耐火浇注料膨胀缝的预留办法修订稿

耐火浇注料膨胀缝的预

留办法

WEIHUA system office room 【WEIHUA 16H-WEIHUA WEIHUA8Q8-

耐火浇注料膨胀缝的预留办法

1、耐火的缩小和膨胀：耐火浇注料在第一下炮炼流程中，在50℃～200℃时脱水和900℃～1000℃烧结时会出现两次体积缩小。在其它气温范围内，炮炼将使耐火浇注料膨胀。通过第一下炮炼后，耐火浇注料普通不再缩小。为提防体积变化发生的应力对浇注料造成败坏，衬料必需划成对角线比例不大于，分区浇铸并在每一个浇铸区的分界线处留出膨胀和缩小的夹缝。

2、膨胀缝的影响范围：夹缝的大小应保证各自区内的耐火浇注料自由膨胀，坐标得体的膨胀缝同时也可以成为缝。在高温区段应按照膨胀缝的间距，将膨胀缝的宽度操作在３～４mm。膨胀缝和操作缝附设在差距凸角200mm上下的平面上，而不问附设在凸角和尖锥中。膨胀缝和操作缝两侧的浇注料分裂趋向较大，可适度加深扒钉密度。

3、膨胀缝的宽度操作：膨胀缝的宽度与工作气温和操作的线宽度相关。气温较高，操作的宽度较长，膨胀缝可适度加宽。在气温相比低的地区，设施外壳可直截采用浇注料，不准隔热保温层。在这样的前提下，每隔插入2mm厚实的纸板或者塑胶膜，就可知足膨胀空间的要求。

4、膨胀缝坐标的优选：在确立膨胀坐标时，应一概权衡振捣工艺的安排，夹缝一侧耐火浇注料不应影响已浇铸振完毕并已经初步硬化的耐火浇注料。膨胀缝的坐标避开受力部位，炉体骷髅和内衬的孔道。在拥有复杂形状的地区，如边角，隆起等，应附设与其表层相适应的膨胀缝于隆起角和曲率半径小的曲面处，当二个浇铸面相交成凹角时，应在凹角处设一┖型膨胀缝。衬料图应显示出重要部位的膨胀缝的坐标和比例，若浇铸料的工作气温超越1200℃，就要附设宽度超越3mm的膨胀缝，并在其中塞入纤维毡。

5、操作缝的附设：耐火浇注料因为缩小会造成分裂，都需求在凸角部位约

200mm处附设操作缝，这样就可以让缩小开裂痕发生在预订的，比较安全的部位。操作缝的附设，可在预订的夹缝部位塞入纸、石蜡或者薄木版等，在高温前提下可燃或者流失的材料开展浇铸，这些可燃物烧灼或者流失后，就留下操作缝。

操作缝必需附设在相邻的扒钉之间，距两侧的扒钉大致对等。在接连曲面，圆锥表层和瘘管上附设，应在无法操作缩小风浪的平面及曲面上附设。应免除在无法设膨胀缝的地区附设，如在小浇铸面和凸角处附设膨胀缝。

2016年3月9日-“Z”型挡板,脱模养护采用陶瓷纤维棉设计“Z”型膨胀节,然后浇注相邻施工段;对于时间紧的小修和维修可以使用胶合板每米一路设计膨胀缝,在比较大的建...

炉浇注料施工的优化方案

一、

?

点火风道

1.建议采用性能优良的刚玉莫来石浇注料，该材料能够明显提升耐火度、强度和热振稳定性。施工时采用分块浇注，按照600×800mm的间距跳跃施工，膨胀缝采用两层陶纤纸填充。采用高含量硅酸铝制成的陶瓷模块，紧固件采用自带锁。

2.

