摘要：循环流化床锅炉采用介于煤粉炉悬浮燃烧和链条炉固定燃烧之间的流态化燃烧方式，即通常所讲的半悬浮燃烧方式。炉内进行的是一种流态化反应，即高速运动的烟气与其所携带的固体颗粒密切接触，并有大量颗粒返混的过程；炉外，绝大部分高温的固体颗粒被捕集并送回至炉内再次燃烧，如此反复循环。这种燃烧特性导致炉内磨损十分严重，影响锅炉正常使用，甚至会导致生产事故。因此本文对循环流化床锅炉磨损分析及对策进行了分析。
关键词：循环流化床锅炉；磨损；防磨措施
一、循环流化床锅炉的磨损机理
循环流化床锅炉的高效率是由于大量的小循环和多次的大循环构成的，让燃料在里面循环燃烧。在燃烧的时候炉子中的每个部分燃料的浓度不同，由于气流和重力的原因，通常在布风板上的风帽出口处的风速大，燃料被吹起后会下降或者朝着烟风推动力较小的地方漂移，在下降的途中会沿着水冷壁管表面移动，而此时就会对水冷壁管的表面和鳍片造成磨损，比如在炉膛下部卫燃带、炉膛水冷壁管过渡区等贴壁回流对管壁的撞击较大，因此对管壁磨损也比较大。
二、循环流化床锅炉磨损分析
在循环流化床锅炉使用的过程中，其自身的水冷壁管磨损在很大程度上与煤粉炉有着密切的联系，其主要体现在以下两个方面：首先，在大量烟气排放的过程中，其自身包含的固体颗粒能够在一定程度上对水冷壁管进行冲刷，加强壁管内部的磨损；其次，基于锅炉内部存在的内循环作用，导致大量固体颗粒在运行的过程中，沿着炉膛四壁重新回落，以此形成第二次冲刷，尤其在水冷壁管和耐火材料层过渡区的凸出部位。在影响训练流化床锅炉磨损的原因中，主要包括以下几个方面：
（一）烟气流速影响
在锅炉运行的过程中，排除的烟气流速越高，对锅炉的磨损越重；且烟气流速与风量也有着一定的联系，风量越大，则磨损量越大；若二次风量越大，则会对炉内燃烧的状况进行剧烈的扰动，直接增加受热面积的磨损量，而这些都会给锅炉造成损失。
（二）烟气颗粒浓度影响
在锅炉燃料燃烧后，势必会排除大量的烟气，这些烟气在排出的过程中，烟气内颗粒浓度越大，则会直接增加锅炉的受热磨损面，其核心原因在于烟气颗粒的数目越大，在排除的过程中，会直接冲撞锅炉管壁。由此在循环流化床锅炉运行的过程中，基于锅炉自身内部结构的循环性，导致锅炉内部负荷大幅度提高，负荷一旦提高，则会造成床层密度及床层差压增大，颗粒浓度一旦增大，则锅炉的磨损量也会大幅度增加。
（三）燃料性质的影响
燃料在燃烧的过程中，其颗粒硬度、灰分程度，都会对锅炉造成磨损。在其燃烧的过程中，灰分越大，对受热面管壁的切削作用越强烈，则磨损量越大。尤其在掺烧煤矸石或其它高硬度燃料的过程中，会在原有的基础上大大缩短受热面管爆管得运行时间。
（四）锅炉安装及质量检修
在对锅炉造成磨损的过程中，与锅炉的安装及检修质量有一定的联系。在锅炉安装使用的过程中，若没有正确的对其安装，势必会影响锅炉的正常运行，同时也会造成大量颗粒的外漏，在加剧锅炉磨损的同时，还为锅炉今后的投入使用埋下了安全隐患。
（五）锅炉自身动力场的影响
在锅炉自身运行的过程中，基本锅炉内部结构的局限性，炉膛内烟气在排除的过程中，处于不均匀的状况，且四角处的烟气流速普遍比中间的大很多，因而造成的磨损程度也要比其他部位严重。
三、防磨的技术措施
1、耐火材料的使用
为了有效地防治受热面的磨损，因此，应该在循环流化床锅炉的受热面内敷设耐火材料。耐火材料应具有抗热震、耐磨损、抗侵蚀、耐高温等性能。
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2、尾部对流受热面的防磨
为了避免循环流化床锅炉局部出现严重磨损，可以采取烟道转弯处加装导向板等措施来降低飞灰浓度场和速度场不均匀性。另外，降低烟气中的飞灰浓度，在炉内装飞灰除尘器来减轻对流受热面的磨损，提高气固分离装置的分离效率。
