循環流化床鍋爐的發展早期對耐火材料的耐磨問題并沒有引起人們的重視，直到隨著高流化風速鍋爐的產生，鍋爐耐磨耐火襯里不斷發生損壞，造成事故，鍋爐的內襯材料問題才引起了人們的注意。
早期投運的循壞流化床鍋爐存在受熱面和鍋爐內襯磨損的嚴重問題，最大持續運行時間短，常見的故障為：燃燒室與旋風分離器內襯磨損、脫落及旋風分離器腿及物料回送系統堵灰等現象。而內襯耐磨耐火材料的矛盾尤為突出。
某工程兩臺鍋爐為濟南鍋爐的中溫次高壓循壞流化床鍋爐。該設備分為兩部分：第一部分由爐膛(快速流化床)、汽固物料分離設備-旋風分離器、返料器和回送管路;第二部分分為對流煙道內布置二級預熱器。整個燃燒在較高流化風速下進行的，循環流化床鍋爐內流態化的固料(包括燃料，殘炭，灰渣及惰性床料等)經由爐膛、水平煙道，然后以20m/s的速度進入旋風分離器。床料經旋風分離器、返料器和回送管路組成的外循壞又回到了燃燒室。除在這一回路中作外循環流動外，在重力作用下，床料還在爐內不斷的進行內循環。離開旋分器的煙氣所攜帶的微細顆粒經斜煙道、尾部煙道進入電除塵收集除去。
以本項目運行出現的問題為例，對循環流化床鍋爐內襯澆注料損壞及預防分析如下：
循環流化床鍋爐內襯體耐火材料
耐火材料的質量直接關系到鍋爐的可靠運行問題，過去傳統的耐火材料不能滿足流化床爐內惡劣的運行條件，耐磨耐火材料問題是制約早期流化床鍋爐發展的瓶頸。耐火材料的主要作用是防止鍋爐高溫煙氣和物料對金屬構件的高溫氧化腐蝕和磨損，兼有隔熱作用。以耐磨耐火材料來保護金屬結構，是提高其使用壽命，保證循環流化床鍋爐長周期可靠運行的主要措施。
循環流化床爐內的澆注料損壞的主要原因
熱應力破壞
由于溫度循環波動和熱沖擊造成耐火材料產生裂紋和剝落。溫度循環波動時，由于耐火材料骨料和粘合料之間熱膨脹系數不同而形成內應力，從而破壞耐火材料層，產生裂紋。當溫度快速變化時，會造成熱沖擊，可使耐火材料內的應力超過抗拉強度而剝落，耐磨耐火澆注料有一項理化指標稱熱震穩定性，就是將1000℃高溫耐火材料立即水冷而不產生裂紋的次數。
當床料進入耐火材料裂縫后，耐火材料又在溫度變化下，反復膨脹與收縮變化時，就會產生擠壓剝落。
由于種種原因該熱電公司鍋爐啟停頻繁，有時在爐膛高溫狀態下打開爐門清理結焦，造成冷風進入高溫爐膛。有時熱態壓火，提火溫升過快;有時因爐頂護板密封不好漏入雨水等等都會對耐磨耐火內襯體造成極為有害的熱沖擊。應要求：運行平穩操作，嚴格控制爐膛溫度波動，嚴格控制點火啟動溫升速率。
汽固流磨損
在早期，人們很容易判斷的磨損破壞現象與溫度裂紋、剝落表現特點完全不相同。磨損與固體物料濃度，速度(大小與方向)，顆粒特性和流道幾何形狀等密切相關。在循環流化床鍋爐中，受熱面和內襯耐火材料受到大量固體物料不斷沖刷而損壞(其物料濃度為煤粉爐的幾十倍到上百倍)。有研究表明：磨損率與風速的3.6次方成正比，與顆粒濃度、質量、硬度成正比。
爐內氣固流特性還與顆粒撞擊磨損面的入射角有關，入射角90℃時磨損最嚴重。爐內氣固流也會因流場的變化及流體內局部壓力變化而產生擾動或形成渦流，造成局部嚴重磨損。
