CC BY
63Мойзис Е. С.
д.т.н., генеральный директор ЗАО НПКФ «МаВР» mavr@progtech.ru
СОВРЕМЕННЫЕ ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫЕ ОГНЕУПОРНЫЕ И ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ ПРОИЗВОДСТВА ЗАО НПКФ «МАВР» И ОПЫТ ИХ ВНЕДРЕНИЯ НА ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЯХ РОССИИ
Ключевые слова: огнеупор, керамический материал, теплоизоляционный материал, новые технологии, опыт внедрения.
Keywords: fireproof material, ceramic material, the insulating material, new technologies, implementation experience.
В целом ряде отраслей промышленности и прежде всего в теплоэнергетике уже давно назрела необходимость замены используемых в настоящее время стандартных композиций футеровок, мертелей, огнеупоров, тепло- и огнезащитных материалов на аналоги адекватного назначения, но с гораздо более высокими эксплуатационными характеристиками.
Ярким примером такой необходимости служит крайне тяжелое положение в тех отраслях промышленности, где футеровочные материалы высокотемпературных установок имеют недопустимо малый ресурс работы. На большинстве теплостанций России футеровка котлов едва выдерживает один отопительный сезон, после чего требуется частичная, либо полная замена футеровки, либо ее капитальный ремонт. Такая картина повторяется почти ежегодно.
ЗАО НПКФ «МаВР» является разработчиком и производителем новых видов высокотемпературных жаростойких, жаропрочных огнеупорных материалов созданных на основе российских технологий самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС) и холодного вспучивания. Наши материалы и технологии могут быть применимы на любых тепловых агрегатах в различных отраслях промышленности и теплоэнергетики, где есть огнеупорные футеровки.
Наши неформованные материалы, применяемые в комплексе, позволяют не только существенно увеличить срок службы тепловых агрегатов, но и существенно улучшить их теплоизоляционные параметры. Проблемой всех футеровок является межкладочный шов, который (выполненный на стандартных мертелях и растворах) через непродолжительное время начинает выкрашиваться и осыпаться, что обычно приводит к выпадению огнеупоров и последующему разрушению футеровки. В отличие от обычных мертелей наши кладочные СВС-растворы сваривают огнеупоры в монолит, причем прочность шва превосходит прочность огнеупорного кирпича. Например, по результатам испытаний на ОАО «Тулачермет» нашему кладочному раствору марки КР-1 был присвоен 6 балл прочности (введенный дополнительно, т.к. стандартно по 5-ти балльной шкале не предусматривается вариант разрушения по телу кирпича). Эта технология позволяет существенно уменьшить количество ремонтов (или заменить капитальные ремонты текущими), что позволит экономить до 30^40% закупаемых огнеупоров.
Разработанные нами защитные СВС-покрытия позволяют защитить футеровку от проникновения агрессивных газов, паров кислот и щелочей, они также не смачиваются расплавами металлов и солей. Применение в комплексе наших кладочных СВС-растворов и СВС-покрытий позволяет существенно увеличить срок службы футеровок тепловых агрегатов. Наши защитные покрытия очень просты в применении и могут быть многократно возобновляемы. Процесс прохождения волны СВС по покрытию, нанесенному на шамотный огнеупор, показан на рис. 1.
X
Г
Рисунок 1.
Процесс прохождения волны СВС по покрытию
Применение разработанных нами вспучивающихся легковесных теплоизоляционных бетонов марок ВБФ-650 и ВБФ-850, по своим характеристикам не имеющим аналогов в мире, позволяет не только существенно улучшить тепловые характеристики печей, обеспечить экономию топливно-энергетических ресурсов до 10%, но и сократить время выхода теплоагрегатов на рабочий режим. Данные марки бетонов позволяют устранять негерметичности, возникающие в теплоизоляционном слое, прямо в процессе эксплуатации теплового агрегата. Наши конструкционные бетоны не требуют применения ни прессового, ни вибро оборудования и позволяют изготавливать горелочные камни, балки, дефлектора и футеровки индукторов прямо на предприятии. Горелочные камни, выполненные из бетона ВБФ-1700, показаны на рис. 2.
Рисунок 2.
Горелочные камни, выполненные из бетона ВБФ-1700
Процесс «холодного» вспучивания показан на рис. 3. Таким образом, получаются жаростойкие легковесные бетоны марки ВБФ.
