Article Navigation - ボイラー用耐火物の選択
1.ボイラー耐火物の紹介
ボイラーは極度の熱的、機械的、化学的ストレスのもとで運転される。 耐火物の選択 ボイラーの効率、安全性、寿命にとって重要です。ボイラーの耐火物は、断熱材として機能し、構造部品を保護し、灰、スラグ、排ガスによる腐食に抵抗します。このガイドでは、耐火物について説明します。 ボイラー耐火物の種類技術仕様、選択とメンテナンスのベストプラクティス。
2.ボイラー用耐火物の種類
ボイラー耐火物は、組成、適用方法、耐熱温度によって分類される。以下に詳細な比較を示す：
2.1 耐火粘土レンガ
| プロパティ | 詳細 | アプリケーション |
|---|---|---|
| Al₂O₃コンテンツ | 25-40% | 燃焼室、低温ゾーン |
| 最高使用温度 | 1200-1400°C | 工業用蒸気ボイラー |
| メリット | 費用対効果が高く、設置が容易 | |
| 制限事項 | 低スラグ抵抗 |
2.2 高アルミナれんが
| プロパティ | 詳細 | アプリケーション |
|---|---|---|
| Al₂O₃コンテンツ | 50-90% | 高熱ゾーン（炉のアーチなど） |
| 最高使用温度 | 1400-1800°C | 発電所用ボイラー、CFBボイラー |
| メリット | 優れた耐熱衝撃性 | |
| 制限事項 | より高いコスト |
2.3 断熱キャスタブル
| プロパティ | 詳細 | アプリケーション |
|---|---|---|
| 構成 | 軽量骨材（バーミキュライトなど） | ボイラーの壁、ドア |
| 熱伝導率 | 0.5-1.2 W/m-K | エネルギー効率の高いライニング |
| メリット | 迅速な設置、低蓄熱 | |
| 制限事項 | 機械的強度の低下 |
2.4 炭化ケイ素耐火物
| プロパティ | 詳細 | アプリケーション |
|---|---|---|
| 最高使用温度 | 1600℃まで | アッシュホッパー、サイクロンバーナー |
| 主な特徴 | 極めて高い耐摩耗性と耐腐食性 | バイオマス／廃棄物発電ボイラー |
| メリット | 過酷な環境でも長寿命 | |
| 制限事項 | 非常に高いコスト |
3.主な選考基準
ボイラーに適した耐火物を選ぶには、4つの重要な要素に左右される：
3.1 動作温度
- 低温ゾーン (<1200°C):耐火粘土レンガまたは断熱キャスタブル
- 高温ゾーン (>1400°C):高アルミナれんがまたは炭化ケイ素。
3.2 化学環境
- 酸性条件:シリカを多く含む耐火物を使用する。
- アルカリ性スラグ/灰:マグネシアまたはジルコニア系材料。
3.3 機械的ストレス
- 耐摩耗性:灰処理エリア用の炭化ケイ素または高密度キャスタブル。
- 熱サイクル:耐熱衝撃性の高い材料（例：ハイアルミナ）。
3.4 熱伝導率
- 断熱の必要性:低導電性キャスタブルまたはセラミックファイバーモジュール。
- 保温性:緻密な耐火粘土レンガ。
4.技術仕様と試験基準
耐火物は、信頼性に関する国際規格に適合していなければならない：
4.1 重要なパフォーマンス指標
| パラメータ | 試験方法（ASTM/ISO） | ボイラーに最適なレンジ |
|---|---|---|
| 冷間破砕強度 | ASTM C133 | >30 MPa以上（高ストレスゾーン） |
| 熱伝導率 | ASTM C201 | 0.5-2.5 W/m-K |
| 多孔性 | ASTM C20 | <20%（緻密れんが）、40-70%（断熱れんが） |
| 耐摩耗性 | ASTM C704 | <15 cm³の損失（重度の磨耗ゾーン） |
4.2 検証すべき証明書
- ISO 9001（品質マネジメント）
- ASTM C1795（絶縁キャスタブル）
- EN 1402（不定形耐火物）
5.設置およびメンテナンスのベストプラクティス
5.1 設置ガイドライン
- アンカー・システム:スポーリング防止のため、キャスタブルにはVアンカーまたは六角メッシュを使用する。
- 硬化時間キャスタブルの場合、10～40℃で24～48時間。
- ジョイントの厚さ:熱漏れを最小限に抑えるため、レンガの内張りは2mm以下に抑える。
5.2 メンテナンスのヒント
- 定期検査:ひび割れ、浸食、剥落がないか6ヶ月ごとに点検する。
- パッチ補修:軽度の損傷にはリン酸塩接着プラスチックを使用する。
- 熱衝撃を避ける:始動／停止中にボイラーを徐々に加熱／冷却する。
6.ケーススタディ異なるボイラータイプにおける材料選択
6.1 石炭火力発電所ボイラー
- チャレンジ:高い灰分と1500℃までの温度。
- ソリューション:灰ホッパーの炭化ケイ素耐火物＋燃焼ゾーンの高アルミナれんが。
- 成果:30%は耐火粘土に比べ寿命が長い。
6.2 廃棄物発電ボイラー
- チャレンジ:腐食性排ガス（HCl、SO₂）。
- ソリューション:耐酸性コーティングを施したジルコニア強化キャスタブル。
- 成果:修理のためのダウンタイムの削減。
7.結論
について ボイラー用耐火物の選択 には、耐熱性、化学的適合性、機械的耐久性、コストのバランスが必要です。高アルミナれんがは極端な暑さに優れ、断熱キャスタブルはエネルギー効率を最適化します。ボイラーの性能を最大化するためには、常に認定サプライヤーを優先し、設置プロトコルを遵守する必要があります。材料特性を運用上の要求に合わせることで、産業界はライフサイクルコストを削減しながら、より安全で効率的なボイラーシステムを実現することができます。
