火電廠鍋爐爐墻耐火保溫材料使用情況

摘 要：鍋爐作為一種危險性較高的設備，現今已經被廣泛的應用于多種行業。隨著鍋爐容量的增加，用于爐墻材料及結構也發生了較大的變化。目前國內外鍋爐爐墻所使用的耐火保溫材料主要是礦纖維制品，這種材料具有抗震、施工速度快、導熱系數低、容重小等優勢，為爐墻向超輕型發展提供了有利條件。文章從隨機組引進的保溫耐火材料入手，重點對耐火保溫材料應用問題及改進進行了研究。

關鍵詞：鍋爐爐墻；耐火；保溫

鍋爐耐火材料經歷了耐火磚、耐火混凝土、耐火澆注料、可塑料、涂抹料以及噴涂料等不同階段，同時保溫材料也從主要的硅藻土發展到蛭石制品、硅酸鈣制品以及珍珠巖制品等。我國近十年間從國外整套引進了不少大型的發電設備以及與鍋爐配套的耐火保溫材料，這些材料的使用極大地促進了國內耐火保溫材料的發展。

1 隨機組引進的保溫耐火材料

1.1 隨機組引進的耐火材料

1.1.1 從日本引進的13T、13H、13S耐火澆注料，主要分別使用于包墻過熱器、爐頂、后圍擋，相應的使用溫度分別達到1400、1400及1550度。此外還有使用于爐頂棚、爐底墻體以及折焰角處的PC-130、S-135以及C-140。

1.1.2 美國CE公司生產的氣硬性3000號耐火膠泥，其耐火溫度達到1649度、氧化鋁含量達到48%，主要適用于爐頂穿墻管以及爐頂管管背爐墻處。

1.1.3 從德國引進的SAB以及AB耐火可塑料，其使用溫度分別達到1400-1500度，烘干強度與焙燒強度分別達到981-1471.5N/cm2以及1765-1962 N/cm2。

1.1.4 由美國FW公司生產的鉻礦砂澆注料以及超強耐火澆注料，使用溫度為1320度，其中氧化鋁的含量達到40%以上，主要用于爐頂、噴燃器以及折焰角。此外這一公司還提供使用溫度為1650度的磷酸鹽搗打料，其中氧化鋁的含量高達85%，主要用于燃燒器噴口。

1.1.5 源自德國的磷酸鹽結合劑的碳化硅涂抹料，其最高的使用溫度為1750度，其中碳化硅的含量高達89%，主要用于旋風爐以及液態排渣爐。

1.2 隨機組引進的保溫材料

應用于鍋爐爐墻的保溫材料主要有玻璃棉輕質板、硅酸鈣制品、專用抹面材料、礦棉硬質板面金屬網夾、礦棉氈以及礦棉半硬質板，其中礦棉板、硬紙板以及半軟板的容重分別為80-100Kg/m3，100-130Kg/m3，80-90Kg/m3或者160-200Kg/m3，而使用溫度也一般為650度。以上材料在使用中表現出極大地方便性、適用性，具有很好的保溫效果。

1.3 國內耐火保溫材料的發展及應用

目前國內的耐火保溫材料正在朝著以下幾方面發展：礦渣棉、巖棉在鍋爐爐墻上的推廣使用、改進硅酸鹽制品以及與之配套的抹面材料的研發與推廣、泡沫棉在大型鍋爐爐墻上的應用、研發與推廣高溫膨脹耐火可塑料、硅酸鋁耐火纖維制品的爐墻高溫部位的應用、耐火澆注料以及高鋁磷酸鹽耐火可塑料的研發、不需要熱處理的碳化硅土料在衛燃帶的應用、快硬鍋爐密封耐火材料的研發以及粘土超強澆注料在噴燃器以及爐頂部位的使用等。