Рисунок 3. Процесс «холодного» вспучивания
В результате процесса «холодного» вспучивания формируется достаточно прочная сетчато-ячеистая структура (рис.4) легкого жесткоформованного материала - сырца изделия.
б в г
Рисунок 4.
Структуры материалов, получаемых методом холодного вспучивания: а - микровысокотемпературный легкий жесткоформованный ячеистый материал после высокотемпературного обжига (1600 °С) х 1 (кратность увеличения); б, в, г - микроструктуры высокотемпературного легкого жесткоформованного ячеистого материала, полученного методом «холодного» вспучивания, после высокотемпературного обжига (1600 °С) х 140; 280; 800 (кратность увеличения)
Особенно большой экономический эффект по применению наших материалов и технологий можно получить в области теплоэнергетики. Наши материалы хорошо зарекомендовали себя в различных регионах нашей страны при ремонте разнообразных марок отечественных и импортных котлов (ЖКХ и тепловые сети, ТЭЦ). Применение наших материалов позволяет в несколько раз увеличить безремонтный срок службы котлов, сократить расход энергоносителей до 10% и повысить КПД котла не менее чем на 2^3%. Например, котел, отремонтированный с применением наших материалов на ОАО «Брянский машиностроительный завод» (Трансмашхолдинг), более 8 лет проработал без единого ремонта и продолжает эксплуатироваться в настоящее время. На 6 котлах ДЕ-25/14 «Няганьской генерирующей компании» отработавших без единого ремонта 4 отопительных сезона наши материалы позволили уменьшить расход газа от 5 до 8% и увеличить КПД котлоагрегата на 3^5%.
Создавая инновационные огнеупорные и теплоизоляционные материалы и технологии, мы испытываем немало проблем с их внедрением на предприятиях России. Имея опыт по внедрению инновационных материалов и технологий на более чем ста предприятиях различных областей промышленности, попробуем озвучить основные, на наш взгляд препоны и помехи, мешающие их внедрению:
1) На большинстве предприятий сильно упал уровень технических специалистов. Данные «технари» приходят на работу только чтобы отбыть время. У них нет желания тратить свою энергию на внедрение чего-то нового. Наши предложения по внедрению инноваций, сделанные руководителям предприятий, отвечающим за модернизацию, либо спускаются вниз по цепочке работников и оказываются в мусорной корзине, либо заканчиваются глупыми отписками. Никто из руководства предприятий не хочет рисковать своим местом, пытаясь внедрить что-то новое.
Особенно этим грешат предприятия, имеющие государственное финансирование. На наш взгляд это связано с тем, что на большинстве предприятий отсутствует нормальный контроль и всех устраивает сложившаяся ситуация.
2) На многих предприятиях внедрение инновационных материалов и технологий готовы провести только при условии, что все накладные расходы по данной тематике берет на себя разработчик, а на ряде предприятий в случае отрицательного результата предусмотрены даже дополнительные штрафные санкции.
3) На сегодняшний день на многих предприятиях введена тендерная система выбора поставщика футеровочных материалов. Практически всегда инновационные огнеупорные материалы дороже стандартно применяемых по обычным технологиям. Свою эффективность и экономическую целесообразность применения инновационные огнеупорные материалы доказывают, существенно увеличивая срок службы футеровок, улучшая их теплотехнические характеристики и уменьшая расход энергоносителей. Экономическая целесообразность их применения видна «невооруженным глазом», но поскольку основным критерием выбора является цена, то обычно выбор коммерсантов останавлива-
а
ется на минимальной стоимости. Они редко производят расчет экономической целесообразности применения более дорогих материалов и практически не вникают в их технические характеристики. На таких предприятиях процент внедрения инновационных материалов и технологий очень низок и практически ограничивается проведением испытаний и опытных работ.
4) На многих предприятиях ремонтом футеровок тепловых агрегатов занимаются подрядные организации, имеющие прямое отношение к руководителям этих предприятий. Такие организации имеют постоянный объем работы и, обычно, они не заинтересованы в применении материалов и технологий, которые позволяют увеличить стойкость футеровок в 2 и более раз.
На ряде предприятий данные проблемы отсутствуют. Во многом это связано с тем, что хозяева данных предприятий участвуют в их управлении, вникают в вопросы работы, модернизации и внедрения новых технологий, т.е. заинтересованы в экономической эффективности их работы. Но это скорее исключение из общего правила.
