循环流化床锅炉水冷壁防磨损技术研究与应用
循环流化床锅炉磨损机理及防磨措施
些优 点 的正 常 发 挥 。 而 增 加设 备运 行维 护 费用 。 低 机组 从 降
利 用 率 。 企 业 生产 带 来 损 失 。为 此 ， 文结 合 笔 者 安 装 ２ ～ 给 本 ５ １０ ５ ＭＷ 等 级 循 环 流 化 床 锅 炉 的 实 践 ， 具 体 以济 南 锅 炉 厂 在 并
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ｔ 冲刷 时 间 一
从 上 式 可 以 看 出 。 热 电磨 损 影 响 最 大 是粒 子 速 度 。 仅 受 不 在结 构 设 计 上 ， 取 特 殊 措施 。 高 Ｃ Ｂ炉抗 磨 性 能 。同 时循 采 提 Ｆ
性变化 ， 而导致磨损加剧。 从
３ 防范措施 ： ） ①对于热应力和热冲击造成磨损 ， 应特别 重
图－ （ － Ａ） 水 冷 壁 管 耐 火 材 料过 渡 区域 的磨 损
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和 物 料 对 金 属 构 件 的 高 温 氧 化 腐 蚀 和 磨 损 。兼 有 隔 热 作 用 。 Ｃ Ｂ锅 炉 使 用 耐 火材 料 主 要 区 域 有 ： 烧 室 旋 风 分 离 器 、 井 Ｆ 燃 竖 烟 道 及 物 料 返料 装 置 等 主 要 部 位 。
移 或产 生 残 余 变 形 的 现象 称 为 磨 损 。 为 了 说 明 材 料 磨损 程度
及 耐磨性能 ， 用磨损量 、 损率 、 常 磨 耐磨 性 等 作 为 评 价 材 料 磨 损 性能 指 标 。
１ 受 热 面 磨 损 的 评估 ． ２
图一 循 环流 化 床 锅 炉 主 要磨 损 部 位
２ 磨损 机理 ： 热应力和热 冲击造成磨损 ： ） ①ห้องสมุดไป่ตู้该磨损 主要表
循环流化床锅炉的防磨措施
循环流化床锅炉的磨损及防磨措施
预测性维护与管理
通过大数据分析和人工智能技术，对 锅炉磨损历史数据进行分析和挖掘， 预测磨损趋势和寿命，制定合理的维 护和更换计划。
数值模拟与实验研究
流场与磨损关系的数值模拟
利用数值模拟软件，研究流场特性、颗粒分布和冲击角等因素对磨损的影响，为优化锅 炉结构和改善流场提供理论支持。
装置等部件产生强烈的冲刷作用，导致磨损。
机械摩擦
03
炉内物料与金属表面之间的机械摩擦也是导致磨损的重要原因
之一。
磨损对循环流化床锅炉的影响
降低设备寿命
磨损会导致设备部件的尺寸和 形状发生变化，影响设备的正
常运行和使用寿命。
影响安全运行
磨损严重时可能导致设备损坏 ，引发安全事故。
能耗增加
磨损会导致设备效率降低，能 耗增加。
实验研究与验证
通过实验手段，模拟锅炉实际运行工况，对新型防磨技术和材料的性能进行验证和评估 ，为实际应用提供依据。
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循环流化床锅炉的磨损及防 磨措施
汇报人：文小库 2024-01-06
目录
• 循环流化床锅炉的磨损概述 • 循环流化床锅炉的磨损部位及
机理 • 循环流化床锅炉防磨措施 • 循环流化床锅炉磨损监测与维
护 • 循环流化床锅炉防磨技术发展
趋势
01
循环流化床锅炉的磨损概述
磨损的定义与特性
磨损定义
磨损是物体在相对运动过程中，其表 面不断损耗的现象。在循环流化床锅 炉中，主要涉及到受热面、布风装置 、炉膛、水冷壁等部件的磨损。
分离器出口的磨损
循环流化床锅炉磨损原因及改进措施
循环流化床锅炉磨损原因及改良措施1金属件的磨损1. 1布风装置磨损1. 1. 1原因分析循环流化床锅炉布风装置的磨损主要有2 种情况: 第一种情况是风帽的磨损, 通常发生在循环物料回料口附近, 主要原因是由于较高颗粒浓度的循环物料以平行于布风板的较大速度冲刷风帽造成的。
另一种情况是风帽小孔的扩大, 这类磨损将改变布风特性, 同时造成固体物料漏至风室。
1. 1. 2改良措施a. 改变风帽结构来延长风帽寿命, 用钟罩式结构的风帽来代替蘑菇状风帽, 有效减少磨损, 延长使用寿命。
b. 在炉膛底部四周打1 圈台阶, 可使流化床锅炉中沿墙面下流的固体物料转而流向布风板上面的空间, 从而防止冲击炉底的布风板和周界的风帽。
1. 2水冷壁管的磨损1. 2. 1原因分析循环流化床锅炉水冷壁管的磨损主要发生在炉膛下部敷设的卫燃带和水冷壁管交界的区域。
造成磨损的原因有以下2 个方面: 一是在这个过渡区域内, 沿壁面下流的固体物料与炉内向上运动的固体物料运动方向相反, 因此在局部产生了旋涡流; 另一个原因是沿炉膛壁面下流的固体物料在这个交界区域发生流动方向的改变, 对水冷壁管产生了冲刷。
1. 2. 2改良措施a. 采用金属外表热喷涂技术防磨。
涂层的硬度高于基体的硬度, 且涂层在高温下会生成致密、坚硬和化学稳定性更好的氧化层, 提供更好的保护。
b. 通过改变该区域的流体动力特性来到达水冷壁管防磨的目的。
在水冷壁管过渡区域的一定位置加焊挡板或浇注料梁, 用以阻挡固体物料向下流动, 采用这种措施后水冷壁管的磨损大大减轻了。
c. 另一种较常用的方法是改变水冷壁的几何形状, 耐火材料结合简易弯管使卫燃带区域与上部水冷壁管保持平直, 这样固体物料沿壁面平直下流时,撞击区下移至耐火材料局部, 消除了边界处造成的旋涡效应, 从而保护传热管不受磨损。
d. 炉膛下部壁面垂直段与渐缩段交界处、炉顶及炉膛出口等处, 都是易发生磨损的部位, 因此在设计时应在结构上给以考虑或加设防磨措施。
循环流化床锅炉水冷壁管磨损形式及防护措施
往 会 造 成 意 外 爆 管 事
图 ９ 采 用 水 冷 壁 让 管 结 构预 防磨 损
故 处 的 防磨 措 施 必 该
须 实 施 得 当 ． 般 采 用 一
焊接立式 耐热钢护板 ．
防 止 物 料 从 切 向 或 角 向 撞 击 炉 膛 出 口水 冷
壁 管 ２４ 炉 膛 直 管 段 的 水 ． 冷 壁 管磨 损
