一 、概述

我國是以煤為主要能源的國家 ，為節約能源 、加強環保 ，政府有關部門對循環流化床煤燃燒技術倍加重視 ，已被列入國家科技攻關計劃 。循環流化床煤燃燒技術是一種高效 、節能 、低汙染的煤燃燒技術 。在循環流化床中 ，煤不但NOx生成量低 ，而且煤粒子(10—0mm)在循環過程中燃盡後 ，渣中殘碳量低 。此外流化床還可使用多種固體燃料 ，采用爐內加入石灰石的方法除硫而減少環境汙染 。從循環流化床鍋爐開發的全過程來看 ，無論是國內還是國外 ，在運行過程中爐襯材料易被磨壞 ，其使用壽命短的問題已成為該種鍋爐發展中的一大難題 。據報道 ，國外爐襯壽命可達一年以上 ，我國對循環流化床鍋爐用耐火材料進行了大量研究 、開發和試驗工作 ，取得了不少的經驗 。我廠經過長期的試驗 、實踐 ，發現高耐磨磚(HMS)是一種很好的爐襯材料 ，隻要在使用過程中 ，能做到合理設計 、精心施工 、合理使用和正常維護的話 ，爐襯壽命達到二年以上的目標是可以實現的 。

二 、高耐磨磚的耐磨性能

煤在循環流化床中燃燒產生高溫 、高速和高濃度粒子流 ，對爐襯易造成磨蝕 。因此爐材材料在耐磨性能上要求較高 。磨蝕現象 ，特別是對耐火材料的磨蝕現象的認識還是相當有限的 。由於影響因素很多(如粒子本身的情況及所處的狀態等等) ；現有的幾種實驗方法的實驗結果尚不能普遍地解釋磨蝕現象 ，有時會出現異常情況 。一般地說來 ，實驗結果在一定範圍內有指導意義 。B．CLAVAUD等曾做了400個樣品的磨蝕試驗 ，按ASTMC704法的磨蝕與冷態抗壓強度之間關係繪於圖1中 。從圖1可以看到 ，當冷態抗壓強度高於80MPa時 ，磨損量較低 ；高於120MPa時 ，磨損量可確保低於12cm3；高140MPa時 ，磨損量可低於4cm3 。圖2為1000℃下熱態磨損和1000℃燒後冷態磨損之間的關係 ，看來二者之間關係比較複雜 ，再次表明冷熱態的磨損是不同的 ，不能簡單地推斷 。但根據石化工業的經驗與做法 ，圖l仍有指導意義 。在循環流化床鍋爐爐襯的選擇上 ，凱時尊龍認為一般磨損部位 ，其材料的冷態抗壓強度在80MPa就夠了 ；對於磨損嚴重的部位(如旋風筒入口處)其抗壓強度最好能達到140MPa左右 ，這時按ASTMC704法試驗的磨損量低於4cm3 。對於澆注料來說 ，強度要選高些為宜 。

三 、高耐磨磚的應用情況和使用要求

著名耐火材料公司DIDIER公司對循環流化床鍋爐用耐火材料研究較多 ，其配套使用情況見圖3 ，美國賓夕法尼亞州的一台55t/h循環流化床鍋爐的爐村采用與RESISTALSK60C相同類型的磚 ，並在設計上又做了些改進之後 ，使用壽命已達到一年以上 。我國有些耐火材料經過試驗使用壽命已有延長 ，但與連續使用三年以上的要求相差較遠 ，必須對耐火耐磨材料進行再次革新 。現凱時尊龍將一些自己研究 、實驗的高耐磨磚材料的性能匯於表1中 ，凱時尊龍經過各種不同晶相的材料進行係統的對比實驗 ，並對3種耐火材料原PA 、高鋁磚和高耐磨磚（HMS）進行統一規範的1100℃水冷20次試驗後 ，發現HMS磚的熱震穩定性優於其它類型的磚 。我廠總工楊長珊(99年初已退休 ，退休前係中國建材研究院耐火材料研究所高級工程師)將此磚推薦給哈爾濱鍋爐廠 ，哈爾濱鍋爐廠於94年送樣給美國的PPc公司檢測 ，發現我廠耐磨磚的耐磨性能超過美國標準 。

根據表1中的HME磚的理化實測數據 ，以及美國PPC公司檢測的結果 ，凱時尊龍認為高耐磨磚配套循環流化床鍋爐是可行的 。山東省都化集團的2台35t/h循環流化床鍋爐上用高耐磨磚代替PA磚 ，並且在爐膛裏同一部位用HMS和PA二種磚同時砌築 ，經過連續運行一年後停爐檢查 ，PA磚已嚴重磨損 ，而HMS磚表麵尚很光滑 ，不需維修尚可繼續運行2年以上 。郯化集團電廠經3年多的運行後才維修HMS高耐磨磚 。今年4月中旬該廠點火的75t/h循環流化床鍋爐仍全部采用我廠的HMS高耐磨磚 。98年我廠在承建福建浦城電廠2號鍋爐(濟鍋產35t/h循環流化床鍋爐)時 ，根據郯化電廠的經驗 ，繼續采用HMS高耐磨磚 ，經一年多的運行後 ，該磚表麵光滑 ，磨損較小 ，仍可繼續使用 ，根據使用情況估計可連續運行二年以上 。