3、旋风分离器及回料阀的防磨
循环流化床锅炉的回料阀和旋风筒区域都处于容易磨损的地方，应该在这些区域设置大量的耐火材料，可以在现场用浇注料浇注，也可以用烧好的耐磨耐火砖来进行砌筑。为了使衬里具有足够的耐磨性能和强度性能，应该采用振动浇注。特别强调的是高温耐磨层，在施工过程中要求耐磨层表面平整，光滑过渡。分离器中心筒采用高温高强度耐磨的奥氏体不锈钢材料。
4、旋风分离器入口和炉膛顶部的防磨
在带煤粒子的高温烟气高速冲刷下，旋风分离器入口和炉膛顶部会长期受到冲刷，且温度循环变化很频繁，温度也在800℃～900℃左右。所以，针对这些问题，可以将距旋风分离器的水平烟道与炉顶拉开足够的距离，同时采用耐火材料多层衬里来解决，值得注意的是，应该用不锈钢丝的抗磨材料覆盖来作为保温层材料。
5、水冷壁管的防磨损措施
1）水冷壁管的防磨措施。可以在浇注料上方一米处采用金属喷涂。首先对水冷壁管包括基面进行表面磨光的处理，使用稀有金属（Al、Cr、Mo、Ni等）按着一定配比碾磨成粉末，使用高温气枪喷将粉末喷涂到已做好抛光处理的水冷壁管表面上。采用这种技术在操作上简单方便，但是保持时间短，通常只有一年左右的时间。还有一种较为持久的方式，就是、是将该处的水冷壁管替换成耐磨的铁铝瓷包敷管，该项技术是将锅炉管和防磨瓦有机的结合，外侧十分耐磨，内侧承压效果好，同时有效的解决了应力集中，台阶过于突出，同时局部阻力大和焊接难度大等疑难问题，正常使用下，寿命可以达到3年以上。
2）可以对该处的浇注料结构进行改造，把原来凸出水冷壁管的浇注料去掉，同时把鳍片下段延长到弯头下，这样打浇注料时，这样水冷壁管的立面就可以与水冷膜式壁平齐。采用这种设计后，就可以使顺膜式滑下的灰尘颗粒失去了反弹的跳板，摩损自然就消除了。
6、风帽磨损解决方法
对于风帽的防磨措施，可以使用新型钟罩风帽来解决，新型钟罩风帽是近年来电厂流化床锅炉普遍采用的一种新型节能型风帽。这种风帽优点较多，因此得到了广泛的推广和应用。新型钟罩风帽采用优质耐用合金铸造，平均每平方米有孔35个，采用这种风帽能够有效地延缓磨损，并且使用寿命大于3年。对锅炉的改造过程如下，先将原有的风帽全部去掉，露出布风板，再将原来布风板上的开口间隔封堵住，原则上按照每2个开口封堵上1个，呈等腰三角形布置，然后按照新开口的位置，安装、焊接风帽底座，在焊接好的底座上加装大钟罩风帽，最后在底座间打上浇注料。这样就改造完成了。采用这个办法可以有效的缓解风帽磨损的问题。
7、过热器管磨损解决方法
可以在循环流化床锅炉的过热器上加装一道防磨瓦进行防护。但为了保险，在过热器下部也增设了防磨护瓦。同时，每次停炉都也要认真的检查管排，保证管子按照一定的顺序排列。这样可以有效的防止烟气走廊的形成，采用几根水平的不锈钢铁板插在管排的中间并固定，并在磨损严重的前3排管子上加焊护瓦，采用这样的被动防磨办法，就可以有效地减少磨损程度。
结论：
循环流化床锅炉的磨损是客观存在，也是持续存在，无论采取任何措施只能是减低磨损，确不会完全消除磨损。有时消除一处可能因为流场又出现另一处，而且每台锅炉都有特定磨损规律，不能照搬照抄，要灵活运用。
参考文献：
[1]孙献斌，黄中.大型循环流化床锅炉技术与工程应用[M].北京：中国电力出版社，2009.
[2]杨建球，曾庭华，李焕辉，陈伟球，卢炼区，李劲.大型循环流化床锅炉运行优化及改进[M].北京：中国电力出版社，2010.
[3]王僧太．谈循环流化床锅炉的防磨措施[J]．科技资讯，2011，（5）．
论文作者:闫龙
论文发表刊物:《电力设备》2019年第1期
论文发表时间:2019/6/21
标签：锅炉论文; 磨损论文; 流化床论文; 风帽论文; 烟气论文; 水冷论文; 过程中论文; 《电力设备》2019年第1期论文;