文/劉福生、孟祥光、李洪偉 淄博新材料研究院耐火站 山東淄博 255000

1、前言

耐火材料在鍋爐實際使用過程中，發(fā)揮著非常重要的作用，一旦其出現(xiàn)了問題，就會對鍋爐的實際使用效果造成非常大的影響。在傳統(tǒng)的耐火材料使用過程中，往往會存在各種各樣的問題，他們均會對鍋爐使用效果形成負面作用。為了有效解決這些問題，可以將多功能混凝土復(fù)合材料及其預(yù)制品應(yīng)用在鍋爐中【1】。

2、在傳統(tǒng)鍋爐節(jié)能減排當(dāng)中存在的問題

傳統(tǒng)的工藝鍋爐是由燃燒室、燃燒設(shè)備、通風(fēng)設(shè)備、輸送設(shè)備所組成的，其燃燒方式主要分為層燃燒方式、煤粉燃燒方式、煤氣化燃燒方式、水煤漿燃燒方式、煤粉液排渣燃燒方式等幾種。這些燃燒方式在實際使用中，都存在自己的短板，對環(huán)境的污染程度也相對較大，而在強調(diào)節(jié)能減排的今天，這個問題顯得越來越突出，而有效提高能源利用率已經(jīng)變得非常急迫，需要從源頭控制好污染源的排放，達到節(jié)燃、降耗、減少污染的作用。

3、工業(yè)鍋爐的節(jié)能措施

在當(dāng)前工業(yè)鍋爐實際的使用過程中，主要采用的節(jié)能方式來改進燃燒，以減少熱損失、提高傳熱性能、提高對余熱的利用率，同時對鍋爐之間的負荷進行合理分配，做好鍋爐的運行監(jiān)控工作，便于相關(guān)人員及時掌握鍋爐的實際運行情況，必要時還可以為鍋爐安裝自動調(diào)節(jié)設(shè)備，合理對鍋爐附屬件進行選擇【2】。提升鍋爐的燃燒效率是一種非常有效的節(jié)煤方法。當(dāng)前社會的材料技術(shù)突飛猛進，各種先進的工藝材料逐漸被應(yīng)用于各類現(xiàn)實場景，例如可以將“促燃板”直接應(yīng)用到鍋爐爐膛當(dāng)中，提升爐膛的蓄熱功能，降低鍋爐的熱輻射量，從而提升鍋爐爐膛溫度的作用，進一步提升爐膛的燃燒溫度、爐窯的燃燒效率以及節(jié)能效果。

4、多功能耐火混凝土復(fù)合材料的節(jié)能應(yīng)用

多功能耐火混凝土是最近幾年才發(fā)展起來的材料，其采用了多種特殊的材料和工藝，并擁有多種技術(shù)專利，該材料經(jīng)常被使用在爐膛的兩側(cè)，通過物理和化學(xué)作用來點燃煤，從而改變爐膛當(dāng)中的動力場，進一步提升爐膛的預(yù)熱性能，增加二次預(yù)熱功能風(fēng)配置，讓燃料得到更加充分的燃燒（可以有效提升爐膛溫度200度以上）。為鍋爐前后拱配置這種耐火材料，可以進一步提前燃煤的點火線，提升燃料的燃燒效率，改變爐膛當(dāng)中的火焰狀態(tài)，對燃料的燃燒狀態(tài)進行優(yōu)化，最終實現(xiàn)節(jié)煤效果。應(yīng)用該技術(shù)之后，可以進一步降低煙塵的排放量，讓飛灰和爐渣的含碳量得到明顯的降低。

該技術(shù)的實際應(yīng)用是建立在鍋爐學(xué)科與化學(xué)物質(zhì)燃燒過程中煙氣的特性的基礎(chǔ)上的，其基本原理為蓄熱、強化熱輻射、讓直燃方式變?yōu)槲闪魅紵隣顟B(tài)，進一步提升碳氫化物的燃燒反應(yīng)速度，起到有效的節(jié)能目的，該材料的成分相對比較復(fù)雜，由多種稀土元素和化學(xué)配料組成，因此可以有效實現(xiàn)煤炭燃燒過程中所需的催化激化功能。

