隨著環(huán)保要求的日益嚴(yán)格，電廠、電站對(duì)環(huán)保的意識(shí)日益增加，新型、高效、低污染的清潔燃燒技術(shù)——循環(huán)流化床燃燒技術(shù)得到廣泛應(yīng)用。

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(jī)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，造成鍋爐受熱面的磨損，嚴(yán)重制約了該爐型長(zhǎng)周期經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行。

通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行實(shí)踐，我們?cè)谥鲃?dòng)防磨和被動(dòng)防磨兩個(gè)方面總結(jié)了一些防磨措施，希望對(duì)工程實(shí)踐有所幫助。

不管是汽水側(cè)還是煙風(fēng)側(cè)的管道磨損，都會(huì)使受熱管道產(chǎn)生熱應(yīng)力變化、受熱不均勻的現(xiàn)象，從而造成受熱面爆管、泄露，甚至導(dǎo)致鍋爐停爐，對(duì)鍋爐的正常、安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行產(chǎn)生不同程度的影響。

循環(huán)流化床鍋爐中氣固兩相流之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)很大。爐膛內(nèi)部的固體顆粒團(tuán)在隨氣流向上運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，由于爐膛內(nèi)部中心區(qū)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)沿爐膛水冷壁向下流動(dòng)，強(qiáng)烈的爐內(nèi)循環(huán)運(yùn)動(dòng)從而產(chǎn)生。

爐壁的磨損與爐膛內(nèi)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?qū)?huì)發(fā)生改變，障礙物將會(huì)把物料分流到障礙物的兩側(cè)，障礙物兩側(cè)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(dāng)顆粒被反彈到水冷壁上時(shí)，顆粒將會(huì)與管壁形成斜沖刷和正撞擊現(xiàn)象，從而造成磨損。

想要解決磨損問題除了在設(shè)計(jì)時(shí)選取合理的煙氣流速，運(yùn)行時(shí)嚴(yán)格控制入爐煤粒度、燃燒室流化速度等外，還應(yīng)該在結(jié)構(gòu)上采取讓管技術(shù)、格柵防磨經(jīng)緯結(jié)構(gòu)技術(shù)等主動(dòng)防磨措施，以及被動(dòng)的金屬噴涂、敷設(shè)耐火材料等防磨措施。

1、讓管技術(shù)

主要應(yīng)用于爐膛密相區(qū)上部與水冷壁結(jié)合處。讓管是通過(guò)改變水冷壁的幾何形狀，使垂直段耐磨耐火材料與上部水冷壁管保持平直，使貼壁回流的物料所產(chǎn)生的旋渦形成于耐火材料區(qū)域，從而避免水冷壁的磨損。

2、格柵防磨經(jīng)緯結(jié)構(gòu)技術(shù)

格柵防磨經(jīng)緯結(jié)構(gòu)技術(shù)是在水冷壁表面沿水平和垂直方向加裝耐磨合金板，在受熱面形成階梯式網(wǎng)格化的防護(hù)壁壘，阻斷高速貼壁流的形成。是目前已有的防磨技術(shù)中效果較為顯著、性價(jià)最高的一種主動(dòng)式防磨技術(shù)，主要體現(xiàn)在以下四點(diǎn)：

① 格柵防磨經(jīng)緯結(jié)構(gòu)技術(shù)根據(jù)爐內(nèi)不同區(qū)域磨損特點(diǎn)進(jìn)行特殊的防護(hù)處理，防護(hù)區(qū)域內(nèi)防磨效果突出，能夠徹底解決CFB鍋爐水冷壁磨損問題。

② 格柵防磨板采用稀土合金鑄成，導(dǎo)熱性能好。節(jié)能降耗的同時(shí)，極大提高了CFB鍋爐設(shè)備的安全性和經(jīng)濟(jì)性。

③ 格柵防磨施工周期短，可不同區(qū)域交叉作業(yè)，一般為常規(guī)防磨措施施工周期的二分之一。

④ 格柵防磨經(jīng)緯結(jié)構(gòu)技術(shù)使用周期長(zhǎng)，防磨板使用壽命5年以上，后期維護(hù)費(fèi)用低，可保證鍋爐長(zhǎng)期有效防護(hù)。

3、金屬噴涂

金屬噴涂是在水冷壁管及鰭片的表面噴涂一種高強(qiáng)度耐磨的金屬陶瓷涂層，是一種被動(dòng)的防磨技術(shù)措施。一般在密相區(qū)上部水冷壁1～2 m、給煤口正面的水冷壁、爐膛的四角、爐膛頂部等易磨損的部位進(jìn)行金屬噴涂。

