淺談循環流化床鍋爐的受熱面防磨措施

循環流化燃燒最為主要的特點是攜帶大量物料的煙氣在經過分離器時，進行氣固分離，分離出來的氣體進入尾部，依次流經各受熱面進行換熱后經過凈化排入大氣，而分離下來的固體物料則通過非機械式的回料閥送回爐膛進行循環燃燒。高濃度的物料在循環燃燒過程中，造成受熱面及耐火材料的磨損，嚴重制約了該爐型長周期經濟的運行。通過長時間運行實踐，在主動防磨和被動防磨兩個方面總結了一些防磨措施，希望對工程實踐有所幫助。

1.磨損的概念及危害

磨損：物體工作表面的材料在相對運動中不斷發生損耗、轉移或產生殘余變形的現象。

磨損的主要危害：循環流化床鍋爐的磨損主要是受熱面磨損和耐火材料磨損兩個方面。在受熱面的磨損中，不管是汽水側還是煙風側的管道磨損，都會使受熱管道產生熱應力變化、受熱不均勻的現象，從而造成受熱面爆管、泄露，甚至導致鍋爐停爐；耐火材料磨損將導致耐火層脫落、漏風增加、受熱面磨損更為嚴重。無論受熱面磨損還是耐火材料磨損都將對鍋爐的正常、安全、經濟運行產生不同程度的影響。

2.受熱面磨損及防磨措施

爐膛方面，循環流化床鍋爐中氣固兩相流之間的相對運動很大。爐膛內部的固體顆粒團在隨氣流向上運動的同時，由于爐膛內部中心區域流化風速高、四壁流化風速低，固體顆粒還將向流化風速低的爐膛四周滑動、聚集，同時沿爐膛膜式壁向下流動，強烈的爐內循環運動從而產生。爐壁的磨損與爐膛內部物料的貼壁回流過程息息相關，貼壁回流的物料在回流過程中，遇到障礙物時，物料顆粒的流動方向將會發生改變，障礙物將會把物料分流到障礙物的兩側，障礙物兩側管材將受到斜沖刷，進而造成磨損；貼壁回流的物料遇到障礙物后受力、反彈，當顆粒被反彈到膜式壁上時，顆粒將會與管壁形成斜沖刷和正撞擊現象，從而造成磨損。

工程實踐中爐膛的防磨措施：除了設計時選取合理的煙氣流速，運行時嚴格控制入爐煤粒度、燃燒室流化速度等外，還應該在結構上采取讓管技術、增設防磨梁、加縱向肋片、加裝防磨格柵板等主動防磨措施。

2.1.讓管技術

主要應用于爐膛密相區上部與膜式壁結合處。讓管是通過改變膜式壁的幾何形狀，使垂直段耐磨耐火材料與上部膜式壁管保持平直，使貼壁回流的物料所產生的旋渦形成于耐火材料區域，從而避免膜式壁的磨損。大量的工程實踐表明，利用讓管結構可以有效防磨。

2.2.防磨梁技術

在膜式壁的高度方向每隔一定的距離用耐火耐磨材料做成一些凸臺，凸臺的布置形式為水平或傾斜布置，用來降低物料在貼壁回流過程中的速度和濃度。防磨梁技術安裝簡單方便，工程實踐中多有應用。

2.3.加縱向肋片

為了延長爐膛里豎直布置受熱面（水冷屏、過熱屏）的使用壽命，一般在豎直布置的受熱面管子上設置縱向肋片。縱向肋片可規范貼壁回流物料的流場，減緩受熱面的磨損，延長受熱面壽命。

圖為防磨格柵板安裝效果

2.4加裝防磨格柵板

格柵防磨技術是近年來出現的最新防磨技術，幾乎從根本上解決了長期困擾燃煤熱電行業的CFB鍋爐水冷壁易磨損泄漏這一世界性難題。區別于以往的被動式增厚防磨技術，它是在水冷壁表面沿水平方向和垂直方向，裝設合金格柵板形成網格式格柵，降低水冷壁表面的物料顆粒速度，阻斷貼壁流的形成，并疏導水冷壁表面物料的流動循環，優化表面流場消除局部渦流。施工方案根據不同鍋爐磨損特點而設計，對循環流化床鍋爐爐內磨損能起到標本兼治的作用。保證鍋爐在高負荷下長周期運行，并增加鍋爐的燃料適應性（如加大矸石等摻燒比例）。

圖為防磨格柵技術使用的防磨格柵板