循環流化床鍋爐襯里材料與催化兩器襯里材料的簡單分析

摘 要：本文分析了循環流化床鍋爐襯里材料與催化兩器襯里材料的區別，提出了催化兩器襯里材料替代循環流化床鍋爐襯里材料應用的可能性。

關鍵詞：循環流化床鍋爐襯里材料;催化兩器襯里材料

某公司電站車間循環流化床鍋爐襯里維修后，3號爐旋風分離器入口段發生了襯里損壞表面破損，停工后進行了緊急修復，但修復后的襯里在再次開工后又發生了大面積脫落，被迫再次停工維修。

大慶某建設公司作為電站車間循環流化床鍋爐襯里維修的施工單位，在施工過程中分別采用了天津某耐火材料公司及大連某耐火材料公司的襯里材料。天津某耐火材料公司及大連某耐火材料公司都是中國石油耐火襯里材料入圍供應商，他們提供的耐火襯里材料都是按照《GB50474-2008隔熱耐磨襯里技術規范》開發生產的，主要的應用環境是催化裂化的兩器。

GB50474-2008表4. 5.1襯里混凝土類別、級別、性能指標

電站車間循環流化床鍋爐是按照電力標準設計制造的，所用的耐火襯里材料應符合《DL/T 777-2012 火力發電廠鍋爐耐火材料》規范要求。

DL/T 777-2012表7黏土質耐火澆注料及高鋁質耐火澆注料的技術條件

DL/T 777-2012表8水玻璃結合耐火澆注料及磷酸鹽結合耐火澆注料的技術條件

DL/T 777-2012表9水玻璃結合耐火可塑料及磷酸鹽結合耐火可塑料的技術條件

GB50474-2008和DL/T 777-2012的對比可見電力標準比國標在體積密度接近的強度要求差不多，但更加細化，增加了耐火度、抗熱震性、可塑性指數等指標。說明電力鍋爐比催化裂化的兩器條件苛刻，為了應對相對頻繁的工況變化，對耐火襯里材料要求高。

電站車間循環流化床鍋爐原設計制造單位是無錫某鍋爐公司，后經過四川某鍋爐公司進行改造，這兩家單位對耐火襯里材料都有自己的要求。

對比無錫某鍋爐公司和四川某鍋爐公司的技術指標（由于篇幅所限，不列舉各家圖表），兩家基本差不多，無錫某鍋爐公司略高，但都高于GB50474-2008和DL/T 777-2012。相對于DL/T 777-2012都大幅度提高了體積密度指標，達到了GB50474-2008最高級，而且保留了DL/T 777-2012耐火度、抗熱震性等指標要求。說明循環流化床鍋爐是電站鍋爐中對耐火襯里材料要求最高的爐型。

根據資料介紹：循環流化床鍋爐耐火材料內襯的工作環境和損毀可歸納如下：

（1）中溫，循環流化床鍋爐內襯各部位的工作溫度在800～1100℃。從耐火材料角度看，此屬中溫區間，選擇耐火材料時首先必須考慮材料的中溫理化性能。對于燒成制品，一般燒結溫度均高于此溫度范圍，故其在高溫下的理化性能均可直接用作選擇耐火材料的依據。對于不定形耐火材料和不燒制品，必須考察其中溫理化性能。有機結合的材料或水化結合的水硬性材料，中溫強度往往最差，這些材料在高溫下產生陶瓷結合，強度大大提高，故其高溫下的理化指標不能用作選擇耐火材料的依據。

（2）熱震，在正常運行情況下，循環流化床鍋爐每年啟停2～10次。在投運初期，由于操作不當，每年啟停數十次，個別的甚至在一周之內啟停數次。每次啟停耐火材料內襯都要受到一次強烈的熱震。若耐火材料抗熱震性能差，則熱震造成的耐火材料剝落將成為其損毀的致命因素。

（3）沖刷磨損，循環流化床鍋爐中煙氣流速大（最高可達29m/s以上），固體物料濃度高。在中溫下高速煙氣夾帶大量固體顆粒對耐火材料內襯產生強烈沖刷磨損，特別是在旋風筒的沖擊區，沖蝕最為嚴重。對于單側回料的循環流化床鍋爐和旋風分離器，物料循環流動造成的耐火材料內襯強磨損區。

在對耐火材料按ASTMC704標準進行耐磨性能測試時發現，國產不定形耐火材料和耐火磚均存在一個問題：即骨料耐磨損性能好，而基質（結合物）耐磨損性能差。因此基質先被沖蝕后而骨料被孤立出來最后脫落。國外耐磨耐火材料骨料與基質一般耐磨損性能相當，產生均勻沖蝕坑。

此外，煙氣中SO2、SO3、H2S和CO等均對耐火材料內襯產生侵蝕，堿金屬滲透和滲碳也使耐火材料內襯變質損壞。

循環流化床鍋爐爐頂區，正常工作溫度850～1100℃，在分離器入口處煙氣流速增至18m/s，是全爐工況最惡劣的位置。ABB-CE公司曾在旋風筒煙氣流沖擊區使用不同的耐火材料作對比試驗。發現以氧氮化硅結合的碳化硅磚使用效果最好，其余依次為：Al2O395%的剛玉磚、Al2O390%的磷酸鹽結合可塑料、SiC80%的磷酸鹽結合可塑料，以磷酸鹽結合的Al2O3-Cr2O3可塑料最差。

綜上，本次維修使用大連某耐火材料公司生產的AA級高耐磨襯里DWL-7屬于Al2O390%的磷酸鹽結合可塑料，如果抗熱震性等指標能夠達到要求，按照廠家提供的之間報告和說明書來看，是能夠達到使用要求的。經過抽樣復驗，確定抗熱震性等指標達到了要求規范要求。上述材料經過兩年使用周期后，沒有發生過熱、脫落等問題，證明了分析的正確性。

參考文獻：

[1] GB50474-2008隔熱耐磨襯里技術規范

[2] DL/T 777-2012 火力發電廠鍋爐耐火材料.

作者簡介：

王鵬（1974-）黑龍江省哈爾濱市人，工程師，一級監督師 .

（哈爾濱石化工程質量監督站 ?黑龍江 哈爾濱 150056）