注料,類型： 耐磨澆注料 組成： 鋁礬土 - al2o3 微粉 不銹鋼纖維 鋁酸鹽水泥 添加劑 施工方法： 模板澆筑 加水量： 5-6% 凝固時間： 100分鐘 脫模時間： 8小時 烘干制度： 升溫速度2700 抗壓強度（冷態(tài)）（mpa） 11024h 80 11003h 100 抗折強度（冷態(tài)）（mpa） 11024h 16 11003h 20 重?zé)€變化率（%） 11003h -0.3-0 熱震穩(wěn)定性 1100水冷 25次 耐磨性（astm c-704） 7cc 化學(xué)成分（%）： al2o3 80 fe2o3 1.0,bh-2高鋁耐磨澆注料,類型： 耐磨澆注料 組成： 鋁礬土 - a

19、l2o3 微粉 鋁酸鹽水泥 添加劑等 施工方法： 模板澆筑 加水量： 5-6% 凝固時間： 100分鐘 脫模時間： 8小時 烘干制度： 升溫速度2600 抗壓強度（冷態(tài)）（mpa） 11024h 50 11003h 65 抗折強度（冷態(tài)）（mpa） 11024h 8 11003h 12 重?zé)€變化率（%） 11003h -0.3-0 熱震穩(wěn)定性 1100水冷 15次 耐磨性（astm c-704） 8cc 化學(xué)成分（%）： al2o3 68 fe2o3 1.0,bh-2p高鋁耐磨可塑料,類型： 耐磨可塑料 組成： 鋁礬土 棕剛玉 - al2o3 微粉 磷酸鹽結(jié)合劑 添加劑等 施工方法： 手工涂

20、抹 加水量： 無 凝固時間： 60分鐘 烘干制度： 免烘爐 正常使用壽命： 25000小時 適用部位： 爐膛水冷壁 分離器 冷渣器耐磨層 點火風(fēng)道 風(fēng)室 性能參數(shù)：耐火度（） 1770 最高使用溫度（） 1400 體積密度（冷態(tài)）（kg/m3）11003h 2700 抗壓強度（冷態(tài)）（mpa） 11024h 70 11003h 90 抗折強度（冷態(tài)）（mpa） 11024h 12 11003h 16 重?zé)€變化率（%） 11003h -0.2-0 熱震穩(wěn)定性 1100水冷 20次 耐磨性（astm c-704） 10cc 化學(xué)成分（%）： al2o3 80 fe2o3 0.5,bh-5莫來石質(zhì)

21、耐磨澆注料,類型： 耐磨澆注料 組成： 莫來石 板狀剛玉 - al2o3 微粉 鋁酸鹽水泥 添加劑 施工方法： 模板澆筑 加水量： 5-6% 凝固時間： 100分鐘 脫模時間： 8小時 烘干制度： 升溫速度2600 抗壓強度（冷態(tài)）（mpa） 11024h 80 11003h 100 抗折強度（冷態(tài)）（mpa） 11024h 16 11003h 20 重?zé)€變化率（%） 11003h -0.2-0 熱震穩(wěn)定性 1100水冷 18次 耐磨性（astm c-704） 8cc 化學(xué)成分（%）： al2o3 78 fe2o3 1.0,bh-3高強度耐火澆注料,類型： 耐火澆注料 組成： 鋁礬土 焦寶石

22、 - al2o3 微粉 鋁酸鹽水泥 添加劑等 施工方法： 模板澆筑 加水量： 6-8% 凝固時間： 180分鐘 脫模時間： 8小時 烘干制度： 升溫速度2500 抗壓強度（冷態(tài)）（mpa） 11024h 40 11003h 60 抗折強度（冷態(tài)）（mpa） 11024h 6 11003h 8 重?zé)€變化率（%） 11003h -0.3-0 熱震穩(wěn)定性 900水冷 20次 化學(xué)成分（%）： al2o3 68 fe2o3 1.0,bh-3a高強度耐火可塑料,類型： 耐火可塑料 組成： 鋁礬土 焦寶石 - al2o3 微粉 磷酸鹽結(jié)合劑 添加劑等 施工方法： 手工涂抹 加水量： 無 凝固時間： 30分鐘 脫模時間： 無 烘干制度： 免烘爐 正常使用壽命： 25000小時 適用部位： 風(fēng)室 煙道 性能參數(shù)：耐火度（） 1750 最高使用溫度（） 1100 體積密度（冷態(tài)）（kg/m3）11003h 2400 抗壓強度（冷態(tài)）（mpa） 11024h 30 11003h 50 抗折強度（冷態(tài)）（mpa） 11024h 5 11003h 7 重?zé)€變化率（%） 11003h -0.3-0 熱震穩(wěn)定性 1100水冷 15次 化學(xué)成分（%）： al2o3 68 fe2