金属膨胀节处优化设计将40mm陶瓷纤维毡作背衬贴于护板上，防止运行超温现象，中间加上100mm保温浇注料增加保温效果，向火面60mm耐火可塑料，使用温度1500～1700度，大大抵抗因斜线吹燃而引起膨胀节超高温度，膨胀缝处的可塑料施工成导流坡形状，防止烟气传于膨胀节将蒙皮烧坏。

3.

点火风道施工技术要点：

①所有耐火层中的金属件上应涂刷一层厚约δ2mm的沥青;

②重质浇注料施工时，应在耐火层中沿长度及圆周方向每隔600mm左右设置一道膨胀缝，膨胀缝宽3mm（预留膨胀缝时，在缝中塞入两层δ2mm的陶瓷纤维毡即可）；

③对于各相交处金属固定件较薄弱区域，现场可在锚固件之间搭接钢筋网（但不得影响膨胀节），Φ6耐热钢筋，材质1Cr18Ni9Ti，网眼尺寸约100×100mm，钢筋表面2mm沥青漆；

④

陶瓷纤维模块与钢板壁面之间应敷设一层δ25mm陶瓷纤维毯，模块之间按图纸要求设置缝宽15mm的分隔带，缝中填实δ20mm的陶瓷纤维毯；

⑤在绝热浇注料和保温浇注料之间应涂刷防水材料，以防水的渗透。

二、

水冷风室

1.顶棚改用微膨胀抗热震耐火可塑料施工，顶部和角部采用100×100mm的不锈钢筋网格加强，，材质为1Cr18Ni9Ti，以确保耐磨可塑料牢固固定。水冷管束合理留设膨胀缝。

2.由于该部位管道全部为管道且还有管道间连接，所以该部位也要分块施工，施工块为600～800mm间距，遇见管道焊接处要错开布置，避免管道腐蚀。

淄博宇能窑炉科技有限公司，成立于1985，位于耐火原材料基地，是专业从事不定型耐火材料和保温材料生产厂家，主要产品有高铝砖、粘土砖、磷酸盐结合耐火砖，循环流化床锅炉配套耐磨砖、高强度耐磨保温浇注料、耐火浇注料、保温砖、高铝骨料，硬质粘土熟料、和各种不定型耐火材料，品种齐全，质量优价格低

?

3.

水冷风室施工技术要点：

①在密封钢板处耐磨层中，每隔600mm左右留4mm宽膨胀缝，预留膨胀缝后，在缝中塞入两层δ3mm的硅酸铝耐火纤维毡即可；

②耐火浇注料施工时必须立模浇注施工，不得手工涂抹（由于厚度薄，面积大，生产材料应具备足够的自流平性能，包含适量的硅微分和分散剂大有必要）。

三、炉膛下部密相区

炉膛布风板和台阶采用刚玉莫来石耐磨浇注料，浇注料进行微孔化处理，布风板施工从较高一角向对角沿布风板交接面双向进行展布。密相区、悬吊屏采用刚玉莫来石可塑料。

2.开口区域（包括炉膛出口、二次风口、给煤口、返料器口等）采用耐磨性能更好的刚玉耐磨可塑料，二次风口和给煤口等孔洞还可以用刚玉预制件加不锈钢约束件。密封盒里采用耐磨浇注料和保温浇注料分层浇筑。大面积施工时按照600×800mm大小分块施工。施工中的间距留设膨胀缝，内部填压陶瓷纤维纸。返料孔施工前在返料阀至炉膛周围的膜式壁扁钢上或密封盒内再增焊一些Y型抓钉并编制Φ6、1Cr18Ni9Ti、100×100mm钢筋网格，钢筋网要拉到炉膛内并制作成90°拐角，以增强对这些开孔区周边耐磨浇注料的固定