料 相 临 近 管 子 的磨 损 情 况 密 相 区 与 水 冷 壁 交 界 处 水 冷 壁 磨 损 减 薄 情 况 ， 片 的 密 封 情 况 。 换 处 理 不 合 格 的 防 磨 护 瓦 鳍 更
、
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热 电偶 穿墙处 （ ６ ， 图 ） 由于热 电偶阻挡 了下 降灰流 而对水 冷
缓冲灰粒 的磨损 ． 图 如
９所 示 。 ２２ 炉 膛 四 周 角 落 区 ．
气
Ｉ
锄 水 冷 壁 发 生 严 重 的 局 部 磨 损 此 外 炉 膛 出 口浇 注 料 处 、 侧 水 溅
素 研究 表明 ． 锅炉水冷壁 管磨损量 与烟气流 速的三 次方成
正 比关 系 ． 量 的 大 小 将 直 接 影 响 到 锅 炉 的安 全 运 行 。 故 应 风 严 格 控 制 适 宜 的 人 炉 风 量 ．在 保 证 一 次 风 正 常 流 化 的情 况 下 ， 理 调 整 一 、 次 风 配 比 ， 低 烟 气 流 速 ， 少 水 冷 壁 管 合 二 降 减
料 层 差 压 偏 高 ． 化 风 量 增 大 ． 加 了 锅 炉 水 冷 壁 管 的 流 增 磨 损 和 电 耗 。 膛 差 压 偏 高 ， 炉 炉 膛 内灰 浓 度 增 大 ， 加 了 炉 锅 增 锅 炉 水 冷 壁 管 的磨 损
循环流化床锅炉水冷壁磨损及过热的分析和预防
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文章 编号 ：１７ — ７ （０ ０ ０ — ０ ３ ０ ６ １ ０ １ ２ １） ４ ０ ３ — ２ １
循环流化床锅炉水冷壁磨 损及 ＾ 寸执 ＝ 的分 析 和 预 防
２ １￣０ 月 Ｊ中 ０பைடு நூலகம் ． ４ 国设备工 程
３ ３
《 技 术 版 ＿
直接影响到锅炉 的安全运 行。
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维护与修理
整个系统 中酸液的体积，ｍ ；
因此 ，在保证 床料充分 流化 的前提下 ，尽量减 少一次 风量 ；在 维持氧量 的前 提下 适当调整二次 风量 ，合理 搭配 上下二次 风量 ，保持合适 的过剩空气 ；适 当降低密相 区高 度 ，延长燃煤 颗粒在炉 内的停 留时间 ，可 减小对水冷 壁管 的冲刷 ，并降低飞灰含碳 量 ；根 据负荷变 化选择合适 的床 层差压 、床层密度及 烟气 流速 ；提高旋风分离器分离效率 ，
管壁起到刨削作用 。为降低管壁磨损 ，应采取如下措施 。
１严 格控 制 风 量 ．
情况的感性认识 ，提高对 锅炉故障 的排除能力。
参考文献 ：
【】段锡嘏． １ 锅炉工 １辽宁科学技术出版社 ，１９ ． ． ９６
烟气流速是影 响锅炉 内壁磨损 最主要 的因素 ，磨损 量 与烟气流 速的三次方成正 比。烟气 流速 的大 小直接影 响到
延长固体颗粒在炉内的停 留时间。 ２ 严格控制入炉煤 的煤质和粒度 ． 虽 然循 环流化床锅炉 的燃料适应 性广 ，可 以燃用劣质 煤 ，但是 燃用 劣质煤 ，由于煤 质 比重 大 ．使 用风量 提 高 ， 会 导致磨 损加剧 。 同时劣质煤 灰分大 ，导致 燃煤 量增加 ， 造成烟气 中飞灰浓度剧增 ，对水冷 壁管 壁的切削作用增大 ， 磨 损量增大 ；循环 流化 床锅炉 由于其 特定 的燃烧方 式 ，炉 内的同体物料密度 为煤 粉炉的几十倍 到百倍 以上 ，其 中烟 气 内颗 粒浓 度越大 、颗粒数 目越大 ，对管 壁的撞击 和冲刷 越 强烈 ，水 冷壁磨 损量越 大。所 以 ，应 该加 强来 煤 管理 ， 及 时进 行煤质化验 ，控制来 煤的筛分粒度 。根据燃 料颗粒 度分布情况调整碎煤机 ，提高煤颗粒的均匀度 。
用于循环流化床锅炉的耐磨涂层的研制
［ 关键 词 ］ 环 流 循
锅炉
磨损
耐 磨 涂 层
能源与环境是 当今社会发展的两大问题。 国是产煤大国 ， 我 也是用 煤大国 ， 目前一次能源消耗中煤 炭占 ７ ％， ６ 在今后若干年内还有上升的 趋势 ， 其 中 ８％的煤炭又直接用于燃烧 ， 燃烧效 率不高 ， 染严重 而 ４ 其 污 （ 国每年排人大气 的 ８ ％的 Ｓ ２ ％的 Ｎ ｘ 我 ７ Ｏ６ ７ Ｏ 均来源于煤 的直接燃烧） 。 可见 ， 发展 高效 、 低污染的清洁燃煤技 术是 当前亟待解决的问题。 １循 环 流 化 床锅 炉 的概 况 ． 循环流化 床燃 烧锅炉（ 简称 Ｃ Ｂ锅炉） 近 ２ Ｆ 是 Ｏ年发展 起来 的一种 新型锅炉。 由于它具有氧化氮排 放低 、 脱硫效果好 、 负荷调节性能好 、 能 烧劣质煤等一 系列的优点 ， 因此近年来在 国内外得到 了迅速的发展 。 １ 循环流化床锅炉工作原理 ． １ 循环流化 床的炉膛 内是一些 满足一定粒度要求的 固体颗 粒（ 燃料 、 石 灰 石 、 粒 等 ）在 约 ８ ０Ｃ的 温 度 下 进行 燃 烧 ， 次 风 （ 化 风 ） 过 风 砂 ， ７￣ 一 流 经 室 由炉 膛 底 部 穿 过 开 孔 的 底 板 ｆ 风 板 ） 人 炉 膛 ， 次 风 直 接 进 入 炉 布 送 二 膛， 它们被流化风流化 ， 呈流体 的特性 ， 并充满整个流化床的床体 ； 较细 的颗粒被气流夹带飞出炉膛 ， 由旋风分 离器（ 也可以是其它分离器） 分离 收集 ， 通过分离器下面的料腿与返料器送回炉膛循环燃烧 ， 烟气和不被 分离器收集 的细颗粒排人尾部烟道 ，尾部烟道和除尘等与常规煤粉炉 相似。 １ ． ２循环流化床锅炉 的特点 １ ． 循 环 流化 床 锅 炉 的 主要 优 点 ．１ ２ ①燃烧效率高。 通过燃料灰 的内 、 外循环 ， 炉内扰动和滞 留时 间长 ， 使燃料能充分燃尽 ， 底灰 和飞灰 的含碳量低。 ②有利于环境保 护。通过低温燃烧（０ — ５ Ｔ）分级送入二次风 ， ８０ ９ ０ Ｉ， 降低 Ｎ ｘ Ｏ 排放量 ； 通过 向锅炉 内直接加入石灰石等脱硫利 ， 降低硫排放
循环流化床锅炉的磨损及防磨措施
颗粒速度与浓度
颗粒速度和浓度越高，冲 击磨损越严重，二者呈正 相关关系。
颗粒硬度与形状
颗粒硬度和形状影响磨损 速率，硬度越高、形状越 尖锐，磨损越严重。
