循环流化床锅炉衬里材料与催化两器衬里材料的简单分析

摘 要：本文分析了循环流化床锅炉衬里材料与催化两器衬里材料的区别，提出了催化两器衬里材料替代循环流化床锅炉衬里材料应用的可能性。

关键词：循环流化床锅炉衬里材料;催化两器衬里材料

某公司电站车间循环流化床锅炉衬里维修后，3号炉旋风分离器入口段发生了衬里损坏表面破损，停工后进行了紧急修复，但修复后的衬里在再次开工后又发生了大面积脱落，被迫再次停工维修。

大庆某建设公司作为电站车间循环流化床锅炉衬里维修的施工单位，在施工过程中分别采用了天津某耐火材料公司及大连某耐火材料公司的衬里材料。天津某耐火材料公司及大连某耐火材料公司都是中国石油耐火衬里材料入围供应商，他们提供的耐火衬里材料都是按照《GB50474-2008隔热耐磨衬里技术规范》开发生产的，主要的应用环境是催化裂化的两器。

GB50474-2008表4. 5.1衬里混凝土类别、级别、性能指标

电站车间循环流化床锅炉是按照电力标准设计制造的，所用的耐火衬里材料应符合《DL/T 777-2012 火力发电厂锅炉耐火材料》规范要求。

DL/T 777-2012表7黏土质耐火浇注料及高铝质耐火浇注料的技术条件

DL/T 777-2012表8水玻璃结合耐火浇注料及磷酸盐结合耐火浇注料的技术条件

DL/T 777-2012表9水玻璃结合耐火可塑料及磷酸盐结合耐火可塑料的技术条件

GB50474-2008和DL/T 777-2012的对比可见电力标准比国标在体积密度接近的强度要求差不多，但更加细化，增加了耐火度、抗热震性、可塑性指数等指标。说明电力锅炉比催化裂化的两器条件苛刻，为了应对相对频繁的工况变化，对耐火衬里材料要求高。

电站车间循环流化床锅炉原设计制造单位是无锡某锅炉公司，后经过四川某锅炉公司进行改造，这两家单位对耐火衬里材料都有自己的要求。

对比无锡某锅炉公司和四川某锅炉公司的技术指标（由于篇幅所限，不列举各家图表），两家基本差不多，无锡某锅炉公司略高，但都高于GB50474-2008和DL/T 777-2012。相对于DL/T 777-2012都大幅度提高了体积密度指标，达到了GB50474-2008最高级，而且保留了DL/T 777-2012耐火度、抗热震性等指标要求。说明循环流化床锅炉是电站锅炉中对耐火衬里材料要求最高的炉型。

根据资料介绍：循环流化床锅炉耐火材料内衬的工作环境和损毁可归纳如下：

（1）中温，循环流化床锅炉内衬各部位的工作温度在800～1100℃。从耐火材料角度看，此属中温区间，选择耐火材料时首先必须考虑材料的中温理化性能。对于烧成制品，一般烧结温度均高于此温度范围，故其在高温下的理化性能均可直接用作选择耐火材料的依据。对于不定形耐火材料和不烧制品，必须考察其中温理化性能。有机结合的材料或水化结合的水硬性材料，中温强度往往最差，这些材料在高温下产生陶瓷结合，强度大大提高，故其高温下的理化指标不能用作选择耐火材料的依据。

（2）热震，在正常运行情况下，循环流化床锅炉每年启停2～10次。在投运初期，由于操作不当，每年启停数十次，个别的甚至在一周之内启停数次。每次启停耐火材料内衬都要受到一次强烈的热震。若耐火材料抗热震性能差，则热震造成的耐火材料剥落将成为其损毁的致命因素。

（3）冲刷磨损，循环流化床锅炉中烟气流速大（最高可达29m/s以上），固体物料浓度高。在中温下高速烟气夹带大量固体颗粒对耐火材料内衬产生强烈冲刷磨损，特别是在旋风筒的冲击区，冲蚀最为严重。对于单侧回料的循环流化床锅炉和旋风分离器，物料循环流动造成的耐火材料内衬强磨损区。

在对耐火材料按ASTMC704标准进行耐磨性能测试时发现，国产不定形耐火材料和耐火砖均存在一个问题：即骨料耐磨损性能好，而基质（结合物）耐磨损性能差。因此基质先被冲蚀后而骨料被孤立出来最后脱落。国外耐磨耐火材料骨料与基质一般耐磨损性能相当，产生均匀冲蚀坑。

此外，烟气中SO2、SO3、H2S和CO等均對耐火材料内衬产生侵蚀，碱金属渗透和渗碳也使耐火材料内衬变质损坏。

循环流化床锅炉炉顶区，正常工作温度850～1100℃，在分离器入口处烟气流速增至18m/s，是全炉工况最恶劣的位置。ABB-CE公司曾在旋风筒烟气流冲击区使用不同的耐火材料作对比试验。发现以氧氮化硅结合的碳化硅砖使用效果最好，其余依次为：Al2O395%的刚玉砖、Al2O390%的磷酸盐结合可塑料、SiC80%的磷酸盐结合可塑料，以磷酸盐结合的Al2O3-Cr2O3可塑料最差。

综上，本次维修使用大连某耐火材料公司生产的AA级高耐磨衬里DWL-7属于Al2O390%的磷酸盐结合可塑料，如果抗热震性等指标能够达到要求，按照厂家提供的之间报告和说明书来看，是能够达到使用要求的。经过抽样复验，确定抗热震性等指标达到了要求规范要求。上述材料经过两年使用周期后，没有发生过热、脱落等问题，证明了分析的正确性。

参考文献：

[1] GB50474-2008隔热耐磨衬里技术规范

[2] DL/T 777-2012 火力发电厂锅炉耐火材料.

作者简介：

王鹏（1974-）黑龙江省哈尔滨市人，工程师，一级监督师 .

（哈尔滨石化工程质量监督站  黑龙江 哈尔滨 150056）