2．施工的重点、难点和质量控制要点

根据我公司多年的实践经验，要保证本项目锅炉的安全、高效、长寿运行，我们认为，在耐磨耐火材料的设计、制造、安装上必须把握一个重点、一个难点、一个关键。

2．1重点部位：炉膛密相区

炉膛密相区是本项目锅炉四个外循环和一个自循环的中心。在密相区四周有许多开孔，包括返料口、与外置床的接口、给煤口、排渣口、一、二次风口、门孔、测温测压孔等，大小共有数十个。该部位温度高、物料浓度高，流速快，衬里磨损大、施工复杂，是必须重点保证的部位。

材料选用较高的抗磨损性，较小的线变化，较好的抗冷热急变性的耐磨浇注料，各开孔区周边的浇注料中添加2%耐热不锈钢纤维。给煤口等易磨损部位采用超高强度耐磨耐火浇注料完成。

在施工上应采取一系列相关措施，如在布风板四周与炉墙交接处设置闭式热膨胀缝，用陶瓷纤维毯镶嵌；在施工保温料前，风管表面处涂刷沥青，防止风管膨胀挤垮浇注料，管径小于159mm的涂1mm，大于159mm涂2mm厚，穿管处浇注料孔径与管外径相同，并且给煤口和波煤风管必须找正，中心线符合要求；在返料口、给煤口以及风管口应适当补焊各类爪钉；模板要求制作精良，严格按图纸要求支设“Z”型膨胀缝，平整结实，接缝严密，且在表面涮上脱模剂，以便脱模；在炉墙最上端与管屏交接处必须圆滑过渡，以防止积灰以及湍流对水冷壁的磨损；在整体炉墙上按设计留设膨胀缝（必须离开孔洞边缘400mm以外）并跳块施工，通常尺寸为600~800×1000~1200较好，缝宽为

2mm。

2．2难点部位：返料阀

返料装置是第一级分离的循环通路。返料阀部位有可能形成二次燃烧，温度较高，热震频繁，灰浓度高。

该部位由下行流道、水平流道、上行流道、斜向流道组成。几何形状复杂，内径小，修理困难，是整台炉施工的难点部位，浇注施工必须一次成功。

材料选用方面要选用较高的整体强度，较小的耐磨损性及良好的热震稳定性能的材料。

在施工方面，应严格制订施工方案；科学合理设计模具。转角部位耐磨砖取消，改用耐磨浇注料成型，采用Y型爪钉锚固，间距150mm×150mm。施工耐磨浇注料层时，应选好的模板的施工拼接缝，避开阴阳角，保持圆滑过渡，防止出现人为的施工缝，其膨胀缝的留设应布置合理；在浇注时采用插入式振动棒充分振动，做到不漏振，保证该部位的整体强度。

2．3关键部位：分离器部位

旋风分离器进口区域，是决定分离效率的关键，其中靶区是耐火材料使用条件最苛刻的部位。

该部位流速高且急转，可谓是风口浪尖。顶部倒挂材料极易塌落。

靶区选用特制的耐磨性能、小的线变化率、好的热震稳定性自流式浇注料。

（青海盐湖工业股份有限公司青海格尔木 816000）

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/Ⅱ1单汽包、自然循环、循环流化床锅炉。

1 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。

3 造成浇注料脱落原因分析

一、施工工艺不合理是造成浇注料脱落的关键因素之一。

(1)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。

(2)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。

(3)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，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。

（1）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。

（2）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。

（3）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，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。

（1）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。

（2）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浇注料使用寿命。

4 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：

(1)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75mm。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。

(2)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。

(3)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。

(4)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

Φ8,V形部位采用Φ6，材质为1Cr20Ni14Si2,密度按300×300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。

(5)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20～40mm,施工成300～500mm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。

(6)点火风道优化结构后采用100㎜耐磨浇注料＋120㎜绝热浇注料+40㎜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㎜左右设置一膨胀缝，膨胀缝宽2－3㎜，，深度以耐火层厚度的1/3左右即可预留膨胀缝时，在缝中塞入两层厚度2㎜陶瓷纤维毡。

(7)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）。

(8)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。

(9)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

5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。