金屬噴涂后，可減緩水冷壁自身的磨損，但隨著運(yùn)行時(shí)間的加長(zhǎng)，噴涂層本體磨損后會(huì)出現(xiàn)噴涂層起皺脫落、造成水冷壁凹凸不平，加劇磨損等現(xiàn)象。同時(shí)，在更換噴涂后的水冷壁管時(shí)，管端坡口處的噴涂層必須處理干凈，因?yàn)榻饘賴娡繉又械腃r、Ni在高溫時(shí)熔化。當(dāng)水冷壁管進(jìn)行焊接作業(yè)時(shí)，在高溫的焊接環(huán)境下，金屬噴涂層中的Cr、Ni將會(huì)熔化進(jìn)入焊液，形成脆性裂紋，導(dǎo)致焊接質(zhì)量變差。

4、敷設(shè)耐火材料

在水冷壁上敷設(shè)一定厚度的耐磨耐火澆注料，以減緩水冷壁壁的磨損，是一種被動(dòng)的防磨技術(shù)措施。耐火材料的固定方式是靠焊接在水冷壁管上銷釘加以固定。多用在鍋爐密相區(qū)及爐膛出口周圍，該方法施工簡(jiǎn)單，防磨效果好，但澆注料的導(dǎo)熱系數(shù)小，會(huì)使?fàn)t膛的換熱特性下降，工程中耐火材料的敷設(shè)厚度一般在50～70 mm。

鍋爐在設(shè)計(jì)、制造、安裝、筑爐、烘爐完成后，鍋爐受熱面及澆注料的磨損與運(yùn)行過(guò)程息息相關(guān)。理論及實(shí)踐表明，磨損與時(shí)間、飛灰粒徑、流速、飛灰濃度存在一定的關(guān)系，即：T=Cη2μω3τ.（1）式（1）中：T為磨損量，g/m2；τ為時(shí)間，h；η為飛灰撞擊率，與飛灰濃度、飛灰顆粒直徑、煙氣流的粘性、煙氣流速以及管子的直徑有關(guān)，飛灰顆粒大小及其分布特性與煤的燃燒特性、細(xì)度、燃燒方式以及燃燒條件有關(guān)；μ為煙氣中飛灰質(zhì)量濃度，g/m3；ω為飛灰顆粒的流速，可近似地取用等于煙氣流速，m/s；C為比例常數(shù)，代表了飛灰顆粒的磨損特性，與煤種有關(guān)。

由此可見，在運(yùn)行中要降低煙氣流速、降低煙氣中的灰濃度、降低爐膛差壓、降低入爐燃料的粒徑，以減輕受熱面及澆注料的磨損。

1、降低煙氣流速

循環(huán)流化床鍋爐燃料燃燒所需風(fēng)量由一次風(fēng)和二次風(fēng)組成。一次風(fēng)為燃料燃燒提供氧氣的同時(shí)，最為主要的作用是為流化床床料提供流化風(fēng)；二次風(fēng)為助燃風(fēng)，為燃料充分燃燒提供氧氣。

一次風(fēng)量對(duì)流化質(zhì)量、循環(huán)物料量、循環(huán)物料粒徑、床溫、NOX的生成有重大影響。一次風(fēng)量過(guò)低會(huì)導(dǎo)致流化不良造成床溫過(guò)高甚至爐膛結(jié)焦等嚴(yán)重后果，影響鍋爐安全運(yùn)行；一次風(fēng)量過(guò)高會(huì)導(dǎo)致循環(huán)物料量增加、循環(huán)物料粒徑加大、煙氣流速增加、NOX濃度增加，將加速受熱面及澆注料磨損、NOX減排治理難度加大，影響鍋爐經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。因此，在運(yùn)行中應(yīng)合理配風(fēng)。

2、降低灰濃度

循環(huán)灰濃度是衡量循環(huán)物料量的指標(biāo)，是影響爐內(nèi)傳熱、床溫、蒸發(fā)量、蒸汽溫度的重要參數(shù)，同時(shí)對(duì)磨損也有很大影響。循環(huán)灰濃度高，爐內(nèi)傳熱好、床溫高、帶負(fù)荷能力強(qiáng)、蒸汽溫度高，循環(huán)灰濃度低，磨損減輕。運(yùn)行中，應(yīng)合理控制循環(huán)灰量。

3、降低爐膛差壓

爐膛差壓是衡量爐膛內(nèi)部床料量的指標(biāo)，差壓高、床料多、燃燒穩(wěn)定、爐膛各部溫度均勻、底渣可燃物少；差壓過(guò)低可能導(dǎo)致爐膛下部床溫偏高、底渣可燃物偏多、經(jīng)濟(jì)性差。

4、降低燃煤粒徑

燃煤粒徑粗，為了確保床層流化，需增大一次風(fēng)量，從而增加煙氣流速。另外，在鍋爐啟停過(guò)程中，應(yīng)限制溫升或降溫速度，防止產(chǎn)生過(guò)大熱應(yīng)力。

循環(huán)流化床鍋爐自身的物料循環(huán)燃燒特點(diǎn)，不可避免地對(duì)受熱面造成磨損，我們?cè)谠O(shè)計(jì)、制造、安裝、筑爐、烘爐及運(yùn)行各環(huán)節(jié)，及時(shí)采取合理有效的防磨措施以減緩受熱面及澆注料的磨損，從而可提高鍋爐運(yùn)行的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。