0．前言

    福建省东南电化热电厂两台循环流化床(CFB)锅炉(CG一35/5．30—MXD)在1995年11月开始投产发电供汽，但因锅炉设备和耐火材料等一系列原因，锅炉出现间断性运行、开车率极低及热效率低，能耗高等问题。耐火材料方面的问题主要存在炉膛浇注料和平面流分离器内刚砖脱落，炉膛浇注料脱落的部位有浓相区和卫燃带。

    1997年8月，该厂开始对这两台CFB锅炉进行整改，不仅对锅炉本体进行大面积改造，而且也对耐火材料进行重新选择。该厂通过与全国多家科研所有关专家研讨和实地考查了多家热电厂相似炉型的锅炉之后，决定将原“中倍率平面流分离器CFB锅炉”改为“低倍率旋风分离器CFB锅炉”，同时也对该炉型的耐火材料应用进行了考查调研。整改时，该厂就在浓相区四周利用HMS高耐磨标准砖砌筑，旋风分离器的旋风筒第四侧利用HMS高耐磨异型砖砌筑。1998年7月开始投产，运行近两年来HMS高耐磨砖的应用效果相当不错，其表面没有明显的裂痕和磨损，表现出其良好的耐磨和抗热震性能。

1、HMS高耐磨砖简介

    HMS高耐磨砖系江苏省宜兴市张泽锅炉耐火材料厂研制并生产的，经哈尔滨锅炉厂选样，通过了美国PPC公司检测，耐磨性超过了美国的要求，其它指标也相应符合标准。

1.1  HMS高耐磨砖的化学成份

1．2  HMS高耐磨砖主要理化指标

耐火度℃              ＞1790

体积密度g/cm3         2．65

显气孔率％            20．2

耐压强度MPa          92．0

重烧线收缩1400℃×8h    0．05

线膨胀系数(1000℃)      5×10-6

导热系数W／M·K      5．0

*耐磨率(喷砂试验)       8．6

热震稳定性(次)          10一12

安全使用温度(℃)        1450

*注：在美国C一704标准下做的试验，耐磨率为冲刷掉的重量除以每cm3砖的重量。

1．3  HMS高耐磨砖的用途

在电力行业，主要用于循环流化床锅炉燃烧室、分离器等冲蚀部位；在建材行业，用于2000t/日产水泥回转窖窖口、篦冷机侧墙磨蚀部位；在冶金行业，用于电炉炉顶、轧钢炉、导轨、冷却带、过渡带等部位。

1．4  HMS高耐磨砖的主要优点

从理化指标看出，该耐火材料有以下几个优点：

(1)抗侵蚀性强，

(2)耐高温CFB锅炉床面温度一般控制在1000℃左右，而该材料的安全使用温度为1450℃。

    (3)耐磨性好，根据美国C一704规定检测耐磨砖的耐磨率不大于12cc，而该材料选样检测的耐磨率只有8．6cc。

    (4)不炸裂剥落，该材料的热震稳定性好，重烧线收缩小。

    2．CFB锅炉耐磨要求

    在世界各国越来越重视能源与环境协调发展的今天，CFB锅炉作为洁净燃烧设备，倍受人们青睐，所以近几年其发展非常迅速，从10t／h，25t／h，35t／h，75t／h，一直到设计制造运行都很成功的220t／h。但是磨损问题一直困扰着CFB锅炉朝大型化发展，CFB锅炉的受热面(如埋管、低温过热器、省煤器)磨穿爆管已是屡见不鲜，分离器磨损穿透也时有发生。

    2．1  CFB锅炉的物料流动特点

    CFB锅炉是传统鼓泡床锅炉发展而来的，是介于鼓泡床和快速床之间。在燃烧床内，燃煤和从布风板吹上来的热空气混合燃烧，并与灰渣、石灰石一起流化沸腾，这时的床内流化速度为4—7m／s。同时在燃烧带产生两个区域：一个是浓相区，即风布板到物料沸上区域，其特点是物料浓度高，物料颗粒比较粗；另一个是稀相区，即沸上到炉膛出口区域，在该区域烟气夹带着一定颗粒度的煤灰继续燃烧，接着继续夹带着煤灰的烟气被排出炉膛。在分离器入口，夹带着

一定浓度煤灰的烟气产生很高的速度，然后在分离器内高速旋转，在离心力的作用下把大部分的煤灰分离下来。分离后的烟气再经过省煤器、空气预热器排出。

    2，2  耐磨率的影响因素

    根据同行业取得共识的磨损原理，代表材料磨损程度的磨损率主要有三个方面因素控制：环境参数如冲刷粒子速度、浓度、入射角和环境温度；冲刷粒子性质如硬度、粒度及可破碎性；材料性能如热物理性能和材料强度等。但对于CFB锅炉的耐火砖的耐磨率影响因素只有环境参数中物料的流动速度、物料浓度、烟气温度，冲刷粒子性质中颗粒度。

    由耐磨率和各影响因素的经验公式ε∝u3d2p／2g可以知道：耐磨率ε与物料浓度p成正比关系，与颗粒度d的二次方成正比，与物料的流动速度u三次方成正比，其中物料的流动速度变化对耐磨率影响最为突出。