滑动摩擦磨损
摩擦系数
摩擦系数越大，滑动摩擦磨损越 严重，磨损速率与摩擦系数成正
比。
表面粗糙度
表面粗糙度越大，摩擦阻力越大， 磨损越严重。
载荷与滑动速度
超声波探伤
利用超声波在受热面中的反射和 传播特性，检测内部损伤情况。
风帽、风道等部件磨损情况
观察法
定期检查风帽、风道等部件的外观，观察是否有 磨损、变形等情况。
测量法
使用测量工具对风帽、风道等部件的尺寸进行测 量，判断是否存在磨损。
探伤法
采用超声波、磁粉等探伤方法，检测风帽、风道 等部件的内部损伤情况。
智能诊断
引入智能诊断技术，对 锅炉运行数据进行自动 分析，提前预警潜在故 障。
优化运行
根据智能诊断结果，调 整锅炉运行参数，优化 运行工况，降低磨损速 率。
06
效果评估与持续改进计划
实施效果综合评估
1 2
磨损降低率
通过对比实施防磨措施前后的锅炉磨损情况，计 算磨损降低率。
运行稳定性
评估锅炉在实施防磨措施后的运行稳定性，如是 否出现异常振动、温度波动等情况。
载荷和滑动速度越大，滑动摩擦磨 损越严重。
疲劳磨损与腐蚀磨损
循环应力
循环应力导致材料疲劳损 伤，进而引发疲劳磨损， 应力幅值和循环次数影响 疲劳磨损程度。
腐蚀介质
腐蚀介质与材料发生化学 反应，导致材料损失和性 能下降，从而引发腐蚀磨 损。
温度与湿度
温度和湿度影响腐蚀速率 ，进而影响腐蚀磨损程度 。
循环流化床锅炉磨损及防磨方法探讨
燃烧热损失 ， 又不会使放料管内结焦和磨损。 ３ ． ２ 喷涂防磨。 表面喷涂是一项有效的局部水冷壁防磨措施 。 涂层 的硬度 比母材 的硬度大 ， 而且涂层在高温下提高水冷壁重点磨损区域 的耐磨 延 长锅炉连续运行时间 ； 采用 Ｌ Ｇ ８ ８电弧喷涂 材料 对金属受 热 燃尽。从 国内循环流化床锅炉用户 的运行情况来看 ， 流化床锅炉可 性 ， 在３ ０ ％～ １ １ ０ ％负荷 范 围 内运行 ， 汽温 、 汽压 均 能保 持 在 正 常 范 围 。 可 面喷涂 ０ ． ６ １ ｍ ｍ涂层 ， 能有效增加受热 面的耐磨强度和使用时间 。 喷砂是涂层结合的必要条件 ， 处理不 当 通过炉内喷钙等方式 实现在简易脱 硫 ， 其灰渣含碳量低 ， 灰 渣活性 喷涂前应经喷砂除锈合格 ， 喷砂与喷涂两道工序易交替进行 ， 通 常喷砂达 好， 易 于实现综合利用 。但是也存在着一些缺点 ， 如受热面磨损 严 直接影响涂层质量 ， ６ ｍ ： 后， 再进行喷涂 ， 以使二者之 间的停留时间不能过长 ， 磨 损的 重， 高温分离器外护板超温 ， 锅炉浇注料脱落 、 大风室积渣 、 锅炉正 ５ 严重 的部位 ， 涂层厚度应保证不低于 ｈ ｎ ｍ， 涂层表面应光滑 、 无 凸 压给煤机窜粉 、 锅炉排烟温度低等。现针对磨损进行探讨分析。 ２ 磨 损的重点部位 循环流化床锅炉运行 中受热面主要磨损部位为水 冷壁 的卫燃 带处 、 锅炉烟道 出 口处 及容易产生涡流的让管处 、 锅炉水冷壁 四角 处， 还有过热器和省煤器管排的迎风面 、 穿墙管及弯头处。 ３ 防磨 措 施
热电厂循环流化床锅炉水冷壁管腐蚀磨损分析
吴有强
科技论 坛 Ｉ Ｊｌ
刘 娜
热电厂循环流化床锅炉水冷壁管腐蚀磨损分析
（ 东省粤 泷发 电有限公 司， 东 罗定 ５７ １ ） 广 广 ２ ２７
摘 要： 火力发 电厂锅炉水冷壁 管高温腐蚀和磨损的机理复杂 ， 它与炉膛 火焰温度 、 燃煤的合硫量、 烟气与灰 分颗粒的冲蚀 密切相关。 防止水冷 壁 高温腐蚀 和磨损的 常用方法有两类， 即非表面防护方法和表面防护方法。 关键词： 循环流化床锅 炉； 水冷壁； 腐蚀 ； 磨损 与管道 中的铁反应 生成硫 化铁（ｅ Ｓ ＿ ＋ ｅ ） 来冷却可能 出现局部过热的区域 ，同时高速 的 Ｆ ＋ ＿ ＿ Ｆ Ｓ； 循环流化床（Ｆ ） Ｃ Ｂ燃烧技 术以其优 良的性 二是 由不可燃硫在高温作用下生成硫 酸盐混入 气流也可 以将硫 的氧化物 的局部浓度 降低 ， 减 能 、低污染燃烧特性成为 当今世界先进可靠的 灰分熔敷于管壁表面 ， 但不再具有水冷壁管所 轻水冷壁 的腐蚀。 大家应 该大体清除 ， 气在剧 燃 洁净燃煤技术之一 。 Ｃ Ｂ锅炉也存在一些带 要求的各种 良好的高温机械性能 ，实际上导致 烈燃烧时会产生高温 ， 但 Ｆ 那温度足以使 任何金属 有普遍性的问题 ， 如水冷壁管腐蚀磨损 、 耐火浇 水冷壁管有用壁厚的减薄，从而其有效承载能 熔化 ， 但是通过 合理的冷却布置 ， 可以将燃机金 注料塌落、 冷渣装置故障等， 中水冷壁管 因磨 力不断下降， 其 由此形成腐蚀 。另外 ， 高温烟气裹 属温度维持在合理的范围内。而且燃 机燃用 的 腐蚀 磨损已成为 制约 Ｃ Ｂ锅炉运行 周期 的重 着可 以大于 ８ Ｆ 米秒 的速度 冲击管壁 ， 烟气 的腐 液体 燃料一重油 的含硫量 是远大 于煤 的含硫 要因素。 结合我厂 Ｃ Ｂ锅炉几年来的运行维护 蚀 和灰 分颗粒 的冲刷在金属表 面交替进行 ， Ｆ 造 量 ， 而燃机通过合理的冷却空气布置 ， 既可以做 实践 ， 并结合有关理论研究 ， 对水冷壁管腐蚀磨 成管壁减薄。 到不超温， 又可 以将腐蚀 降到比较小的程度， 可 损 的原因进行了简要分析 ， 并提 出几种常用的 ４水冷壁管腐蚀磨损 的预防 见空气冷却的作用 。 防腐耐磨对策。 分析清楚了水冷壁高温腐蚀 的产生原因 ， 当然 ，咱们现在没有 将空气冷 却引入 到 ２水 冷壁管腐蚀磨损的危害 就可采用有效 的方法来进行防止。 目前新 型的 Ｃ Ｂ锅炉的设计 中来 ， Ｆ 但是 ， 合理的利用这种手 锅炉水 冷壁管高温腐蚀和磨损一直是电力 Ｃ Ｂ Ｆ 锅炉 ， 多采用 了将膜式壁折弯 ， 使该处 浇注 段 ， 应有可能会能达到意想不到 的效果。 系统普遍存 在的严重问题 ， 的直接危害主要 料 与膜 式壁肋 片形成 上下 一致的垂直平面 ， 它 这 结论 表现在以下 两个方面 ： 样物料流沿壁面子直下滑， 消除 了局部涡流区， 意外的爆管则会 造成较 大的经 济损 失 ， 电 ２ 使管壁减薄 ，据统计 一般 每年减薄量 使磨损量大大减轻 ， ． １ 甚至基本看不 出磨损。 