循环流化床锅炉防磨控制与处理

论文

浅谈锅炉磨损控制与处理

申请人：王智华

学科（专业）：热能动力工程

指导教师：王长安

2013年6月

摘要

循环流化床燃烧技术是一项近20年发展起来的清洁煤燃烧技术，是继链条炉、煤粉炉发展起来的高效率、低污染的新炉型，因其燃烧效率高、煤种适应性广、负荷调节范围大、氮氧化物排放低、易于脱硫等优点而备受青睐，已在世界范围内得到了广泛的应用和推广。随着循环流化床燃烧技术的日益成熟，循环流化床锅炉也以其大量的运行实践被公认为极具发展前途的炉型之一，成为今后电站锅炉的发展趋势。但这种炉型有一种致命弱点，就是磨损问题、也是严重制约了该炉型长周期经济的运行。为此，我对影响锅炉不同部位磨损的因素进行了分析，并总结探索不同的防磨措施，发现锅炉的运行周期有了很大的提高。在此基础我也察看了其他电厂的技术资料，发现做好锅炉防磨控制与处理对提高锅炉运行周期具有积极作用。

总之，本文通过分析CFB锅炉各部位的磨损形式、磨损机理，并提出了有效的防范措施，对提高循环流化床机组运行周期与经济性具有重要意义。希望大家能够互相参考研究。

关键词：循环流化床锅炉、磨损、机理、部位、原因、措施

论文类型：应用研究

1 目录

1 磨损的概念与评价 (3)

1.1 磨损的概念 (3)

1.2 磨损的主要危害 (3)

1.3 磨损的评价指标 (3)

1.3.1 磨损量 (3)

1.3.2 磨损率 (3)

1.3.3 耐磨性 (3)

2 磨损产生的机理 (4)

2.1 机理一 (4)

2.2 机理二 (5)

2.3 水冷壁磨损机理 (5)

2.4 耐火耐磨材料磨损机理 (6)

3 CFB锅炉不同位置的磨损 (8)

3.1 受热面磨损 (8)

3.2 耐火材料磨损 (8)

3.2.1 耐火材料的作用 (9)

3.2.2 CFB锅炉使用耐火材料的区域 (9)

4 影响磨损的原因分析及其防磨技术措施 (10)

4.1 受热面 (10)

4.1.1 炉膛水冷壁磨损主要集中在以下六个区域： (10)

4.1.2 影响循环流化床锅炉受热面磨损的因素： (10)

4.1.3 受热面防磨技术措施 (12)

4.2 耐火材料 (17)

4.2.1 耐火材料选择： (17)

4.2.2 耐火材料破环的原因分析: (18)

4.2.3 运行中磨损原因： (19)

4.2.4 简单介绍磨损部位安装施工问题： (20)

4.2.5 减少耐火材料损坏措施 (21)

4.2.6 运行防磨 (22)

5 结论与展望 (25)

致谢.............................................................................................. 错误！未定义书签。参考文献 (26)

1磨损的概念与评价

1磨损的概念与评价

1.1磨损的概念

物体工作表面的材料在相对运动中不断发生损耗、转移或产生残余变形的现象。也就是说流体或固体颗粒以一定的速度和角度对受热面和耐火材料表面进行冲击所造成的磨伤和损坏。还可以说磨损是

物体表面与磨粒相互摩擦引起表面材料损失的现象，它是指一个表面同它相匹配表面上的硬质物体或硬质颗粒，产生切削或刮擦作用，引起材料表面破坏。另一种说法：磨损是由于表面的相对运动，使物件工作表面上逐渐丧失物质的现象，属慢性失效。在机械零件或耐火材料相对运动的部分被磨损剥离、或严重地发生表面塑性变形而失效，都称为磨损。

按照磨损机理可分为：黏着磨损、疲劳磨损、磨料磨损、腐蚀磨损、微动磨损等。

1.2磨损的主要危害

循环流化床锅炉主要分受热面磨损和耐火材料磨损。在受热面磨损中，不管是水管、汽管、烟管还是风管的磨损，轻者导致热应力变化，使其受热不均匀，重者造成爆管或受热面泄露，严重时导致锅炉停炉；耐火材料磨损会使耐火层脱落、锅炉漏风或加重磨损受热面；风帽磨损导致布风不均匀，严重时会使锅炉结焦，这些都将不同程度影响锅炉正常及安全经济运行。

1.3磨损的评价指标

1.3.1磨损量（mm mm3 mg)

