循環流化床水冷壁磨損與分析

　　循環流化床鍋爐是目前工業化程度最高的潔凈煤燃燒技術。它的流態化燃燒設計及循環回爐等特性，使它能完成對難燃固體燃料(如煤矸石、油頁巖、城市垃圾、淤泥和其他廢棄物等)的充分燃燒，從而實現能源的節能環保利用并得以大量應用。

　　然而循環流化床鍋爐在實際應用中，由于燃燒特性的原因，爐內磨損問題非常突出，尤其是鍋爐燃用劣質燃料(煤矸石、垃圾等摻燒比例大、灰分高)時磨損問題更加嚴重(如下圖所示)，造成鍋爐頻繁非停，設備運行周期短，極大的影響了其安全性與經濟性。

　　我們總結了循環流化床鍋爐的磨損特點及規律，其磨損主要發生在以下區域(如下圖)：

　　1. 爐膛密相區澆注料與水冷壁管過渡區域;

　　2. 爐膛四角;

　　3. 煙窗周邊(側磨);

　　4. 受熱面局部凸起部位;

　　5. 防磨涂層接口區域;

　　要解決磨損，首先我們需要客觀的認識一下循環流化床磨損：

　　對于循環流化床鍋爐來講，其磨損主要表現為磨料磨損 ，磨料磨損是指各種物料的顆粒或凸出物在與零件表面的相互接觸時，使表面 材料發生損耗的現象，是硬顆粒或突出點的作用而造成物料轉移所致。

　　其表現形式，如下圖所示：

　　對循環流化床鍋爐的爐灰爐料進行研究：

　　通過對不同廠家、地域、煤種的循環流化床鍋爐爐灰進行了樣研究檢測，其檢測結果也都應證了磨料磨損的理論。

　　根據循環流化床鍋爐的運行原理，并結合爐內磨損主要發生區域，我們也做了細致的研究，得出規律如下：

　　1. 在同一水平高度：

　　中心濃度較小，向上運動;在邊壁附近濃度較大，通常向下流動。

　　2. 爐內軸向:

　　在邊壁附近的顆粒濃度:上小下大;在邊壁附近的顆粒速度:上低下高。

　　根據研究得出的運行規律以及數據，我們得到的水冷壁磨損分析——磨損量公式，如下：

　　其中，T—磨損量，g/㎡;

　　μ—物料濃度,g/m3; w—物料流速,m/s;

　　t—時間,h; k—磨損系數;

　　c—物料磨損系數(與物料組成密切相關); n—物料撞擊率。

　　結論：物料流速是影響磨損的主要變量因素，其次則是物料濃度!

　　根據以上諸多研究結果，我們推論：

　　循環流化床鍋爐水冷壁磨損主要是由水冷壁表面的物料的高流速和高濃度引發的，因此只要能有效控制住水冷壁表面物料的高流速，改善水冷壁表面物料的分布濃度就能有效的遏制水冷壁表面的磨損問題。

　　根據此理論，我們研發出了柵防磨技術，并經過多年實驗實踐并完善了格柵防磨技術細節，最終有了現在能夠全面商業化應用并廣獲好評的解決方案——導熱性格柵防磨技術。