這種耐熱復(fù)合材料在實際使用過程中，可以發(fā)揮出如下的功能。一、蓄熱功能。其可以進一步提升鍋爐爐墻的熱輻射能力，從而升高爐膛的溫度。這種多功能的耐火混凝土材料，還可以隨著溫度的不斷提升，從而相應(yīng)的提升鍋爐的蓄熱能力，讓爐膛的溫度達到100-200攝氏度。二、吸附功能。通過這種耐火材料的應(yīng)用，可以讓更多未燃盡的材料產(chǎn)生二次燃燒的效果。由于這種材料的表面吸附能力比較強，因此可以讓顆粒物和可燃氣體進一步附著在孔道之上，進而形成更多的小燃燒器。這一特性在側(cè)墻橫風(fēng)作用下，可以進一步優(yōu)化爐膛的動力風(fēng)效果，促使流向方向形成旋流型場，讓氣流由直流變成紊流的狀態(tài)，讓更多新鮮空氣通過孔道進入到爐膛當(dāng)中，最終有效解決爐膛缺氧的問題，提升燃料的燃燒效果。同時，這一過程還會產(chǎn)生一定的促燃作用，降低了鍋爐排氣的煙塵度。三、進一步提升鍋爐燃料燃燒過程中的燃燒因子。應(yīng)用復(fù)合材料還可以起到激活燃燒因子的作用。在鍋爐內(nèi)部橫風(fēng)的作用下，可以在一次風(fēng)主氣流的下游產(chǎn)生旋渦運動，從而讓大量的高溫?zé)煔饪梢灾苯訑y帶飛灰進入到旋流區(qū)域之中，讓未燃盡顆粒的停留時間進一步延長；同時還可以通過二次風(fēng)的預(yù)熱作用進一步提升其中氧的活性，將熱氧的作用充分發(fā)揮出來，讓燃料更進一步燃盡，提升燃料的強燃效果。四、進一步改變爐中的空氣動力場。在爐膛中應(yīng)用風(fēng)輔磚可以直接讓爐膛中的氣流由直流變?yōu)槲闪鳎瑥亩娱L可燃物在爐膛當(dāng)中的停留時間。此外，在爐膛中應(yīng)用風(fēng)輔磚還可以在爐膛內(nèi)形成一次來風(fēng)，形成一個三面來風(fēng)的效果，讓前后拱材料產(chǎn)生輻射作用，進而在爐膛內(nèi)部形成一個風(fēng)幕，改變其動力場，讓飛灰碳黑粒子在紊流的風(fēng)幕中停留更長的時間，達到提升燃料燃盡程度、降低煙塵排放量的效果，形成良好的環(huán)保效應(yīng)【3】。

可以改善爐內(nèi)的熱氧補充效果，讓氧氣和材料能夠更進一步混合，提升燃燒區(qū)域的燃燒條件，降低脫硫量。在對鍋爐實際的改造過程中，應(yīng)該提高對鍋爐兩側(cè)風(fēng)熱管的利用，在一次風(fēng)中提取百分之五的風(fēng)量，在對其進行充分預(yù)熱之后，可以直接從兩側(cè)來補充氧氣量，進而有效解決主燃區(qū)缺氧和風(fēng)壓難以調(diào)節(jié)等問題，提升爐膛的燃燒效果，讓燃料得到更加充分的燃燒。在脫硫觸煤的作用下，煤灰當(dāng)中的氧化物結(jié)合能夠更加容易的結(jié)合在一起，并形成鈣化爐渣，進一步降低二氧化硫的排放量。

多功能耐火混凝土復(fù)合材料及其預(yù)制品技術(shù)在使用后所取得的效果。一、可以有效提升鍋爐的熱效率，能夠提高鍋爐的燃燒率百分之十以上，實現(xiàn)良好的節(jié)煤作用。二、由于燃料的燃燒率得到了提升，因此可以在同等燃料量的情況下，產(chǎn)生更多的熱量，這有效降低鍋爐運行的燃料使用量。三、爐渣的含碳量可以低于百分之十，起到節(jié)約資源、保護環(huán)境的作用。

在鍋爐的日常維護過程中，一定要做好對燃燒器的檢查，保證供氣閥門靈活，并及時對鍋爐進行排污處理，保證各管線不出現(xiàn)結(jié)垢的現(xiàn)象，尤其要做好對各個部件的保養(yǎng)工作，及時對鍋爐的運行參數(shù)進行調(diào)整，讓其在高效率區(qū)間進行運行，提高鍋爐的運行效率，充分對燃燒熱進行利用。相關(guān)人員還應(yīng)該定期對鍋爐的自動化控制系統(tǒng)進行檢查，保證各種壓力監(jiān)測儀器、溫度監(jiān)測儀器正常運行，實時對鍋爐的運行參數(shù)情況進行監(jiān)測，必要時可以啟動聯(lián)鎖機構(gòu)，防止鍋爐出現(xiàn)超壓運行的現(xiàn)象，保證鍋爐運行的安全性。

結(jié)語：

隨著時代的不斷發(fā)展，對鍋爐耐火材料使用提出了更高的要求，針對當(dāng)前鍋爐耐火材料使用中出現(xiàn)的不足，應(yīng)該引起足夠的重視，認真分析問題發(fā)生的原因，將多功能耐火材料應(yīng)用在鍋爐實際使用過程中，提升鍋爐對燃料的使用效率。