沸腾炉用耐火砖/耐火材料-耐火材料行业知识-耐火砖高铝砖刚玉砖浇注料河南耐火材料厂-宏泰耐材

沸腾炉分为采用固定炉排的全沸腾炉和采用链条炉排的半沸腾炉。目前国内采用的是全沸腾炉，半沸腾炉已不再生产。因此，本节以全沸腾炉用耐火砖/耐火材料为重点来介绍。

　　沸腾炉主要由给煤装置、布风装置、埋管受热面、灰渣溢流口及炉膛几部分组成。破碎到8~10mm以下的煤粒由给煤机从进料口送入炉内沸腾段，在由高压风机通过布风装置供给的空气的吹托下，煤层处于浮动状态，上下翻滚着火燃烧，燃尽的灰渣从溢灰口排出炉体。

　　在沸腾炉内上下翻腾的料层中，炽热的灰渣占90%~95%，新进入的煤粒占5%~10%，因此新煤着火条件好，能燃烧各种劣质燃料。料层高度为300~500mm，运行时的膨胀高度为静止料层高度的2~2.5倍，其总阻力为7~8KPa。为了防止由于炉温过高而导致料层结渣，从而破坏沸腾炉工作，燃属于低温燃烧。但由于煤粒与空气间混合十分均匀，且煤粒煤层的温度一般为不断地上下循环翻腾，增加了煤粒在炉内停留的时间，强化了燃烧与传热过程，其容积热负荷可达1.7~2.1MW/m3，大约是煤粉炉的10倍。

布风装置是沸腾炉的重要部分，它由风道、风室和布风板组成。

　　风室是进风管和布风板之间的空气均衡容器。目前采用较多的是结构简单且使用效果最好的等压风室。室内静压一致，整个风室配风均匀。

　　布风板是用来均匀布风，扰动料层及停炉时用作炉排的装置。常用的有密孔板和风帽式两种。密孔板由一般钢板（或铸铁板）钻孔制成。其结构简单，通风阻力小，但在停炉时易漏煤。风帽式布风板是在钻孔的布风板上，安装有侧面开孔的蘑菇头形铸铁风帽，这虽然可以防止漏煤，但通风阻力增大而加大了电耗。

　　炉膛是由沸腾段、过渡段和悬浮段组成。沸腾段又分为垂直段和基本段。垂直沸腾炉炉膛简图图段的作用是保证布风板的一定高度范围内有足够的气流速度，使较大颗粒在底部能良好地沸腾，防止颗粒分层，减少“冷灰层”的形成。此段高度一般为500~900mm。基本段的作用是逐步减小气流速度，从而降低飞灰带走量且促进颗粒的循环沸腾。炉体扩展角β是从防止转角处滞流来考虑的。一般以44°为宜。在沸腾段内布置有立式或卧式埋管受热面，它的吸热量占锅炉总吸热量的40%~60%。

沸腾段总高度决定于燃料种类和料层厚度，一般自风帽小孔中心到溢流出渣口为1.2~1.6m。

悬浮段的作用是使被气流夹带的燃料颗粒因减速而落回沸腾段，同时延长细煤屑在炉内的停留时间，以便充分燃尽。悬浮段的烟气流速一般为1.0m/s，悬浮段高度一般是左右2.5~3m。烟温在800℃左右。

　　沸腾炉由于耗电高，飞灰多，锅炉效率低及埋管受热面磨损严重等缺点，使沸腾炉的应用受到一定的限制。

由于沸腾炉拱顶工作温度高达900~1000℃，具有复杂的应力变化。因此，要求球拱具有较高的高温强度。

粘土耐火砖为弱酸性耐火材料，其主要特点是在高温下能抵抗酸性渣的腐蚀，热稳定性好，能够保证沸腾炉在正常的工作温度条件下使用，而且耐火砖价格低廉，经济实用一因而，一般对于小型沸腾炉拱顶，可采用粘土耐火砖。大型沸腾炉建议采用高铝砖。只要材料完全符合标准要求，其抗压强度是足够满足要求的。

高铝砖是含Al2O3大于48%的硅酸铝质耐火砖。其耐火度、常温和高温机械性能以及荷重软化温度比耐火粘土耐火砖高，抗渣性能也较好. 因此，在设计大中型沸腾炉拱顶，要求材料有较高的抗压强度时，我们选用高铝砖，并用高强度磷酸盐泥浆或PA-80耐高温胶泥砌筑。

从目前已投产的装里来肴，采用上述材质的拱顶，只要材质的性能指标达到标准及图纸要求，未发生过任何问题」

沸腾炉用耐火砖/耐火材料使用寿命较短的原因有以下几点：

一方面，沸腾炉用耐火砖/耐火材料耐火度不高，一般低于1350℃。沸腾炉的正常燃烧温度虽然仅为900～1100℃，但在异常情况下的温度最高可达1400℃以上，而这种异常情况由于受上述结构的制约又不可避免。因此，粘土砖容易在超限温度下发生软化产生收缩或膨胀变形而导致炉体破损；另一方面，燃料中产生的碱性氧化物可使硅酸铝质材料在高温下与灰渣反应生成低熔点物质，增加了对砖体的粘附性，加剧了结渣的形成和对墙体的化学侵蚀，使其强度、耐冲击力降低而致使用寿命缩短。

二、炉体结构存在的不足。沸腾炉的炉墙结构多为内、外二层，内层堆砌厚度一般为380～640mm，在两层之间留有夹层装填保温材料以求保温。炉顶为砖结构成90℃直角，内、外层只有部分砖体啮合，拱顶的应力全部集中于拱角部位。由于档火墙较为单薄，这就使得墙体载荷过于集中，热膨胀也不均匀。从结构力学和热力学两方面都极易产生拱基移位、墙体开裂甚至掉砖、塌损等现象。这种现象当炉顶直角部位形成涡流，墙体局部温度骤增而产生结渣，或者煅烧温度超过墙体承受能力时，其破坏作用更为明显，只能停炉检修，这也是影响沸腾炉使用寿命的根本原因。

三、沸腾炉用耐火砖/耐火材料砌筑方法不当。由于沸腾炉的炉体为多边、多角，侧墙呈大斜面几何形状，故支承点较多，支承面比较复杂。因此要求砌筑方法得当。沸腾炉砌筑时必须保证：①两墙之间的夹层应充填密实，且具有保温和支承斜墙的双重作用；②砖体的砌筑灰缝应＜1～2mm，以防止耐火泥受热收缩产生的张力破坏；③应有足够的烘炉期和烘炉效果。但是在实际的砌筑过程中许多厂家并未能做到这几点，在砌筑时往往带有随意性，难以从力学上满足多边、多角、大斜面的结构特点，这也是加速炉体损坏的另一原因。

四、结渣处理不当。沸腾炉在燃烧过程中产生结渣的现象不可避免，但处理结渣的方法不当，也是导致炉体寿命缩短的原因之一。一些操作人员通常都使用长铁钎、铁钩等工具来捣散、清除渣块，这样不可避免的会对耐火砖表层造成损伤。

五、下料管更换频繁。当烘干设备的下料管频繁进行更换时会对炉体的拱顶多有损坏。许多厂家目前使用普通铸铁管或一般钢板焊接的下料管，所能承受的温度都＜800℃，在900~1100℃的正常工作温度下仅能维持2～4个月便不得不更换，频繁更换必然对拱顶造成破坏。