循環(huán)流化床燃燒技術(shù)是一種新型燃煤技術(shù)，鍋爐內(nèi)物料具有高熱容、強摻混、低溫燃燒的特點，這種燃燒技術(shù)對燃料的適應(yīng)性強，不僅可以燃用褐煤、煙煤、無煙煤 以及煤矸石、造氣爐渣和石油焦等劣質(zhì)燃料，并且可以在同一臺鍋爐上同時燃用多個煤種；還可以實現(xiàn)煤的潔凈燃燒，通過添加石灰石粉或電石渣實現(xiàn)對高硫煤爐內(nèi)煙氣脫硫，有利于煤資源的綜合利用。相對于普通的煤粉爐，這種鍋爐在運行中，含有燃料煤粉、石灰石粉的床料在一次風(fēng)、二次風(fēng)的作用下在爐膛下部密相區(qū)沸騰燃燒，煙氣裹挾著大量固體顆粒向上流動，經(jīng)稀相區(qū)至旋風(fēng)筒入口切向進人爐內(nèi)旋風(fēng)分離器，粗顆粒分離后回到爐膛繼續(xù)燃燒，煙氣攜帶飛灰經(jīng)對流煙道依次沖刷過熱器、對流管束、省煤器等受熱面后經(jīng)空氣預(yù)熱器、除塵器、引風(fēng)機、煙囪排入大氣。物料系統(tǒng)的高速循環(huán)流動對鍋爐的相應(yīng)部位產(chǎn)生嚴重磨損，容易發(fā)生因承受內(nèi)壓的金屬管子受熱面壁厚減薄造成爆管停爐事故，使鍋爐的運行成本、維修成本增加，機組利用率降低。
2 耐磨澆注料簡介
不定形耐火材料由于具有工藝簡單、施工方便、整體性好、節(jié)能降耗的優(yōu)點，越發(fā)受到廣泛關(guān)注和認可，這也代表著一個未來的發(fā)展趨勢。目前，不定形耐火材料在一些國家快速發(fā)展，我國的不定形耐火材料產(chǎn)量占比也在逐年增加。它主要包括澆注料、可塑耐火材料、搗打料、耐火泥等種類，根據(jù)不定形耐火材料具備的一些特殊性能又有耐酸料、耐堿料、耐磨料、輕質(zhì)澆注料、免烘烤搗打料等品種。這些材料主要以澆注、振搗、噴涂、涂抹的方式進行施工建造，經(jīng)定型、養(yǎng)護、烘烤形成相應(yīng)設(shè)備工位的耐火材料或防護內(nèi)襯層，對熱工設(shè)備具有耐火、耐磨、隔熱或散熱能力，這種防護能夠延長設(shè)備的工作壽命，提高設(shè)備的工作效率，降低生產(chǎn)成本，從而節(jié)能降耗。
澆注料是一種由耐火物料、骨料、粉料、基質(zhì)、結(jié)合劑 制成的粒狀及粉狀松散無定型的耐火材料，在施工時加入一些水和助劑，強力攪拌后以澆注、振搗方式施工。經(jīng)過一段時間的發(fā)展，澆注料結(jié)合劑的技術(shù)已經(jīng)由最初的鋁酸鹽水泥結(jié)合劑發(fā)展到純鋁酸鈣水泥結(jié)合劑、電熔高鋁水泥結(jié)合劑、無水泥超細粉結(jié)合劑技術(shù)和氣硬性的磷酸結(jié)合劑、硫酸鋁結(jié)合劑、水玻璃結(jié)合劑技術(shù)。
耐磨澆注料應(yīng)用于經(jīng)受高溫高速流動的物料或氣流沖刷的部位，比如CFB鍋爐的風(fēng)室、燃燒室、旋風(fēng)分離器、回料管、前煙道爐頂?shù)炔课弧＿@些部位因為工作運行而常發(fā)生爐墻磨損和結(jié)構(gòu)層剝落現(xiàn)象，會發(fā)生灰粒平行于爐壁的平行沖刷、灰粒的斜沖擊磨損、表面正沖擊磨損，以及由于經(jīng)受各種應(yīng)力(啟停爐時因溫度變化而引起的熱應(yīng)力、運行時變質(zhì)層和原始層之間產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)應(yīng)力、機械應(yīng)力、內(nèi)部氣壓誘導(dǎo)力等)而導(dǎo)致的防護結(jié)構(gòu)層剝落。對于CFB鍋爐不同部位的結(jié)構(gòu)件要采取不同的防磨措施，國內(nèi)研究和應(yīng)用較多的有埋管加裝鰭片+防護瓦防磨技術(shù)、衛(wèi)燃帶與水冷壁交界區(qū)域采用噴涂耐磨涂料+澆注耐火材料重疊防磨技術(shù)。材料的耐磨性與其密實度具有密切的正相關(guān)性，耐磨澆注料除要求其骨料、粉料具有良好的耐磨耐火性能外，其粒度級配需形成最小空隙，并在拌合時摻加相應(yīng)性能的減水劑、分散劑、促凝劑、抗裂增強劑等助劑，進行科學(xué)拌制和筑爐施工。
3 CFB鍋爐用耐磨耐火材料簡介