运行 厂为减少爆管 ， 投入 了大量人力 、 物力加强对水 约为 ｌ ｍ左右 ， ｍ 严重的可达 ５ ６ ｍ年 ， －ｒ ａ 形成安 个周期后 ， 要在卫燃带上涂刷一层防磨 涂料 ， 冷壁 的监测和更换 ，但是监测未取得任何实质 全运行的严 重隐患 ，增加了电厂的ｌ 瞄时性 检修 以增强耐磨效果 。 但是此燃带交界处 以上 １ ２ 性 的效果 ， 管则将大大增加生产成本和维修 ～ｍ 换 和大修工作量 ， 给电厂造成很大的经济损失。 处位 于密相区的部分 ，管壁腐蚀磨损量相对较 费用 。 只有防患于未然才是最好的办法 。 延长锅 ２２发生水冷壁突发性爆管事故 ，造成紧 大 ， ． 运行 ２ ３ ～ 年后 ， 管壁可能减 薄到 ２０ ３ ｒｍ 炉运行时问 ，设备安全稳定运行会给 电厂带来 ． ． ～０ ａ 急停炉抢修 ， 不仅打乱 了电厂的正常发电秩序 ， （ 标准壁厚 ５ ｍ 。及早预 防大 面积 减薄的最好 明显 的经济效益。 ｍ ） 减少发电产值 ，而且增加了工人劳动强度和额 办法是采用电弧喷涂法 ，在管壁上形成一层致 参 考 文 献 外 的检修费用 ， 直接影响企业效益 ， 同时也干扰 密耐磨 的合金涂层 ，可大大减轻交界处以上密 ｆ１ １党黎军． 循环流化床 锅炉的启动调 试与运行 了地 区电网的正常调度 ， 影响生产 ， 由此也造成 相区膜式壁的磨损程度。但是我们看到有的电 『 ． 京 ： 力 出版 社 ，０２ Ｍ１ 北 电 ２０ ． 了很大的社会影响。 厂掌握不好喷涂高度 ， 先喷了 ２ ～ ０ｍ， ０ ３ ｃ 发现不 『１ 可法等． ２岑 循环 流化床 锅炉理论设 计与运行 Ｍ１ 北京 ： 电力 出版 社 ，９ ８ １９ ． 锅炉运行过程中 ， 由于燃烧煤 中硫及其它 行 ， 又向上喷了 ２～ ０ ｍ， ０ ３ｃ 我们在这里介绍一种 『 ． 有害杂质的存在， 在高温下对水冷壁构成腐蚀 。 方法 ，可用测厚仪从交界处在管壁上 向上逐点 『１刘 德 昌 ．流化 床 燃 烧 技 术 的 工 业 应 用 『 ． ３ Ｍ１ 北 这种现象在各个燃煤锅炉中普遍存在 ，我们在 测量 ， 记录下厚度 ， 你会发现越 向下壁厚越 薄， 京 ： 中国 电 力 出版 社 ，９ ９ １９ ． 各火 电厂的锅炉定期检验中经常遇到 ，只是程 越向上越厚 ， 到达某个高度上 ， 厚度基本变化不 『 徐 智勇． 流化床 锅炉投 资和运 行 费用分 ４ １ 循环 度不 同而已。 某些电厂由于其燃煤含硫量大 ， 水 大 ， 即可选为喷涂的上限。 Ｊ热力发 电，９ ９ ６ ：２ ６ ． １ １８ （ ）６— ４ 此处 我们采用 了江苏 析Ｉ． 冷壁遭受的高温腐蚀特别严重 ，由此带来的爆 南通高欣金属陶瓷复合材料公司提供 的超高速 『］ ５刘纫蓖． 国发展循 环床低 污染锅炉的初 步 ５ 我 管、 换管损失惨重。同时 ， 煤燃烧时产生的大量 高性 能电弧喷涂技术 ，在有下煤 口的一面膜式 意 见 叨． 国电 力 ，９ ７ １ ）５ ，７ ６ ． 中 １８ （ ２ ：８６ － ９ 灰粉 ， 在锅炉内部燃烧 的复杂动态过程中 ， 猛烈 壁上喷了 ７ ～ ０ ｒ （ ０ ８ｅ ， ａ 因为此侧 物料 浓度相对较 撞击水冷壁 ， 对水冷壁工作面产生严重切削 ， 使 高 ， 磨损稍重） 其余三面喷了 ５ ～ ０ｍ ， ０ ６ ｃ 目前运 水 冷壁管工作面被磨损成不 同程度 的小 平台 ， 行一年后 ， 涂层仍然完好铮亮 ， 管壁未受任何磨 造成水冷壁壁厚的实 际减薄 ， 易导致水冷壁 损 ，只需要在每次停炉后把涂层上缘稍微打磨 容 管在 高温下强度不够而爆管 ， 其危害作用 同高 使其过渡平滑 即可。 经过处理后 ， 膜式壁与卫燃 温腐蚀一样严重。 因此 ， 需要我们寻求一种解决 带交界处及密相区的磨损得到了很好 的除锈强 的技术方法 ， 增加水冷壁 的抗磨损能力 ， 以延长 度控制。新炉 的喷涂最好在一个运行周期过后 水冷 壁的使用寿命 。 再进行 ， 一则可磨掉微小不平处 ， 二则可显示 出 ３水冷壁管腐蚀磨损 的原因 重大凸起 和凹陷处便于修补 ，三则使 管壁光滑 水冷 壁管高 温腐 蚀和磨损 的机理是 很复 明亮。 杂的 ， 简言之 ， 与下列 因素有关 ： 炉膛火 焰温 ａ ． 同时 ， 在运行 调整 中 ， 也可 以采 取一定 的 度 ＿ 燃煤的含硫量 ；． ｂ ． ｃ 烟气与灰分颗的冲蚀。 锅 措施 ， 减轻腐蚀 、 磨损的程度 。 ａ ＋ 采用低氧燃烧技术。 炉运行过程 中，由于燃烧煤中硫及其它有害杂 质的存在 ， 水冷壁普遍 遭受高温腐蚀。 与高温 参 ｂ ． 的配风及强化炉 内的湍流混合 。巴 合理 腐 蚀 的危 害物 有燃烧 过程 中产生 的 Ｓ ： Ｏ 、 控制适当的煤颗粒细度。 Ｏ、 ， Ｓ Ｈ 、、Ｃ、 Ｈ Ｓ 碱金属盐及 钒盐类 ， 是多种化学物在 ｃ ． 避免出现水冷壁局部过热现象。巳加 添 各种温度下共同对管壁进行 的复杂的动态腐蚀 加 剂 。 过程 。其 中，硫化物是锅炉高温腐蚀 的主要因 ｄ控制合理的炉膛 出口烟温。 ． 素 ，一是烟气中的硫 化氢与管壁金属作用产生 ｅ ． 采用烟气再循环。 的腐蚀 ， 含硫物在金属高温下产生单原子硫 ， 硫 我们可 以借鉴燃 气轮机的空 气冷却方 法 责 任编 辑 ： 依 凡 袁
循环流化床锅炉水冷壁管磨损原因与对策论文
浅谈循环流化床锅炉水冷壁管磨损的原因与对策摘要：目的解决循环流化床锅炉浇注层以上水冷壁管的磨损问题。
内容通过循环流化床锅炉浇注层以上水冷壁管的磨损的形成原理，提出几种解决方法。
关键词：循环流化床（cfb）锅炉水冷壁管磨损防磨一、前言随着我国社会经济的快速发展，电力需求越来越大。
在电源结构上，我国火力设备占总装机容量的3/4以上，这种状况将延续相当长的一段时期，加快发展高效率、低污染型火力机组和清洁煤燃烧技术，是我国火力发电技术的发展方向。
目前快速发展的循环流化床（cfb）锅炉是实现洁净煤燃烧发电核心技术的有效途径。
循环流化床锅炉以其优良的环保性能，优越的调峰经济性、良好的煤种适应性和高效的劣质燃料燃烧，以及较高的灰渣综合利用价值，在近年发展十分迅速。