本工程檢查2#爐燃燒室時，發現在落煤口以上100mm左右堅硬的磷酸鹽耐磨耐火澆注料上出現了幾個大小、高度相似的深坑(約180×300×30)。電廠從運行上查找原因，總結經驗教訓：出現這種現場原因一般為燃煤水粉太多，進入950℃高溫的爐膛后，煤中水分瞬間汽化膨脹與流速較大的一二次風形成氣固渦流，或者爐膛密相區部分二次風口堵塞、湍流擾動等，從而對燃燒室密相區局部進行強力沖刷所致。
1#爐水冷風室一次風入口對面水冷壁澆注料磨損很嚴重。原因：因一次風量大，造成爐床風帽18只磨穿，大量床料漏入冷風室，與一次風形成氣固流旋渦，造成異常磨損。
外部應力作用
外部應力會造成耐磨耐火材料裂縫和剝落。由于與穿過耐火材料層的金屬件間熱膨脹系數不同，產生機械應力，使材料產生裂縫和剝落;點火啟動時，如果鍋爐爐膛中存在的可燃混合物濃度過大，而發生爆燃，對爐膛及耐火材料產生強烈的沖擊破壞等原因。該熱電工程2#爐在開著引風機進行鍋爐點火時，油槍進油門打開后，因電打火問題，較長時間不能點燃，致使爐膛吸入大量的油氣混合物，最后點燃時，發生爐膛爆燃，造成耐磨耐火材料裂縫和剝落。
還有一種情況屬外營力損壞，即烘爐時間不合格，導致鍋爐內襯結構內部大量水分未烘出來，當鍋爐點火供汽急驟升溫時，在高溫下耐火材料中的水分迅速氣化、膨脹，當材料中的水汽壓力大于材料強度時，則使襯體降低強度產生裂紋或“蓬松”、大面積剝落等。
因此鍋爐砌爐完成后，點火啟動投用之前的烘爐質量對內襯耐火材料的強度和使用壽命影響很大。烘爐的作用是析出鍋爐耐磨耐火材料中含有的游離水和結晶水，不同的材料要求的溫度不同，一般游離水在100~150℃溫度下大量排除，結晶水在300~400℃時析出。
烘爐主要范圍：爐膛，水冷風室，頂燃室，旋風分離器與料腿，返料器及回送管路。
通常烘爐要求與內襯結構和材料性能有關，對于輕型爐墻(如濟鍋本型號爐爐膛燃燒室，水冷室內襯厚度為60mm)要比重型爐墻，(如同型號爐旋風筒為耐火、保溫復合襯體結構厚度為近400mm)容易的多，且時間短。必須根據每臺爐的特點和耐火材料的不同要求來編制烘爐方案。一般烘爐分三個階段，第一階段為排出游離水，緩慢升溫至110~150攝氏度，恒溫保溫一定時間(可根據耐火材料特性和爐墻結構確定最佳時間)完成第一階段烘爐;接著繼續升溫，并在350℃左右時恒溫保溫一段時間，完成結晶水析出過程。第三階段為高溫烘爐，一般在煮爐之前，烘爐質550~650℃恒溫保溫至規定時間，然后升溫投煤開始煮爐。
對于系列高強澆注料一般要求第二階段溫度在220~250℃左右恒溫保溫。
本工程鍋爐冷風室，旋風分離器頂部耐磨耐火澆注料先后投用時間很短就發生裂紋，脫落甚至酥皮。經檢查1#爐烘爐記錄冷風室烘爐最高溫度只有90℃左右，毫無疑問游離水、結晶水在此溫度下難以排出來。其他原因總結為：質量檢驗，溫度測點，監視措施以及烘爐要點幾堆“火”的問題。因為循環流化床爐的特點是烘爐“死角”多，必須全部烘到位。要求：用木柴烘爐至少要點“4堆火”，爐膛燃燒室，冷風室，返料器，旋風分離器錐形筒底部。由于施工單位未能認真考慮“死角”問題，且旋風分離器內部也沒裝設溫度及檢測，致使點火烘了一段時間，即下令停止一、二階段烘爐了。烘爐適量不合格只有待鍋爐投用后真正檢驗出來了。
