CFB锅炉水冷壁部位采用耐火耐磨材料的防磨设计

CFB锅炉水冷壁的防磨区域可以分为上、下两部分，水冷壁下部固体颗粒浓度高，磨损剧烈，因此采用浇筑耐磨材料的措施。由于CFB锅炉没有类似鼓泡床锅炉的埋管受热面，密相区的防磨可靠性更高。一般在水冷壁下部浇筑一定厚度的耐火材料就可以达到防磨的目的，为了防止延展性很差的耐火材料在温度循环变化中拉裂脱落，要设置足够的销钉来承托耐火材料。实践也表明，施工质量会影响耐磨材料的使用效果，在使用中要按照材料的技术要求进行施工，注意耐火材料的施工工艺和养护要求。

水冷壁上部固体颗粒浓度相对较低，防磨设计一般采用增加磨损裕量的方法，同时上部水冷壁尽量避免不规则的结构。炉膛内布置的屏式受热面穿出水冷壁处的弯头和水平管，可以在迎风面前几排管子处局部敷设耐火浇注料。一些产生涡流的区域，还可以喷涂耐磨涂层。喷涂前要先进行除锈处理，并且表面要达到一定的粗糙度，然后采用超音速电弧喷涂或者火焰喷涂，在需要保护的金属表面形成多层厚度很薄的防磨层。进行喷涂工艺要注意涂层要光滑，不能存在凸台，并且与周围的结构平滑过渡。

烟气携带的一部分固体颗粒会在贴近水冷壁表面形成下降的颗粒流，从上至下颗粒流的浓度和速度逐渐增加，磨损越来越强。在水冷壁下部耐火材料浇注区顶部和水冷壁上部之间的过渡区域的防磨是设计的难点，此处区域经常发生磨损爆管事故。最早的设计采用逐渐减薄耐火材料层厚度的平滑过渡方式，见图1(a)，但这种结构并没有减轻磨损情况，主要原因是贴近壁面的烟气流速很低，沿壁面从上向下回流的固体颗粒流不断汇聚并在重力作用下速度增加，在过渡区与上升的烟气形成涡流，在稍高于过渡区的区域形成强烈的磨损。

后来提出了一种承灰台结构，希望避免涡流区的磨损，承灰台有一定的宽度，运行的一些积灰堆积在上面，对向下的颗粒流起到缓冲作用。实际运行表明，承灰台对减轻过渡区磨损有一定作用，但是还不能完全解决磨损问题，虽然在积灰处避免了磨损，但是积灰处稍高的区域仍然有明显的磨损情况发生。经过长期实践总结，设计出了一种防磨性能较好的让管结构，见图1(c)，在磨损严重的过渡区上部水冷壁管道向外凹，避开了回流的固体颗粒流冲刷，水冷壁下部的耐磨材料一直浇筑到让管区域，并且与水冷壁平齐。国内多台机组运行实践表明，让管结构可以有效地减轻过渡区的磨损，长期运行之后，水冷壁管子壁厚只有较少的减薄，而且磨损均匀，不会发生局部强烈磨损现象。