作为环保型锅炉，可燃用烟煤、褐煤、无烟煤、煤矸石等各种燃料，其燃料的适应性好，燃烧效率可达到99%，锅炉热效率可达88%～91%，同时利用cao脱硫，脱硫效果可达85%，大大降低了氮、硫化物的排放量，减少了环境污染。
但由于循环流化床锅炉炉膛内烟气中颗粒的浓度和硬度高，许多承压部件在颗粒的不断冲刷的作用下，磨损非常严重，其中比较突出的就是燃烧室下部耐火防磨浇注层（以下简称浇注层）和水冷壁管交界处以上1m左右管段的磨损，不少循环流化床锅炉运行较短时间就发生因水冷壁管爆管而停炉，极大地影响了企业的正常生产及经济效益，同时也给社会带来了诸多的不便。
针对现状，了解磨损易发生原因，预防和减少磨损，对锅炉的安全运行显得尤为重要和迫切。
本文根据笔者对近年来本市新安装投入运行的循环流化床锅炉检验中发现的水冷壁管磨损现象，作一分析，并提出预防的措施。
二、磨损原因分析在新安装的循环流化床锅炉投运1年后进行内部检验时发现，所有下部浇注层和水冷壁管交界处以上水冷壁管（见图1、图2所示）都发生了程度不一的磨损，其中最高磨损率达到0.5mm/1000h，严重影响了锅炉的安全运行。
循环流化床锅炉的磨损及其防磨措施
种为撞击磨损 ， 这两种磨损 的冲蚀 表面的流失过
程 的微观形貌 是不完 全相同的。 于冲刷磨损 ， 对 颗
粒与 同体表面 的冲击 角较小 ， 甚至接近平行 ， 颗粒 滑过 同体表 面时起到一种刨消作用 ， 此时 同体表 面
循 环流化 锅炉 是近二 十年在 我 困发 展起来 的
一
烟气在该部位 改变 方向 ， 烟气 中同体粒子 囚惯性会
冲刷 顶部受热 面 ，从而 易造 成该部 位磨损 。 ４旋 风分离器筒体 的 “ 面 ” ） 靶
种 的高性能更是突 飞猛进 。 但循环
离器简 体 、引风机 叶轮等方 而采用 的防磨措施 。 关键 词： 循 环流化 床锅炉
中 图 分 类 号 ：Ｔ ２ ９ Ｋ２
磨损
防磨
措 施
文 童 编 号 ：１ ７ － ４ ０ （ ０ ６ ３ ７ — ２ ６ ２ ８ １ ２ ０ ）０ — ３ ０
文献标识码：Ａ
１ 引 言
个水平面上 ， 或高度相差不大 ， 南于向上流动的 则
流 化床 锅炉与其它锅炉相 比 ， 磨损 比较严重 。 环 循 流化床 的锅炉 中 ， 有许 多部件 是在高同体颗粒浓度
的不 断冲刷环境下工作 的。 这些部件 的磨损 问题 日 益 突 出，严 重影 响了锅炉机组 的安全经济运行 。 循 环流化床锅炉 中 ， 部件的磨损 主要表现在冲
旋 风分离器筒 体的 “ 面” 的是受入 口高速 靶 指 烟气所携带 的同体 粒子囚惯性而直接 冲刷的部 位 ，
此使 用周期较 长 。
方 法 （ ）可在一定程 度上减轻该部位受热面 ４
３５旋风 分离器后 的对流受热 面的 防磨 ． 过热器采用顺流布置 ， 也可在高温过热器管子
循环流化床锅炉受热面磨损机理探讨
循环流化床锅炉受热面磨损机理探讨摘要:本文从一起电站锅炉的爆管事故中,通过理化试验分析事故产生的原因,从而进一步提出了循环流化床锅炉易产生受热面爆管的因素,为了保证机组运行平稳,提出了锅炉运行中的注意事项以及爆管的防范措施。
关键词:爆管事故循环流化床锅炉1 研究背景循环流化床是国内当前发电机组推广的一种洁净煤燃烧技术,可燃用烟煤、贫煤、褐煤、无烟煤、煤矸石等各种燃料,燃料适应性好,锅炉负荷调节范围广,低成本、低污染排放。
在循环流化床锅炉中,有许多部件工作在高温、高固体颗粒不断冲刷环境下,虽然已采取了一些防磨损措施,但循环流化床锅炉的运行结果表明,锅炉设备的磨损仍是十分严重的,经常由于磨损问题造成停炉。
由于循环流化床锅炉水冷壁管受到炉膛中气固两相流的冲刷,磨损严重,是引起水冷壁管爆管的主要原因,因此如何从防磨损机理出发,采取进一步的防磨损措施,对循环流化床锅炉的推广应用和稳定运行是一个十分现实又重要的问题。
2 磨损特征及机理分析2.1 磨损机理研究现状及机理循环流化床锅炉内的炉膛水冷壁管的磨损过程是十分复杂的。
在循环流化床锅炉中,烟气中颗粒对受热面撞击产生的磨损,与煤粉锅炉尾部受热面的冲刷磨损相类似。
这种磨损的形式大致可以分为两类:一类是在碰撞过程中使材料受交变应力引起的疲劳磨损,另一类是材料在自由运动的颗粒的切削作用下引起的破坏,称之为凿削式磨损,磨损的方式与颗粒的冲击角度有很大的关系。
垂直冲击式时,没有凿削式磨损,仅是疲劳磨损,磨损很轻微,这种情况在实际中很少,因为一般气流方向和水冷壁接近于平行;当冲击角度很小时,磨损最严重,一般气流,颗粒飞行的方向和水冷壁之间的角度很小。
所以,循环流化床锅炉中的疲劳磨损非常小,主要是凿削式磨损。
循环流化床锅炉本身的特性决定了气固两相流动对受热面的作用是必然存在的。
较大的物料浓度是锅炉性能的基本要求,是燃烧、传热和脱硫的必要条件。
在两相流动中,由于边壁效应,与受热面接触的颗粒,无论是上升流还是下降流,绝大部分颗粒与受热面表面的相对速度比较慢,通常速度在2m/s 以下,这些颗粒的磨损非常小,主要是产生均匀磨损,不会引起局部剧烈磨损,引起爆管现象的发生。
循环流化床锅炉水冷壁防磨带技术应用与研究
下部为浇筑料 ， 上部气流输送 ， 磨损小 ， 除局部设计安装 尺
寸不规范 、 形状突变 、 流体方向急变 造成磨损 ， 般磨损轻微 ， 一 可 连续安 全运行 ３ ５ 。重点要解决 的是浇筑料 以上一定高度 的 ～年
关键词
循环流化床锅炉
Ｔ ２ ９６ Ｋ ２。
水冷壁 磨损
文献标识码 Ｂ
沿壁流
中图分类号
一
、
概 述
循环流化床锅炉燃料适应性强 、 燃烧效率 高、 高效脱硫 、 氮 氧化物排放低 、 易于实现灰渣综合利用 ， 很适合 我国现 阶段节能 和环保 的要求 ， 近年来 得到迅速发展 。目前 ， 仅临沂市 ７ ｔ ５ ｈ以 Ｊ