由于CFB鍋爐是正壓沸騰爐，物料和床料對受熱面的磨損非常嚴重一些部位的磨損強度排序：旋風(fēng)筒入口處>爐內(nèi)旋風(fēng)分離器區(qū)>密相區(qū)>稀相區(qū)>分離器出口煙室。CFB鍋爐相應(yīng)部位的防磨措施采用鑲嵌或鋪設(shè)一定厚度的非金屬耐磨層材料，如耐火磚、澆注料或可塑料。國內(nèi)早期的CFB鍋爐選用的防護材料是參照冶金、石化行業(yè)用的耐火材料，但是CFB鍋爐與冶金、石化行業(yè)對耐火材料的要求有區(qū)別，冶金、石化行業(yè)要求材料的高耐火度和高抗渣性，而CFB鍋爐要求材料具有良好的高溫耐磨性和高抗熱震穩(wěn)定性。故CFB鍋爐防護層施工時耐磨耐火材料和保溫密封材料要分別分層施工，并膠結(jié)成一體，將重質(zhì)材料和輕質(zhì)材料、定型材料和不定型材料協(xié)同施工應(yīng)用，且在鍋爐運行中具有一致的熱工性能。
對于CFB鍋爐耐磨耐火材料曾經(jīng)采用的有：磷酸鹽磚及其澆注料、硅線石磚及其澆注料、碳化硅磚及其澆注料、剛玉磚及其饒注料、其他耐磨耐火磚及其澆注料，包括氮化硅結(jié)合碳化硅制品。但是，由于各種原因，有些材料的使用效果不甚理想。比如硅線石制品，雖然硅線石是一種優(yōu)質(zhì)耐火材料，硅線石磚在經(jīng)過1600℃左右的高溫?zé)Y(jié)后耐磨耐火性能優(yōu)異，但在使用時難以達到如此高的溫度，耐磨性難以充分發(fā)揮。再比如碳化硅制品雖然耐磨性好、抵抗酸性熔渣性能良好，但易受堿性熔渣侵蝕，與石灰在525℃即開始發(fā)生反應(yīng)，到1000℃時反應(yīng)顯著，在800~1200℃時還易與氧化鎂、氧化銅、氧化鐵反應(yīng)。而在CFB鍋爐中常會加入石灰石粉或電石渣脫硫，所以碳化硅制品的應(yīng)用受限。
剛玉制品雖然耐火度高、耐磨性好，但其熱震穩(wěn)定性差，而鍋爐運行中壓火、提火操作較多，高低溫變化頻繁，澆注料容易出現(xiàn)剝落，影響鍋爐的發(fā)電效率和使用壽命。磷酸在常溫下并不與酸性或中性耐火材料反應(yīng)，但在一定條件下，磷酸能與一些耐火材料反應(yīng)生成酸式磷酸鹽，生能膠結(jié)與硬化的膠結(jié)相物質(zhì)如磷酸鋁、磷酸鋯、磷酸鉻及一些復(fù)合磷酸鹽。磷酸鹽結(jié)合劑可在500℃左右獲得較高的強度，被稱為熱硬性結(jié)合劑。磷酸鹽磚是經(jīng)過500℃低溫處理的免燒磚，在用于1200~1600℃的溫度范圍內(nèi)時其中溫強度較高。
依據(jù)耐火磚和不定形耐火材料的特點，綜合不定形耐火材料整體施工性能好、無縫、結(jié)構(gòu)一致性好、節(jié)能的優(yōu)點，結(jié)合CFB鍋爐不同部位各自的工況特點加以應(yīng)用，建議在鍋爐結(jié)構(gòu)設(shè)計、防護層設(shè)計和施工時融合技術(shù)和材料進步的經(jīng)驗成果。對于受熱面防磨措施當為優(yōu)化設(shè)計，爐膛內(nèi)屏式過熱器與屏式再熱器采用膜式結(jié)構(gòu)使運行中煙氣形成垂直流動減低磨損；對于水冷壁宜采用銷釘固定的薄型耐磨耐火材料，不再敷設(shè)保溫材料層，并在密相區(qū)與稀相區(qū)交界處采取讓管設(shè)計結(jié)構(gòu)，在交界面下部的水冷壁拐角處采用水冷壁周向外彎結(jié)構(gòu)，沒有敷設(shè)耐磨耐火材料的區(qū)域的裸露的金屬管進行耐磨涂料噴涂，并設(shè)置多道防磨梁；對于分離器既要敷設(shè)防磨耐火材料，同時必須防止耐磨耐火材料的脫落造成意外的磨損，可采用結(jié)合牢固的耐磨磚襯+保溫磚設(shè)計、耐磨磚襯+保溫澆注料設(shè)計、耐磨澆注料+保溫澆注料設(shè)計；對于省煤器的防磨首先合理控制煙氣流速，其次對易發(fā)生嚴重磨損區(qū)的管子迎風(fēng)面和拐彎處加防磨瓦，在施工安裝時保證管子的平齊和垂直度，避免發(fā)生短板效應(yīng)。
4結(jié)語
CFB鍋爐運行中設(shè)備負荷大，防磨損在設(shè)備的設(shè)計和檢修時都要給予高度關(guān)注，選用耐磨材料的性能、耐磨材料的施工情況和烘烤制度都是筑爐操作中的關(guān)鍵質(zhì)量控制點，決定著鍋爐的安全運行和工作效率。對于烘爐操作應(yīng)遵循如下原則：(1) 低溫階段，即自室溫至500℃左右階段，因筑爐完成之后輕質(zhì)保溫料約含 水30%左右，耐磨耐火材料含水10%左右，通過低溫慢烘，使含水率降至3%以下。控制升溫速率為降溫速率為20℃/h，并分階段長時間保溫烘烤，完成耐磨耐火材料的初步固化；(2) 高、中溫階段，即自500℃左右至800℃左右，可以通過試投燃料煤加熱爐膛，升溫速率略高，使耐火材料進一步固化和燒結(jié)，機械物理性能趨于穩(wěn)定間。