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摘要：循环流化床锅炉是近些年发展起来的新型煤燃烧技术，本文通过分析流化床锅炉受热面磨损的相关原因以及受影响因素，提出了对循环流化床锅炉受热面防磨防爆的办法。
关键词：大型循环流化床锅炉；防磨防爆；受热面
由于循环流化床锅炉具有众多优点，包括广泛燃料适应性、能完成炉内脱硫以及燃烧效率高等特点，从而在当今社会得到了飞速发展。循环流化床锅炉的燃烧原理是采用流态化的形式，该方式是存在于链条炉固定燃烧与煤粉炉悬浮燃烧之间的一种燃烧方法，又可称为半悬浮燃烧方式。流态化所指的是固定颗粒在空气的作用下呈现流动状态，因而能拥有较多流体性质的状态。循环流化床锅炉炉内具有众多物料，这些物料受到锅炉一次风与二次风的作用会呈现出流化状态，通常是依据物料浓度的不同来划分炉膛，主要分为三个部分包括密相区、稀相区以及过渡区，而密相区含有较大的固体颗粒浓度，使得循环流化床锅炉受热面发生严重磨损。对受热面磨损的检修会消耗巨大人力、财力、物力，为公司带来严重损失。因此，必须采取有效措施来解决这些问题，本文对此进行了探究。
一、循环流化床锅炉受热面磨损的相关原因
锅炉受热面受到磨损和运行方式有重要关系，因其流化床锅炉应用的是流化燃烧技术，燃料在炉内是借助物料循环系统反复循环燃烧是其最大特点，让燃料颗粒停留在炉内的时间明显延长，直到烧尽为止。依据相关资料显示，锅炉磨损和固体床料的颗粒特征、浓度、流道几何形状以及速度等因素有关系，流化床锅炉相比于传统锅炉，在炉内的床料浓度要远远高于常规锅炉，在尾部烟道的烟气流速达到了每秒8～16米，从而流化床锅炉磨损度相比于常规锅炉要严重更多。因此，循环流化床锅炉的磨损问题，成为了流化床锅炉经济发展以及实现经济效益的最大阻碍。
含灰气流以相对角度与速度通过受热面时，一部分灰粒子具有动能，每次撞击受热面后，都会把细微的金属屑切削掉，导致管壁越来越薄，我们把该现象称为磨损（如图1所示）。受热面的磨损依据原因的不同分为冲刷与撞击两类。冲刷磨损指的是冲刷固体表面被颗粒切削，使得固体金属壁面因切削而产生磨损；撞击磨损指的是固体壁面受到颗粒的垂直撞击，从而形成细微的塑性形变与显微裂纹，受到长时间的众多颗粒反复撞击下，塑性形变层会逐渐整片掉落而产生磨损。流化床锅炉受热面的磨损则是因冲刷磨损结合撞击磨损共同导致的结果。
二、影响循环流化床锅炉受热面磨损的相关因素
（一）烟气速度
影响流化床锅炉受热面磨损的主要原因为烟气速度，通常认为磨损量A同烟气速度V之间具有指数X的关系，即是指X值大小同灰粒浓度与性质等因素相关，正常运行状态下，X一般会高于3，烟气流速V越大，指数X将越大，呈正相关关系。实际运行状况下，运行的实际工况往往会比设计工况复杂，引风量以及送风量都会比设计风量高，导致实际烟气流速往往要高出设计流速，使得受热面的磨损更重。
（二）颗粒大小
流化床受热面的磨损同物料直径大小存在密切关系，物料直径小，受热面的冲蚀磨损则相应较小，物料直径加大，受热面的磨损量也会随之增。
（三）颗粒成分
循环流化床锅炉炉内的物料成分主要是钙、硅、铝、硫等物质，含有硅与铝的成分高的物料对受热面的磨损要强于含有钙与硫成分的物料。
三、防止循环流化床锅炉受热面磨损与爆破的办法
（一）强化防磨防爆检查工作
若发现管壁或者弯头出现显著磨损情况时，需要及时装置阻流板与防磨护瓦设备；若发现管壁厚度降低至壁厚的三分之一且蠕胀扩增至管壁直径的四分之一时，需要及时行割管检查或是替换割管。
（二）改善异常因素导致的水冷壁磨损爆管
非正常因素包括锅炉安装与检修时未能达到安装工艺标准，具体表现为水冷壁焊接缝隙没能打磨平滑，造成水冷壁发生磨损；水冷壁上出现钢筋与销钉等凸出物，造成水冷壁发生磨损；炉膛内部进煤口让管处、各热工测点的让管处以及风管让管处未能得到较好的扣护，造成水冷壁发生磨损；炉膛顶棚管上销钉密度小使得耐磨可塑料掉落造成的磨损；耐磨浇注料施工未能达到工艺标准，造成水冷壁发生磨损；水冷壁经耐磨合金材料喷涂后产生局部脱落，造成水冷壁发生磨损；旋风分离器内部和水平烟道的销钉焊接密度低形成的耐磨可塑料掉落造成受热面磨损爆破。对于上述的这些非正常因素，各电厂必须加强重视，尽量减少异常因素形成的水冷壁发生磨损。具体措施包括：