湍流床颗粒大磨损严重 ，一般位于 ４Ｏ～００ ｍ高处 ， ＯＯ５０ｒ ａ 正 坚硬和化学稳定性更好 的氧化层 ， 能防止磨 损和腐蚀 。 热喷涂特 是浇筑料高度 ， 设计在浇筑料 以下 。 快速 流态化床在浇筑料 以上 别是其中的超音速 电弧喷涂技术发展迅速 ， 但造价高 过渡 区易 ４ Ｏ ～ ０ ０ ｍ 高处 ， ＯＯ ５０ｒ ａ 颗粒 下大上 小 ， 下浓 上稀 ， 再上 为气 力输 磨损 喷涂施工要求高 ， 使用过程 中一旦局部喷涂层破坏暴露 出 送。界限较 为模糊 ， 随运行负荷 、 燃料 、 风速、 风压变化 而变化 。 的管壁将迅速磨损甚 至穿透 。 炉料 内循环 ， 在循环回路的相应部位产生一定磨损 ， 磨损严 （） ６让管齐平浇筑 ， 使耐火物料与水 冷壁交界处尽量平滑过
磨损主要发生在突 出部位的上方 ，炉膛内气流是上升的但磨损 却是来 自上方 的下行物料。物料 的沿壁回流是水冷壁 中下部磨
损的规律 。
上的已达到 ５ 余台。流化床锅炉运行中的床料， ０ 除在一定回路 损的主要 原因 ， 这是流化床锅 炉床 内中下部受热面 （ 冷壁 ） 水 磨
循环流化床锅炉水冷壁防磨改造实践
图 １ 液 位测 量 系统
４ 陈 平等． 射频导纳电容式物位测量仪的研 究． 仪表技术与传感器
作者通联 ：２ ３ ９ ３ ０部队装备部 山东青岛市
Ｅ ｍ ｉ ｙｓ ＠１ ３ ｏ — ａ ：ｊｂ ６ ． ｍ ｌ ｌ ｅ ［ 辑 编
２ ６０ ６０ １
王 其］
１ ０ 设备管理 与维修 ３
一
叠 盟 ｌ 一 盘 重 量
前 国产大 中型 Ｃ Ｂ锅炉基本 采用 此技术 ，５ ｈ的小 Ｆ ７ｔ ／ 型炉也 已开始采用并逐渐推广 。
２防 磨 方 案 ．
２０ ０ ９年 ９月 大修期 ，在 ２ ０ 年 改造 ０８ 经验的基 础上 ，在过渡 区进行第 二次改造 （ ５， 图 ）实施如下 ： （） １ 将过渡 区交 接位置结 构改为 防磨 梁结构 ， 向上增高卫燃带 ， 用耐火材料将卫 燃带顶部做成 １０ ｍ宽的水平结构 。 ５ｍ （） ２ 对过渡区的水 冷壁进行合金 喷涂 ， 喷涂高度 ６ ０ ０ ｍｍ。 改造实施后经一年运行检验 ，磨损状 况明显改善。 从磨损情况看 ， 磨损 区位置较 原结构上移 ， 磨损 面增大 、 磨损速度 降低 ， 磨损 量最 严重 的部位深度 只有 ２ ｍ左右 ， ｍ 磨损速度降低 到 ０２ ｒ 月以下。可 以说这 ．ｍｎ ／ 图２ 次改造达 到了连续 运行一个生产 周期 （ 一 年） ，水冷 壁磨损不影 响锅炉安全运行 的 预期 目标 。不过接近 ０２ ／ ． ｍｍ 月的磨损速度 ， 还不够理想 ， 有进一
准 确 。安 装示 意 图 如 图 １ 。
通过对船用主冷凝器液位测量装 置的改进 ， 提高 了液位测 量 的准确度和全艇 动力 系统 的操作可靠性 。
参 考文 献
循环流化床锅炉磨损分析及预防措施
循环流 化床 锅炉 受热 面磨损 是对循 环流 化 床 锅 炉正 常运 行 三 大威 胁 （磨损 、给 煤不 畅 、排 渣 困 难 ）之一 ，由于磨 损 （受热面 、耐火 材料 、风 帽等 ）造 成 的停 炉事 故 接近 停 炉 总数 的５０％ 以上 。所 以 正 确 了解循 环 流 化 床锅 炉 的磨 损 机理 ，针对 性 地提 出 防磨 措施 和 办法 ，是确 保 循 环流 化 床锅 炉 和 电 厂安全 稳定 运行 的关键 要求 。 ２ 锅 炉磨 损机理 和防 磨措施
＼＼
ｆ肋板、
一 层致密耐磨的合金涂层 ，可大大减轻交界处以
上密 相 区膜 式壁 的磨损 程度 。经 过处理 后 ，膜式壁 与卫 燃带交 界处及 密相 区的磨 损得到 了很 好的控
厂、＼ １
角 ，可 趁浇注 料 尚未 硬化前 及时 修理 ，运 行 一个周 一 定 量 的可 塑料 等 耐 磨材 料 ，并保 证过 渡 段 的光
期后 ，要在卫 燃带上 涂刷 一层 防磨涂料 ，以增 强耐 滑 ，不得 留有 台阶或 明显 的 凸起 部位 。
磨效 果 。但是 此交界 处 以上 ｌ～２ｍ处 于 密相 区 ，管 壁磨 损量相 对较大 ，经过２～３年 的运行 ，下 部管壁
《阳煤 科 技 》
２００８年第２期
压 ’
’Ｌ ＋ 十 ．
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循环流化床锅炉 磨损分析及预防措施
发供 电分 公 司 赵德悦
摘 要 本文 重 点对循 环 流化 床锅 炉主要 部 位 的磨损 问题 进行 了分析 和探 讨 ，并针 对性 地 提 出 了 防 范 的 举 措 和 办 法 。 关键 词 循 环 流化 床 锅 炉 防磨 措施 中图 分类号 ＴＫ２２９
循环流化床锅炉水冷壁磨损原因及防磨措施
其 磨 损 导 致 水 冷 壁 泄 漏 是 煤 粉 炉 的 ５ ６倍 ， 接 危 ～ 直 害 主 要 表 现 在 以 下 两 个 ； 面 ： 使 管 壁 减 薄 。 环 流 ｈ － ① 循 化 床 锅 炉 每 运 行 ２ ３个 月 ， 冷 壁 就 磨 损 ｌ ｍ ～ ～ 水 ｍ ２ ｍ， 严 重部 位有 ３ ａ ｒ 最 ｍｍ ～ ４ ｍ ， 至 出 现 泄 漏 。 ａ ｒ 甚 严 重影 响 了机 组 的安 全 运行 ， 加 了 电厂 临 时性 检修 增 和 大 修 工 作 量 ， 电 厂 造 成 了 很 大 的 损 失 。 发 生 突 给 ② 发 性 爆 管 事 故 ， 成 紧 急 停 炉 抢 修 ， 仅 打 乱 了 电厂 造 不 的 正 常 生 产 秩 序 ， 少 了 发 电 量 ， 且 增 加 了 工 人 的 减 而 劳动 强度 和检修 费用 ， 接 影响 电厂 的经济效 益 。 直 为 了提 高循 环 流化 床 锅 炉运 行 的安 全 性 和经 济 性 ， 减 少 机 组 的 非 停 次 数 和 泄 漏 事 故 的 发 生 ， 少 运 行 维 减 护 费 用 ， 高 机 组 利 用 率 。必 须 调 查 分 析 其 原 因 ， 提 对 磨 损现 状采 取科 学有效 的 防磨措施 。 １ 水 冷 壁 磨 损 的 主 要 原 因
的 。 过 对 许 多 厂 的考 察 得 出 了相 同 的结 论 ， 去 除 经 即 原 煤 中 的 三 块 （ 块 、 块 、 块 ） 特 别 是 石 块 才 是 石 铁 木 ，
刚 度 的 空 气 流 作 用 下 ， 内部 核 心 区 向上 运 动 ， 外 在 在