2 耐火保溫材料應用問題及改進

2.1 硅酸蓋制品

這種材質的保溫制品一般用于鍋爐的頂罩以及鍋爐本體管道并且曾經在國內大型鍋爐中得到廣泛的應用。但是由于這種硅酸鈣制品在振動以及局部溫度過高的環境下會發生破裂、爐墻產生松動，為此不宜使用于爐墻墻體部位。鑒于以上問題，硅酸鹽制品的制品還有待進一步的提升，將其中的增強纖維升級為耐高溫的纖維材料，同時在施工中嚴格控制壓縫、錯縫、并縫以及勾縫等施工過程。目前國內在濕砌及干砌中分別使用了負荷硅酸鹽保溫填料與礦纖維填塞，顯示了很好地改善效果。

2.2 硅酸鋁纖維制品

硅酸鋁制品可以分為干法與濕法兩種制品。其中濕法制品具有較大的容重，一般在150-200Kg/m3，而耐熱溫度僅為150度，同時具有一定的吸濕性、易折斷性，為此保溫效果有限；干法制品中含有不高于2%的樹脂以及不含樹脂的針刺氈，由干法熱固性樹脂制備的硬質制品以及長纖維半硬質制品具有很好耐火保溫效果。為此這里建議在爐頂以及爐墻內側使用硬質、半硬質及針刺氈的干法制品。

2.3 鍋爐衛燃帶耐火材料

鍋爐衛燃帶耐火材料所應該具備的主要性質包括抗渣性、高強度、耐磨、熱穩性、熱導率高等性能。傳統的衛燃帶耐火材料主要使用鉻質搗打料，但是由于國內高品質鉻資源匱乏，為此目前主要使用碳化硅搗打料、碳化硅高鋁質涂抹料、高鋁磷酸鹽可塑料、高溫膨脹可塑料。其中前兩種材料的價格較高，但是壽命長、性能好，而后兩種材料的價格雖低，但是性能一般，并且壽命短。為此在旋風爐以及液態排渣爐中不宜使用高磷酸鹽耐火可塑料或者搗打料，避免在使用中發生剝落或者裂縫的產生，從而提升材料的抗渣性以及降低修補頻次。

2.4 高溫微膨脹耐火可塑料

這種耐火材料從1986年開始推廣使用，與引進的超級3000號耐火水膠泥性能相當，在應用于穿墻管以及鍋爐爐頂中表現出一定的優勢。但是這種材料自身的凝固時間較長，易于出現干縮裂縫，從而為施工及維護帶來很大的麻煩。同時供貨質量存在一定波動性，有時的耐火度以及常溫強度低于1580度及981N/cm2。

而近年來研發的快硬鍋爐密封耐火材料很好地克服了以上問題，在使用中表現出強度高、凝固時間短、干縮性小、微膨脹、不裂縫等優勢，為此建議將高溫微膨脹耐火可塑料改為快硬鍋爐密封耐火材料。

2.5 泡沫石棉保溫材料

這種材料具有施工手感好、導熱系數小以及容重輕的優勢，為此被廣泛的應用于煙風道、除塵器以及鍋爐爐墻上。但是依然存在兩個問題需要盡快解決，即彈性差、防水處理后發脆。根據相關的國家標準，泡沫石棉的最佳容重為25-30Kg/m3，此時其蓄熱性、氣密性均很好。在實際使用中考慮到爐墻的保溫性要合理的控制容重，并將使用溫度控制在400度以下。

3 結束語

綜上所述，要有效地提升鍋爐爐墻及保溫質量需要從以下幾點入手：首先要選擇使用效果顯著、性能優異、價格合理的材料，例如快硬鍋爐密封耐火材料、高鋁磷酸鹽可塑料、碳化硅質澆注料等。建議在爐墻及保溫材料中選用干法硅酸鋁纖維制品，例如礦棉、泡沫石棉、硅酸鈣制品等，以進一步的提升耐火保溫性能；其次要建立健全相關的標準，從而保證火電廠耐火、保溫材料有章可循；最后也是最為關鍵的是要強化耐火保溫研究工作，不斷地研發高性能的材料、提高工程質量。

參考文獻

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