对于水冷壁上的凸出物必须将其打磨平整；炉膛内各空洞让管处需要加强防护瓦的扣护，或者防护好耐磨可塑料；水冷壁喷涂的耐磨合金发生掉落时应当停炉检查并及时予以补喷；实施耐磨浇注料时，对配制工艺与倒打工艺要严格检查；炉膛顶棚管销钉密度、旋风分离器内的销钉密度以及水平烟道销钉密度低时，要及时依照规定的密度重新或者补焊浇注料，实现防磨效果。
（三）装置防磨横梁设备
部分电厂对流化床锅炉安装了多阶式防磨梁，将多阶式防磨梁设备装置到炉膛密相区以上的扩展水冷壁与直段水冷壁上（如图2所示），能够有效减少贴壁流与浓度。此设备主要包括销钉、耐磨耐火可塑料以及龟甲网构建成的凸台，同时借助销钉与龟甲网把凸台固定到水冷壁以及水冷屏上。前后墙的防磨设备包括11道防磨梁，左右侧墙的防磨设备包括9道防磨梁。以上方施工范围由下至上依据一定高度来合理装置。预先对多阶式防磨梁装置的设计，导致灰颗粒可以在回落过程内实现软着陆的目标，从而降低水冷壁的磨损。防磨梁虽然能缓解防磨问题，但可能会因为加装的防磨梁道数太多导致物料阻力增加，引风机出力增强，尾部烟温升高，减温水量增加，从而影响锅炉经济性。针对此类情况，电厂可以相应减少防磨梁道数与厚度，将角度做相应调整，降低防磨梁对物料的阻力。
四、结束语
综上所述，循环流化床锅炉受热面的磨损爆管会严重影响机组的安全以及经济运行，本文通过对流化床锅炉受热面磨损的相关原因以及受影响因素予以分析，提出一些防磨防爆的办法，为机组的管理提供参考依据。
参考文献：
[1]李新民.大型循环流化床锅炉受热面防磨防爆分析[J].广东电力，2009，22（12） [2]李智波，赵斌，李均昊等.150MW循环流化床锅炉节能分析[J].节能，2011，30（5）
[3]陶树成，高子义，韩秋月等.防止220 t/h循环流化床锅炉受热面磨损爆管的措施探讨[J].化工科技，2010，18（4）
关键词：大型循环流化床锅炉；防磨防爆；受热面
由于循环流化床锅炉具有众多优点，包括广泛燃料适应性、能完成炉内脱硫以及燃烧效率高等特点，从而在当今社会得到了飞速发展。循环流化床锅炉的燃烧原理是采用流态化的形式，该方式是存在于链条炉固定燃烧与煤粉炉悬浮燃烧之间的一种燃烧方法，又可称为半悬浮燃烧方式。流态化所指的是固定颗粒在空气的作用下呈现流动状态，因而能拥有较多流体性质的状态。循环流化床锅炉炉内具有众多物料，这些物料受到锅炉一次风与二次风的作用会呈现出流化状态，通常是依据物料浓度的不同来划分炉膛，主要分为三个部分包括密相区、稀相区以及过渡区，而密相区含有较大的固体颗粒浓度，使得循环流化床锅炉受热面发生严重磨损。对受热面磨损的检修会消耗巨大人力、财力、物力，为公司带来严重损失。因此，必须采取有效措施来解决这些问题，本文对此进行了探究。
一、循环流化床锅炉受热面磨损的相关原因
锅炉受热面受到磨损和运行方式有重要关系，因其流化床锅炉应用的是流化燃烧技术，燃料在炉内是借助物料循环系统反复循环燃烧是其最大特点，让燃料颗粒停留在炉内的时间明显延长，直到烧尽为止。依据相关资料显示，锅炉磨损和固体床料的颗粒特征、浓度、流道几何形状以及速度等因素有关系，流化床锅炉相比于传统锅炉，在炉内的床料浓度要远远高于常规锅炉，在尾部烟道的烟气流速达到了每秒8～16米，从而流化床锅炉磨损度相比于常规锅炉要严重更多。因此，循环流化床锅炉的磨损问题，成为了流化床锅炉经济发展以及实现经济效益的最大阻碍。
含灰气流以相对角度与速度通过受热面时，一部分灰粒子具有动能，每次撞击受热面后，都会把细微的金属屑切削掉，导致管壁越来越薄，我们把该现象称为磨损（如图1所示）。受热面的磨损依据原因的不同分为冲刷与撞击两类。冲刷磨损指的是冲刷固体表面被颗粒切削，使得固体金属壁面因切削而产生磨损；撞击磨损指的是固体壁面受到颗粒的垂直撞击，从而形成细微的塑性形变与显微裂纹，受到长时间的众多颗粒反复撞击下，塑性形变层会逐渐整片掉落而产生磨损。流化床锅炉受热面的磨损则是因冲刷磨损结合撞击磨损共同导致的结果。
