循環(huán)流化床水冷壁磨損與分析

　　循環(huán)流化床鍋爐是目前工業(yè)化程度最高的潔凈煤燃燒技術(shù)。它的流態(tài)化燃燒設(shè)計(jì)及循環(huán)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(shí)現(xiàn)能源的節(jié)能環(huán)保利用并得以大量應(yīng)用。

　　然而循環(huán)流化床鍋爐在實(shí)際應(yīng)用中，由于燃燒特性的原因，爐內(nèi)磨損問題非常突出，尤其是鍋爐燃用劣質(zhì)燃料(煤矸石、垃圾等摻燒比例大、灰分高)時(shí)磨損問題更加嚴(yán)重(如下圖所示)，造成鍋爐頻繁非停，設(shè)備運(yùn)行周期短，極大的影響了其安全性與經(jīng)濟(jì)性。

　　我們總結(jié)了循環(huán)流化床鍋爐的磨損特點(diǎn)及規(guī)律，其磨損主要發(fā)生在以下區(qū)域(如下圖)：

　　1. 爐膛密相區(qū)澆注料與水冷壁管過渡區(qū)域;

　　2. 爐膛四角;

　　3. 煙窗周邊(側(cè)磨);

　　4. 受熱面局部凸起部位;

　　5. 防磨涂層接口區(qū)域;

　　要解決磨損，首先我們需要客觀的認(rèn)識一下循環(huán)流化床磨損：

　　對于循環(huán)流化床鍋爐來講，其磨損主要表現(xiàn)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(shí)，使表面 材料發(fā)生損耗的現(xiàn)象，是硬顆粒或突出點(diǎn)的作用而造成物料轉(zhuǎn)移所致。

　　其表現(xiàn)形式，如下圖所示：

　　對循環(huán)流化床鍋爐的爐灰爐料進(jìn)行研究：

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

　　根據(jù)循環(huán)流化床鍋爐的運(yùn)行原理，并結(jié)合爐內(nèi)磨損主要發(fā)生區(qū)域，我們也做了細(xì)致的研究，得出規(guī)律如下：

　　1. 在同一水平高度：

　　中心濃度較小，向上運(yùn)動;在邊壁附近濃度較大，通常向下流動。

　　2. 爐內(nèi)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(jù)研究得出的運(yùn)行規(guī)律以及數(shù)據(jù)，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(shí)間,h; k—磨損系數(shù);

　　c—物料磨損系數(shù)(與物料組成密切相關(guān)); n—物料撞擊率。

　　結(jié)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(jù)以上諸多研究結(jié)果，我們推論：

　　循環(huán)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(fā)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(jù)此理論，我們研發(fā)出了柵防磨技術(shù)，并經(jīng)過多年實(shí)驗(yàn)實(shí)踐并完善了格柵防磨技術(shù)細(xì)節(jié)，最終有了現(xiàn)在能夠全面商業(yè)化應(yīng)用并廣獲好評的解決方案——導(dǎo)熱性格柵防磨技術(shù)。