浅谈循环流化床锅炉的受热面防磨措施

循环流化燃烧最为主要的特点是携带大量物料的烟气在经过分离器时，进行气固分离，分离出来的气体进入尾部，依次流经各受热面进行换热后经过净化排入大气，而分离下来的固体物料则通过非机械式的回料阀送回炉膛进行循环燃烧。高浓度的物料在循环燃烧过程中，造成受热面及耐火材料的磨损，严重制约了该炉型长周期经济的运行。通过长时间运行实践，在主动防磨和被动防磨两个方面总结了一些防磨措施，希望对工程实践有所帮助。

1.磨损的概念及危害

磨损：物体工作表面的材料在相对运动中不断发生损耗、转移或产生残余变形的现象。

磨损的主要危害：循环流化床锅炉的磨损主要是受热面磨损和耐火材料磨损两个方面。在受热面的磨损中，不管是汽水侧还是烟风侧的管道磨损，都会使受热管道产生热应力变化、受热不均匀的现象，从而造成受热面爆管、泄露，甚至导致锅炉停炉；耐火材料磨损将导致耐火层脱落、漏风增加、受热面磨损更为严重。无论受热面磨损还是耐火材料磨损都将对锅炉的正常、安全、经济运行产生不同程度的影响。

2.受热面磨损及防磨措施

炉膛方面，循环流化床锅炉中气固两相流之间的相对运动很大。炉膛内部的固体颗粒团在随气流向上运动的同时，由于炉膛内部中心区域流化风速高、四壁流化风速低，固体颗粒还将向流化风速低的炉膛四周滑动、聚集，同时沿炉膛膜式壁向下流动，强烈的炉内循环运动从而产生。炉壁的磨损与炉膛内部物料的贴壁回流过程息息相关，贴壁回流的物料在回流过程中，遇到障碍物时，物料颗粒的流动方向将会发生改变，障碍物将会把物料分流到障碍物的两侧，障碍物两侧管材将受到斜冲刷，进而造成磨损；贴壁回流的物料遇到障碍物后受力、反弹，当颗粒被反弹到膜式壁上时，颗粒将会与管壁形成斜冲刷和正撞击现象，从而造成磨损。

工程实践中炉膛的防磨措施：除了设计时选取合理的烟气流速，运行时严格控制入炉煤粒度、燃烧室流化速度等外，还应该在结构上采取让管技术、增设防磨梁、加纵向肋片、加装防磨格栅板等主动防磨措施。

2.1.让管技术

主要应用于炉膛密相区上部与膜式壁结合处。让管是通过改变膜式壁的几何形状，使垂直段耐磨耐火材料与上部膜式壁管保持平直，使贴壁回流的物料所产生的旋涡形成于耐火材料区域，从而避免膜式壁的磨损。大量的工程实践表明，利用让管结构可以有效防磨。

2.2.防磨梁技术

在膜式壁的高度方向每隔一定的距离用耐火耐磨材料做成一些凸台，凸台的布置形式为水平或倾斜布置，用来降低物料在贴壁回流过程中的速度和浓度。防磨梁技术安装简单方便，工程实践中多有应用。

2.3.加纵向肋片

为了延长炉膛里竖直布置受热面（水冷屏、过热屏）的使用寿命，一般在竖直布置的受热面管子上设置纵向肋片。纵向肋片可规范贴壁回流物料的流场，减缓受热面的磨损，延长受热面寿命。

图为防磨格栅板安装效果

2.4加装防磨格栅板

格栅防磨技术是近年来出现的最新防磨技术，几乎从根本上解决了长期困扰燃煤热电行业的CFB锅炉水冷壁易磨损泄漏这一世界性难题。区别于以往的被动式增厚防磨技术，它是在水冷壁表面沿水平方向和垂直方向，装设合金格栅板形成网格式格栅，降低水冷壁表面的物料颗粒速度，阻断贴壁流的形成，并疏导水冷壁表面物料的流动循环，优化表面流场消除局部涡流。施工方案根据不同锅炉磨损特点而设计，对循环流化床锅炉炉内磨损能起到标本兼治的作用。保证锅炉在高负荷下长周期运行，并增加锅炉的燃料适应性（如加大矸石等掺烧比例）。

图为防磨格栅技术使用的防磨格栅板