部 环 状 区 沿 炉 膛 水 冷 壁 向 下 回 流 ， 图 １所 示 。 些 如 这 向 下 回 流 固体 粒 子 将 直 接 冲 击 水 冷 壁 管 ， 成 水 冷 造 壁 管 快 速 冲 刷 磨 损 。另 外 由 于 煤 燃 烧 时 产 生 的 大 量 灰 粉 及 烟 气 中 含 有 大 量 的 飞 灰 颗 粒 ， 炉 膛 内 部 燃 在 烧 复杂 动态过 程 中 ， 烈 撞击 和高速 冲刷水 冷壁 管 ， 猛 使 水 冷 壁 壁 面 被 磨 损 成 不 同 形 状 的 小 平 台 ， 成 水 造 冷壁 壁厚 磨损 减薄 。 １ ２ 因 管 束 局 部 存 在 凹 陷 或 凸 起 致 使 颗 粒 流 动 在 ．
浅析420t／h循环流化床锅炉水冷壁合金熔敷技术应用
浅析420t／h循环流化床锅炉水冷壁合金熔敷技术应用受燃用煤质及运行方式等因素影响，循環流化床锅炉水冷壁磨损较其它受热面严重。
为控制水冷壁磨损，提高锅炉可靠性，对水冷壁重点磨损区域采用合金熔敷防磨技术，大大提高了锅炉设备安全运行水平。
标签：水冷壁；合金；熔敷；技术大唐内蒙古多伦煤化工有限责任公司年生产46万吨聚丙烯，是大唐集团实现多元化战略核心项目之一，也是全球首例大规模利用低热值褐煤生产聚丙烯的示范项目。
动力用低质褐煤，动力分厂配置5×420t/h循环流化床锅炉。
循环流化床锅炉自投运以来，由于水冷壁磨损多次造成停炉停运。
因此，对锅炉水冷壁采取可靠的防磨措施显得尤为重要。
1 磨损机理及水冷壁易磨损区域循环流化床锅炉在运行过程中，炉内受热面主要受较大速度和斜度的固体颗粒对管材表面长时间冲击造成冲刷磨损和撞击磨损。
冲刷磨损对管材表面冲击角度较小，由于相切的分速度使颗粒沿着管材表面滑动形成切削，在固体颗粒大量反复作用下对管材表面产生磨损；当颗粒对管材表面冲击角度增大并以一定的速度撞击管材表面时，会使管材表面产生微小的塑性变形，在大量颗粒长期反复撞击下塑性变形层脱落形成撞击磨损[1]。
从设备运行情况看，水冷壁磨损主要集中在密相区耐磨耐火层、密相区与水冷壁交界处、炉膛四角区域、炉膛中部管壁、管屏穿墙区域、炉膛内水冷壁等。
2 合金熔敷技术原理及特点采取在水冷壁管材表面加装技术护瓦技术、膜式水冷壁折弯让管技术、主动多阶式防磨梁技术、多阶布置防磨槽技术、热喷涂技术及合金熔敷技术等，因其合金熔敷技术以性价比强，抗磨性能好，是循环流化床锅炉水冷壁防磨主流技术。
（1）技术原理。
合金熔敷技术是以被熔敷工件为阳极，以金属熔丝为阴极，利用阳极和阴极之间产生的等离子弧作为热源，将金属熔丝融化，产生金属熔滴，在通过智能机械诱导机构将熔融的金属熔滴甩附在被熔敷工件上[2]，形成耐磨、耐热、耐腐蚀等特殊性能的冶金结合熔敷工艺。
循环流化床锅炉磨损机理及防治技术
循环流化床锅炉磨损机理及防治技术【摘要】本文主要探讨了循环流化床锅炉磨损机理及防治技术。
首先介绍了循环流化床锅炉磨损的机理，包括颗粒运动、碰撞和磨损等过程。
然后介绍了针对循环流化床锅炉磨损问题的防治技术，包括增加材料硬度、改变材料结构、提高涂层质量等方法。
结合实际案例分析了这些技术的应用效果。
最后强调了循环流化床锅炉磨损机理及防治技术的重要性，指出只有深入了解机理并采取有效的防治措施，才能有效延长设备的使用寿命，提高工作效率，降低维护成本，保障设备的安全稳定运行。
通过本文的研究，可以更好地了解循环流化床锅炉磨损问题，并为实践中的磨损防治提供参考和指导。
【关键词】循环流化床锅炉、磨损、机理、防治技术、重要性1. 引言1.1 循环流化床锅炉磨损机理及防治技术循环流化床锅炉是一种常见的锅炉类型，具有高效、节能、环保等优点，广泛应用于工业生产中。
其在运行过程中常常会出现磨损问题，导致设备寿命缩短、能效降低等负面影响。
磨损机理及防治技术成为了该领域的研究重点。
循环流化床锅炉磨损机理主要包括气固流动对设备表面的冲蚀、高温气体对设备材料的氧化腐蚀、煤灰颗粒对设备表面的磨损等。
这些机理相互作用，加速了设备的磨损过程，减少了设备的使用寿命。
为了有效防治循环流化床锅炉的磨损问题，可以采取多种措施。
首先是对设备材料进行选用和涂层保护，提高其抗磨损和耐腐蚀能力。
其次是优化设备的结构设计，减少气体流动对设备表面的冲蚀。
加强设备的维护保养，及时清理煤灰和检修设备，也是有效防治磨损的重要措施。
循环流化床锅炉磨损机理及防治技术的研究至关重要，可以提高设备的使用寿命，降低能耗成本，保障工业生产的稳定运行。
希望通过不断的研究和实践，能够找到更有效的防治磨损的技术手段，为工业生产提供更好的保障。
2. 正文2.1 循环流化床锅炉磨损机理循环流化床锅炉磨损机理是指循环流化床锅炉在运行过程中因受到各种力学、热学、化学等因素的作用，导致锅炉内部各部件表面逐渐失去原有的形状和尺寸，在表面上形成磨损、划痕或齿轮损伤等现象。
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循环流化床锅炉水冷壁防磨损技术研究与应用
作者：王辉
来源：《中小企业管理与科技·中旬刊》2014年第10期
摘要：循环流化床锅炉的磨损一直是制约着其应用与发展的重要问题。
因此，研究循环流化床水冷壁防磨损技术，做好水冷壁磨损预测工作，降低磨损速率对于循环流化床锅炉的设计和运行具有重要意义。
本文以祁东煤矿矸石电厂为例，研究了循环流化床锅炉水冷壁防磨技术的实际应用。
关键词：循环流化床 ;水冷壁 ;锅炉 ;防磨损技术
1 循环流水化床锅炉水冷壁防磨损技术简介
流化床锅炉由其炉型特点决定受热面水冷壁管运行中需要受到高流速、大粒度、大流量的高温床料的强烈冲刷磨损，设备管壁减薄快速，使用寿命缩短，而水冷壁管一旦出现严重减薄，极易在运行中发生爆管泄漏事故，从而造成锅炉事故停运。
为确保锅炉设备的安全稳定运行，以达到电厂长周期运行的目的，企业在参考其他各地电厂防护情况的基础上，结合企业长期以来的设备运行检修经验，制定出了科学可行的锅炉水冷壁防磨损技术方案。
（耐材横梁+金属喷涂）水冷壁管综合防护技改方案是一种新型的锅炉水冷壁防磨损技术方案，其使用效果较好，极大地降低了水冷壁的磨损程度，提高了其使用寿命，保障了锅炉的稳定运行，目前该技术属于成熟应用阶段。
2 造成循环流水化锅炉水冷壁磨损的原因及解决方案