二、影响循环流化床锅炉受热面磨损的相关因素
（一）烟气速度
影响流化床锅炉受热面磨损的主要原因为烟气速度，通常认为磨损量A同烟气速度V之间具有指数X的关系，即是指X值大小同灰粒浓度与性质等因素相关，正常运行状态下，X一般会高于3，烟气流速V越大，指数X将越大，呈正相关关系。实际运行状况下，运行的实际工况往往会比设计工况复杂，引风量以及送风量都会比设计风量高，导致实际烟气流速往往要高出设计流速，使得受热面的磨损更重。
（二）颗粒大小
流化床受热面的磨损同物料直径大小存在密切关系，物料直径小，受热面的冲蚀磨损则相应较小，物料直径加大，受热面的磨损量也会随之增。
（三）颗粒成分
循环流化床锅炉炉内的物料成分主要是钙、硅、铝、硫等物质，含有硅与铝的成分高的物料对受热面的磨损要强于含有钙与硫成分的物料。
三、防止循环流化床锅炉受热面磨损与爆破的办法
（一）强化防磨防爆检查工作
若发现管壁或者弯头出现显著磨损情况时，需要及时装置阻流板与防磨护瓦设备；若发现管壁厚度降低至壁厚的三分之一且蠕胀扩增至管壁直径的四分之一时，需要及时行割管检查或是替换割管。
（二）改善异常因素导致的水冷壁磨损爆管
非正常因素包括锅炉安装与检修时未能达到安装工艺标准，具体表现为水冷壁焊接缝隙没能打磨平滑，造成水冷壁发生磨损；水冷壁上出现钢筋与销钉等凸出物，造成水冷壁发生磨损；炉膛内部进煤口让管处、各热工测点的让管处以及风管让管处未能得到较好的扣护，造成水冷壁发生磨损；炉膛顶棚管上销钉密度小使得耐磨可塑料掉落造成的磨损；耐磨浇注料施工未能达到工艺标准，造成水冷壁发生磨损；水冷壁经耐磨合金材料喷涂后产生局部脱落，造成水冷壁发生磨损；旋风分离器内部和水平烟道的销钉焊接密度低形成的耐磨可塑料掉落造成受热面磨损爆破。对于上述的这些非正常因素，各电厂必须加强重视，尽量减少异常因素形成的水冷壁发生磨损。具体措施包括：
对于水冷壁上的凸出物必须将其打磨平整；炉膛内各空洞让管处需要加强防护瓦的扣护，或者防护好耐磨可塑料；水冷壁喷涂的耐磨合金发生掉落时应当停炉检查并及时予以补喷；实施耐磨浇注料时，对配制工艺与倒打工艺要严格检查；炉膛顶棚管销钉密度、旋风分离器内的销钉密度以及水平烟道销钉密度低时，要及时依照规定的密度重新或者补焊浇注料，实现防磨效果。
（三）装置防磨横梁设备
部分电厂对流化床锅炉安装了多阶式防磨梁，将多阶式防磨梁设备装置到炉膛密相区以上的扩展水冷壁与直段水冷壁上（如图2所示），能够有效减少贴壁流与浓度。此设备主要包括销钉、耐磨耐火可塑料以及龟甲网构建成的凸台，同时借助销钉与龟甲网把凸台固定到水冷壁以及水冷屏上。前后墙的防磨设备包括11道防磨梁，左右侧墙的防磨设备包括9道防磨梁。以上方施工范围由下至上依据一定高度来合理装置。预先对多阶式防磨梁装置的设计，导致灰颗粒可以在回落过程内实现软着陆的目标，从而降低水冷壁的磨损。防磨梁虽然能缓解防磨问题，但可能会因为加装的防磨梁道数太多导致物料阻力增加，引风机出力增强，尾部烟温升高，减温水量增加，从而影响锅炉经济性。针对此类情况，电厂可以相应减少防磨梁道数与厚度，将角度做相应调整，降低防磨梁对物料的阻力。
四、结束语
综上所述，循环流化床锅炉受热面的磨损爆管会严重影响机组的安全以及经济运行，本文通过对流化床锅炉受热面磨损的相关原因以及受影响因素予以分析，提出一些防磨防爆的办法，为机组的管理提供参考依据。
参考文献：
[1]李新民.大型循环流化床锅炉受热面防磨防爆分析[J].广东电力，2009，22（12） [2]李智波，赵斌，李均昊等.150MW循环流化床锅炉节能分析[J].节能，2011，30（5）
[3]陶树成，高子义，韩秋月等.防止220 t/h循环流化床锅炉受热面磨损爆管的措施探讨[J].化工科技，2010，18（4）