淺談循環(huán)流化床鍋爐的受熱面防磨措施

循環(huán)流化燃燒最為主要的特點(diǎn)是攜帶大量物料的煙氣在經(jīng)過(guò)分離器時(shí)，進(jìn)行氣固分離，分離出來(lái)的氣體進(jìn)入尾部，依次流經(jīng)各受熱面進(jìn)行換熱后經(jīng)過(guò)凈化排入大氣，而分離下來(lái)的固體物料則通過(guò)非機械式的回料閥送回爐膛進(jìn)行循環(huán)燃燒。高濃度的物料在循環(huán)燃燒過(guò)程中，造成受熱面及耐火材料的磨損，嚴重制約了該爐型長(cháng)周期經(jīng)濟的運行。通過(guò)長(cháng)時(shí)間運行實(shí)踐，在主動(dòng)防磨和被動(dòng)防磨兩個(gè)方面總結了一些防磨措施，希望對工程實(shí)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(dòng)中不斷發(fā)生損耗、轉移或產(chǎn)生殘余變形的現象。

磨損的主要危害：循環(huán)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(gè)方面。在受熱面的磨損中，不管是汽水側還是煙風(fēng)側的管道磨損，都會(huì )使受熱管道產(chǎn)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(fēng)增加、受熱面磨損更為嚴重。無(wú)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(jīng)濟運行產(chǎn)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(huán)流化床鍋爐中氣固兩相流之間的相對運動(dòng)很大。爐膛內部的固體顆粒團在隨氣流向上運動(dòng)的同時(shí)，由于爐膛內部中心區域流化風(fēng)速高、四壁流化風(fēng)速低，固體顆粒還將向流化風(fēng)速低的爐膛四周滑動(dòng)、聚集，同時(shí)沿爐膛膜式壁向下流動(dòng)，強烈的爐內循環(huán)運動(dòng)從而產(chǎn)生。爐壁的磨損與爐膛內部物料的貼壁回流過(guò)程息息相關(guān)，貼壁回流的物料在回流過(guò)程中，遇到障礙物時(shí)，物料顆粒的流動(dòng)方向將會(huì )發(fā)生改變，障礙物將會(huì )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(jìn)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(shí)，顆粒將會(huì )與管壁形成斜沖刷和正撞擊現象，從而造成磨損。

工程實(shí)踐中爐膛的防磨措施：除了設計時(shí)選取合理的煙氣流速，運行時(shí)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(shù)、增設防磨梁、加縱向肋片、加裝防磨格柵板等主動(dòng)防磨措施。

2.1.讓管技術(shù)

主要應用于爐膛密相區上部與膜式壁結合處。讓管是通過(guò)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(chǎn)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(shí)踐表明，利用讓管結構可以有效防磨。

2.2.防磨梁技術(shù)

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(lái)降低物料在貼壁回流過(guò)程中的速度和濃度。防磨梁技術(shù)安裝簡(jiǎn)單方便，工程實(shí)踐中多有應用。

2.3.加縱向肋片

為了延長(cháng)爐膛里豎直布置受熱面（水冷屏、過(guò)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?？v向肋片可規范貼壁回流物料的流場(chǎng)，減緩受熱面的磨損，延長(cháng)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(shù)是近年來(lái)出現的最新防磨技術(shù)，幾乎從根本上解決了長(cháng)期困擾燃煤熱電行業(yè)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(dòng)式增厚防磨技術(shù)，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(wǎng)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(dòng)循環(huán)，優(yōu)化表面流場(chǎng)消除局部渦流。施工方案根據不同鍋爐磨損特點(diǎn)而設計，對循環(huán)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(cháng)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(shù)使用的防磨格柵板