2.1 循环流水化锅炉水冷壁磨损原因
一般地，磨损最严重的区域主要集中在以下几个部位：①炉墙浇注料上缘水冷壁根部部位。
由于位于炉膛物料密相边缘区，不但受到严重的高速高浓度床料的强烈冲刷、磨损，而且存在严重的涡流效应、切割效应。
其原因是由于炉墙浇注料上缘的顶部提供了一个平台，当物料以较高的速度下降到该平台时产生反弹，其中水冷壁管侧反弹部分，对水冷壁管就产生了严重的切割效应。
（如图1）②炉膛下部水冷壁与中部水冷壁结合焊缝部位。
此处同样位于炉膛物料密相边缘区，由于在锅炉安装施工中焊口对接不平滑，及焊缝相对于平滑的水冷壁会形成台阶效应，在紧贴着水冷壁向下高速流动的物料长期冲刷下，焊口上缘会出现严重的冲刷磨损。
（如图2）③炉膛出口水冷壁后墙部位。
此处由于颗粒运行时受到烟气拐向离心惯性作用而引起磨损冲刷，在烟气出口两侧水冷壁局部磨损表现尤为明显。
■
图1 炉墙根部水冷壁磨损图 ; ;图2 水冷壁对接焊缝磨损图
在上述多种因素作用下，导致受热面管逐渐被磨蚀减薄，当局部承受不了管内水汽压力时即造成锅炉爆管而造成停炉。
2.2 防磨损技术方案
2.2.1 耐材横梁。
查阅目前国内对流化床锅炉研究理论表明：物料对管壁的磨损速率与物料速度成三次方关系，与颗粒直径成平方关系，与物料浓度成正比关系。
E=k·U3·d2·μ
式中：E——磨损速率，μm/100h;k——灰特性系数;U——物料速度，m/s;d——物料颗粒直径，m;μ——物料浓度，g/（m2·s）。
经过充分的综合分析后认为：首先，贴壁灰流的冲刷是造成磨损的根本原因，而根据磨损速率公式可以看出贴壁灰流的流速影响最大，因此只要降低了贴壁灰流的流速，磨损速率就会极大幅度的降低。
为此防磨损技术改造中引入了耐材横梁技术（如图3），贴壁灰流在下降过程中遇到了阻挡的耐材防磨横梁，有效地降低了流速。
■
防磨梁由耐火耐磨浇注料制成，防磨梁凸出管外沿约100mm，竖直宽度约100mm，总共设置2道防磨梁。
水冷壁下层对接焊缝处做1道耐材防磨梁，直接将焊缝进行覆盖，对最易磨损的部位形成最直接的保护。
第2道防磨梁距下部浇注料约2000mm处，目的是对炉膛密相边缘区高速的贴壁灰流进行减速和促使部分物料改变流动方向。
耐材防磨梁上部做成水平状，以利于自然储灰，当大流量的紧贴水冷壁管的“贴壁灰流”碰到耐材防磨梁的储灰时，被软阻挡，促使贴壁灰流减速。
2.2.2 金属喷涂。
根据流化床锅炉运行机理，锅炉内部的高温物料对受热面管壁的冲刷、磨损是不可避免的，但可以从材料工程技术应用上综合考虑，采用一些新的技术对受热面的物理性能指标进行改善，从而去降低磨损的程度和减缓磨损的速率。
采用超音速电弧喷涂配套使用HDS88A金属陶瓷丝材，实施喷涂在锅炉受热面水冷壁管壁上，可以获得高质量、高硬度的耐磨涂层，从而大大降低磨损的程度和减缓了磨损的速率。
涂层技术指标：厚度（0.7-0.9mm），硬度（≥HRC65），孔隙率（≤0.9%），结合强度（≥50MPa）。
2.2.3 综合实施方案。
首先对炉墙根部往上4米左右区域内、炉膛四角、烟气出口两侧区域等水冷壁管易磨损部位，采用超音速电弧喷涂工艺，喷一层厚度为0.6-
0.8mm的高温耐磨防腐的HDS88A金属合金涂层。
然后进行施工防磨横梁，第1道防磨横梁位置在离炉墙根部往上0.6m处，用于覆盖和保护下部水冷壁焊接焊缝，第2道防磨横梁根据具体磨损严重程度再向上0.6-1.5m处施工，根据实际使用效果，在密相区水冷壁制作二道横梁即可满足防护要求，而梁宽仅100mm，只打二道梁基本不会影响受热面的整体传热效果，却能很好地保护局部磨损特别严重部位，综合使用寿命可达一年以上。
3 祁东煤矿矸石电厂循环流化床锅炉水冷壁防磨损技术研究与应用
3.1 （耐材横梁+金属喷涂）水冷壁管综合防护技改方案的提出。
皖北煤电集团祁东煤泥矸石电厂锅炉选型为75T/H循环流化床锅炉，2005年电厂投产运行至今，设备总体生产工况良好，各项优点突出，但是通过长期生产中对设备的监督、检查与管理，也发现出一些危害较大的设备缺陷，其中以水冷壁管磨损问题较为严重。
为此，祁东煤泥矸石电厂积极借鉴其他电厂的防护情况，总结优化出（耐材横梁+金属喷涂）水冷壁管综合防护技改方案。
3.2 改造前后经济分析
①水冷壁爆管造成停炉1次，计算油电水、人工费用
2010年本厂因1#锅炉水冷壁管爆管造成停炉，造成影响发电时间6天，损失上网发电量为：
12500（千瓦）×24（小时）×6（天）×1（台锅炉） ×（1-13%扣除厂用电）=156.6万千瓦时，按本厂上网电价0.418元/千瓦时折算为65.5万元。
再次启动锅炉所耗用燃油、人工费用为：
3（吨）×1（万元/吨）×1（台锅炉） =3万元，我厂每次启动锅炉需耗费轻质燃用3吨，轻质燃用物资采购价1万元/吨，折算耗用共为3 万元。
（人工费用忽略不计）
②更换两台锅炉水冷壁管，停炉17天计算损失费用。
2010年因省级质检部门强制要求停炉更换锅炉水冷壁管，单台机组影响发电时间17天，两台机组共损失上网发电量为：12500（千瓦）×24（小时）×17（天）×2（台锅炉） ×（1-13%扣除厂用电）=887.4万千瓦时，按本厂上网电价0.418元/千瓦时折算为371万元。
③全年产生的经济效益为371+65.5+3=439.5万元。
3.3 发现、发明及创新点
采用受热面综合治理技术（耐材横梁+金属喷涂），可以有效降低水冷壁“贴壁灰流”对炉膛密相区水冷壁的磨损程度，耐材防磨梁的使用改善了炉内“贴壁灰流”磨损的相关环境，在不影响整体受热面出力的前提下，彻底杜绝了焊缝区域处的严重磨损，而结合金属喷涂技术进行
综合使用，防磨损效果更为明显，有效的解决了长期困扰安全生产的流化床锅炉受热面易磨损问题。
参考文献：
[1]董利锋.循环流化床锅炉水冷壁磨损原因探究及改造措施[J].化肥工业，2014（02）.
[2]位金栓，赵艳峰.循环流化床锅炉水冷壁磨损原因及应对措施[J].硅谷，2012（19）.
[3]吴永波.循环流化床锅炉水冷壁管磨损形式及防护措施[J].能源与环境，2012（03）.
作者简介：王辉（1979-），男，安徽钱营孜发电有限公司，本科，助理工程师，从事火力发电厂技术及检修管理工作。