在利用HMS磚獲得成功時 ，我廠還解決了上升管的難題 ，原來設計的上升管上焊滿了銷釘 ，用耐磨澆注料澆注 。由於金屬管吸熱和耐火澆注料的吸熱速度不同 ，熱膨脹係數根據測試也完全不同 。故該種施工方法和設計不能保證長壽命使用．在浦城熱電廠有關工程技術人員的幫助下 ，凱時尊龍決定在麵向氣流方麵用HMS磚代替澆注料 。磚的兩頭做成契形 ，並予留Ø68的孔2～4個 ，便於耐熱不鏽鋼鉤住 ，背麵用耐熱不鏽鋼拽成鋼筋網 ，再用澆注料澆注 。磚與管的中間留10～20的膨脹縫 。膨脹縫內用耐溫1200℃以上的保溫材料或高溫膠泥填充 。經過一年多的運行 ，證明原來所存在的開裂 、剝落 、壽命短的問題全部解決 。該技術先後在郯化集團 、萊西電廠 、浦城熱電廠 、淮北電廠等工程上推廣 ，獲得一致好評 。根據以上用戶的反映．該磚(HMS高耐磨磚)確實能適應各種不同型號的循環流化床鍋爐的不同部位的耐磨要求 ，使用壽命也較理想 。

根據山東省郯化集團電廠和福建省浦城電廠近三年來取得的經驗 。吸取淮北電廠鍋爐車間沈主任改進意見 ，於99年2月在淮北電廠35t/h循環流化床鍋爐上全麵采用我廠生產的高耐磨磚(HMS)以及陶瓷耐磨磚進行維修 。近一年多的連續運行 ，停爐後檢查 ，證明我廠HMS磚和陶瓷耐磨磚在循環流化床鍋爐上的使用是可行的 ，使用壽命是理想的 。(附淮北電廠用戶報告)

循環流化床鍋爐設備龐大 、複雜 ，砌築工作繁雜 ，難度大 ，但是另一方麵卻力求砌築工作高效 、簡化 。所以 ，要盡量減少使用磚型的品種 ，力求達到磚的標準化 ，並力求組合搭配而減少磚型；現我廠的磚已縮編 ，並能組合成5個磚型 ，而且全部可在重型壓力機上成型 ，從而保證了磚的質量 。砌築前 ，必須精心挑選磚的外形 ，確保向焰麵的磚要完好 。灰縫必須選用與HMS磚的性能較為接近的灰縫料粘砌 ，灰縫嚴格控製在2mm以內 。據我廠施工隊反映 ，HMS磚灰縫宜選用JN一90高強度膠泥為好 ，並備大型切磚機隨時切製所需形狀和規格 ，以確保使用壽命 。

四 、結論

我國目前應用於循環流化床鍋爐的耐磨磚品種雖很多 ，但使用效果不一 ，價格差異很大 。在長期的使用過程中 ，得到了很多用戶支持 ，如山東郯化集團的宗華工程師和浦城電廠的方桂平工程師 ，他們給予了很多新的創意和技術革新建議 ，彌補了凱時尊龍技術上的不足 ，為該產品提供了試用方麵的便利 。同時也得到了濟南鍋爐廠有關技術人員的大力支持 ，才取得預期效果 。凱時尊龍認為高耐磨磚(HMS)在循環流化床鍋爐上的應用是成功的 ，特別是在根據使用廠家的反饋信息 ，井在技術人員的幫助下 ，該磚使用壽命已提高到二年以上 。根據表2的分析和對比，

HMs磚的價格屬於中等 ，廣大用戶是可以承受的 ，長期運行的成本費用是經濟的 。從使用壽命和價格方麵對比分析 ，HMS磚應該推廣 ，並值得推廣 。

表2 ：國內循環流化床鍋爐上使用的部分耐磨磚

附注 ：

1 、本文章部分章節摘自作者和楊長珊合並發表於1997年第3期(總第064期)《餘熱鍋爐》雜誌中第六篇《循環流化床鍋爐用耐磨材料》中的內容．

2 、表2中物理性能數據由我廠實驗室檢測儀器對單批產品的實測數據 ，可能有誤差．

表1 材料性能

我廠訂購濟南鍋爐廠YG35—3.82—M6循環床鍋爐 ，於1996年12月施工結束投入使用 。第一次材料全部采購浙江長興廠家的耐火耐磨材料 ，實際使用不到一個月 ，查看即發現爐膛轉彎煙道及旋風筒入口處嚴重磨損 ，不得已停爐大修．第二次采購山東淄博廠家的材料 ，也因為磨損嚴重而多次停產維修．這不僅影響了正常生產 ，還浪費了大量人力 、物力 、財力．

99年2月爐膛轉彎煙道 ，旋風筒采用清華宜興耐火材料實驗廠的高耐磨碳高磚 、陶瓷耐磨磚 ，現已使用8個多月 ，除轉彎煙道有少量磨損外 ，旋風筒用的陶瓷耐磨磚現仍完好如初 ，至今仍在使用 ，清華宜興耐火材料實驗廠的高耐磨磚 、陶瓷耐磨磚確實能耐衝刷 、耐磨損 ，使用效果很好 ，是理想的耐火耐磨材料．並且利用高耐磨磚很好有解決了上升管無法解決的難題 。望在今後的生產過程中 ，仍能選用優質材料 ，合理配方 ，嚴格工藝 ，保證質量．我廠將長期選用該耐磨材料，保持凱時尊龍兩廠之間長期協作．

 淮北市熱電廠

2000年3月7日

文章作者 ：清華煤燃燒工程研究中心宜興耐火材料實驗廠- 史嶽明 孔 群