    3．HMS高耐磨砖在CFB锅炉上的应用及效果

    根据CFB锅炉的耐磨要求分析，CFB锅炉炉墙磨损最为严重的部分是浓相区和分离器。下面就甲福建省东南电化热电厂的两台CG一35／5．30—MXD锅炉为例，主要谈谈HMS高耐磨砖在浓相区和分离器上应用。

3．1        浓相区

    CFB锅炉的布风床物料浓度极高，且物料颗粒度也很大。由于浓相区的这种特性，故锅炉的运行过程中，高浓度高颗粒度的物料在布风床内进行上下扰动沸腾，根据磨损原理，浓相区四周耐火材料磨损是相当严重的。同时锅炉在给煤过程中，因以播煤风输送，如果播煤风控制过高，极易把煤吹到对墙，从而也造成耐火材料的冲刷磨损。

    东南电化热电厂两台CFB锅炉原先设计时，浓相区四周耐火材料是敷设耐磨浇注料，但运行半年以后发现有比较大面积的脱落，特别是后墙的水冷壁管基本上都暴露出来了。自从利用HMS高耐磨标准砖砌筑以后，运行到现在，还没有发现裂痕、脱落和比较明显磨损的现象，表现出该种耐火砖高耐磨和抗热震的优良性能。

    3．2  分离器

    在分离器入口，由于其本身的特性，夹带着高浓度的烟气以很高的速度进入，并在分离器内部高速旋转，根据磨损原理，分离器内部的旋风筒磨损将是严重的，所以对旋风筒的耐火材料耐磨要求很高，HMS高耐磨砖正好可以满足这种耐磨要求。

    东南电化热电厂两台CFB锅炉分离器是下排气的旋风“方型”分离器，入口流速高达22m／s。旋风筒原设计是隔墙布置耐磨复合砖，第二、三侧全部用耐磨浇注料浇注，第四侧用耐磨砖砌筑，并用螺栓固定。施工时，也基本根据设计要求进行施工，只是第四侧的耐磨砖利用HMS高耐磨砖。下面就谈谈耐磨复合砖、耐磨浇注料和HMS高耐磨异型砖三种材料在分离器旋风筒内的不同应用效果。根据实践运行表明，分离器旋风筒全部利用HMS高耐磨砖砌筑比用浇注料浇注效果更佳，更能承受住分离器剧烈磨损的要求。

    3．2．1  耐磨复合砖

    耐磨复合砖是把高耐磨砖和粘土质砖以锯齿型接合在一起，通过1300℃高温烧结的。运行14个月以后，发现隔墙的耐磨复合砖经常脱落，脱落的锯齿型耐磨砖掉到回灰斗内，造成回灰系统堵塞，影响了锅炉的燃烧，最终导致锅炉热效率下降。之所以会造成这种不良后果，是因为在这期间锅炉经常开停车以及负荷变化比较频繁，同时由于耐磨砖和粘土质砖的导热系数与线膨胀系数不一样，所以在炉温变化比较快的情况下，耐磨复合砖就容易脱落的了。但是没有发现耐磨复合砖表面有明显磨损的痕迹，耐磨性能还相当好。

    1999年10月，该厂在整改省煤器和低温过热器的同时，也对分离器的隔墙进行更换，把原耐磨复合砖更换成HMS高耐磨异型砖。运行到现在还没发现有隔墙脱落和受磨损的痕迹，也杜绝了因负荷变化频繁而引起回灰系统运行不正常的后果。

    3．2．2  耐磨浇注料

    东南电化热电厂两台CFB锅炉在重新整改之后，98年7月开始投产，运行15个月以后，发现旋风筒用耐磨浇注料浇注的部位，部分表面涂层有脱落。分析原因是烘炉时分离器内的烟气温度没有达到该浇注料的烧制温度，故烘炉后的该材料的强度并不高。根据该材料的技术资料，必须经过1500℃左右的高温烧结，才能达到最高强度。无论是热风烘炉，蒸汽烘炉还是用燃料烘炉，都无法使分离器内的环境温度达到这么高，而该厂烘炉时分离器内的温度最高只达到300℃，所以烘炉后，耐磨浇注料的强度达不到要求。

    3．2．3  HMS高耐磨砖

    东南电化热电厂两台CFB锅炉从重新整改投产到现在，分离器旋风筒第四侧还从来没有检修或修补过，表面也没有明显的磨损痕迹，表现出该HMS高耐磨砖的高耐磨性能。

    4．结束语

HMS高耐磨砖在理论上，试验中和实践上都表明了其耐磨性好、耐高温、抗剥落性好等优点，特别是其高耐磨的优良性能更促使该材料可以广泛使用在耐磨要求比较高的部位。我们也希望HMS高耐磨砖能在国内CFB锅炉炉墙砌筑上得到推广应用．

文章作者：江苏省宜兴市张泽锅炉耐火材料／- 姚佰洪福建省．--q,南电化股份有限公司 林观振