循環流化床鍋爐使用耐磨耐火材料的重要區域：如果沿著煙氣流向看，旋風分離器出口以前的各部位，包括爐膛燃燒室、爐膛出口煙道、旋風分離器及料腿、返料器和回送管路等主要區域;預燃器和水冷室則主要要求抗熱沖擊性能好的耐火材料等，抗磨損性能不是主要的。
各種鍋爐用普通耐火混凝土，雖然流化床鍋爐早期也采用過，但實踐證明不能滿足循環流化床鍋爐重要區域的要求，因為：耐火水泥膠結料、水玻璃膠結料混凝土強度隨著使用溫度的升高而大幅下降。
磷酸鹽澆注料一般不要求常溫強度，只有達到該材料燒結溫度并燒結后物理性能才能穩定，耐磨性才能得到發揮。而循環流化床鍋爐燃燒溫度遠遠對于煤粉爐，在850~950℃之間，屬于低溫燃燒型，不能達到普通耐火材料的燒結溫度。
循環流化床鍋爐的燃燒是高速度，高濃度，高通量，大顆粒固體物料流態化循環過程。
循環流化床鍋爐的固有特性決定了其對設備的磨損是不可避免的，為了保證鍋爐長期安全穩定運行，延長設備使用壽命，各國對循環流化床耐磨耐火材料的研究取得了突破性進展。
鄭州駒達新材料科技有限公司研究的循環流化床鍋爐用耐磨耐火澆注料，為推動循環流化床鍋爐的發展作出了一定的貢獻。
耐磨耐火澆注料的理化指標
體積密度：耐磨耐火澆注料可分為粘土質與高鋁質，粘土質密度較高鋁質小，而高鋁質密度隨著Al2O3的含量增大而增大，同時其強度，耐磨性也隨之增大，但抗熱震穩定性會減弱。當抗壓強度由60MPa增大到80MPa時，其質量平均值由30cm3減少到16cm3，抗壓強度高于120MPa時磨損量確保低于12cm3，高于140MPa，磨損量可低于4cm3。
現在許多耐磨耐火澆注料都增加可燒盡的不銹鋼纖維絲，以提高耐磨性。
對于爐膛、旋風筒等等部位在高溫下遭受氣固流的強烈沖刷，故要求較高的強度和耐磨性。但對于冷風室、點火器等耐磨性、強度將不是重要的，抗熱震穩定性變的很重要。因為該部位經常收到熱沖擊，每次鍋爐啟動時點火油槍一點，該部位的溫度立即就升高到500~700℃。抗熱震穩定性，是將1000℃高溫耐火澆注料水冷而不損壞的最大次數。耐火材料燒后的線性變化率越小，就越不會產生溫度裂紋。
循環流化床鍋爐用澆注料的特點
流化床鍋爐用耐磨耐火澆注料與以前普通澆注料不同的特點是：施工方便，早期強度和中高溫度強度高，它在常溫下施工后自然養護24小時候脫模，再自行養護24小時，強度就能達到40MPa以上。110℃烘干后強度可達到牌號標準值后，隨著溫度的升高強度也在提高，耐磨性能、抗熱震穩定性良好，而傳統的澆注料110℃烘干后隨能達到較高溫度，但隨著溫度升，強度下降，熱態強度低，耐磨性差，抗熱穩定性差，故不能適應循環流化床的要求。
鍋爐耐火襯里砌筑工程與普通安裝工程，建轉工程不同，有其獨特的特點和專業技術要求等，這決定了對筑爐施工單位和耐火材料生產商的選擇十分重要。循環流化床鍋爐耐火內襯結構的使用壽命與電廠運行操作及燃料特性有著重大關系，必須正確地分析損壞原因，采取積極的防范措施。