用材料的长度、体积或质量的变化来反应材料的总耗损量

1.3.2磨损率(mm/h mm3/h mg/h)

就是材料磨损的速度

1.3.3耐磨性(h/mm h/mg h/mm3)

在一定条件下，材料抵抗磨损的性能

2 磨损产生的机理

2.1机理一

冲击磨损

当固体颗粒沿垂直方向冲击受热面管子时，管子表面出现塑性变形或产生显微裂纹。（如下图一）

切削磨损

当固体颗粒以与受热面平行的方向，高速冲刷管子时，对管子表面产生刨削作用，使管壁变薄。（如下图二）

接触疲劳磨损

气流横向冲刷管子时，管子背面形成涡流，固体颗粒在涡流处对管子背面产生的磨损。（如下图三）

（图一）冲击磨损 （图二）切削磨损 （图三）接触疲劳磨损

2.2 机理二

磨粒磨损的机理有三种假说：（1）微切削假说，即磨粒磨损是由于磨粒颗粒沿金属表面进行微量切削过程引起的；（2）疲劳破坏假说，即磨粒磨损是磨粒使金属表面层受交变应力和变形，使材料表面疲劳破坏；（3）压痕假说，对于塑性较大的材料，因磨粒在力的作用下压入材料表面而产生压痕，从表面层上挤出剥落物。

总之，磨粒磨损的机理是属于磨料颗粒的机械作用，它在很大程度上与磨粒的相对硬度、形状、大小、固定程度以及载荷作用下磨粒与被磨表面的力学性能有关。

2.3 水冷壁磨损机理

在循环流化床锅炉中，气固两相流之间的滑移速度很大。在炉膛内部中心区域，流化风速高，而在炉壁附近，流化风速偏低，颗粒团随着气流向上运动的同时，固体颗粒也向流化风速较低的炉壁方向滑移聚集，并且沿炉壁向下流动，产生一个强烈的炉内循环运动，形成流化床锅炉典型的环—核空气动力学结构。物料在炉膛四周形成向下的，逐渐加厚的高浓度质量回流，使炉膛内颗粒质量浓度的分布特性呈下高上低状态，越靠近炉

涡

流

膛下部，其颗粒直径越大，质量浓度也越高，因此下部密相区的磨损速率远高于上部稀相区。

炉壁的磨损，主要跟回料过程有关，当炉壁平滑垂直时，一般只发生低应力滑动擦伤磨损，其磨损较轻。而造成回流磨损较严重的局部磨损，危害性最大，往往是造成炉膛爆管的主要形式。局部磨损大多数是受热面结构原因所致，在炉膛壁面物的主要形式。局部磨损大多数是受热面结构原因所致，在炉膛壁面物料贴壁面回流过程中，遇到局部障碍物或凸台（凸台高度一般是微细灰粒直径的数倍）后，改变该部位的颗粒流动方向，颗粒分流到障碍物的两侧，形成对管材的斜冲刷磨损；或颗粒物料回流到凸台上形成反弹，部分颗粒反弹到水冷壁上，形成对管壁的斜冲刷和正撞击磨损。

磨损的强烈程度与障碍物的形状，凸台大小密切相关，凸台越大，大颗粒物料的反弹几率越多，磨损越严重，磨损范围越大；反之，磨损范围则小。一般情况下，大于凸台尺寸的回流颗粒起初反应并不敏感，大颗粒物料的反弹几率极低，它会沿凸台滑动或滚动而过。直径小于凸台高度的颗粒首先发生分流或反弹，管壁形成创伤后，磨损向管壁的母材深处发展，被磨损部位的管壁逐渐减薄，凸台则逐渐增大。随着磨损增加，凸台厚度逐渐加大，大尺寸颗粒的反弹几率增加，形成恶性循环，直至磨损到水冷壁的强度被破坏（爆管）。

实验研究表明：锅炉受热面管壁金属表面的磨损量存在

以下关系：T=Cη2μω3τ

?T——管壁金属表面的磨损量，g/m2；

?τ——时间，h；

?η——飞灰撞击率，与飞灰浓度、飞灰颗粒直径、烟气流的粘

性、烟气流速以及管子的直径有关，飞灰颗粒大小及其分布特

性与煤的燃烧特性、细度、燃烧方式以及燃烧条件有关。

?μ——烟气中飞灰质量浓度，g/m3；

?ω——飞灰颗粒的流速，可近似地取用等于烟气流速。m/s；

?C——比例常数，代表了飞灰颗粒的磨损特性，与煤种有关。

2.4耐火耐磨材料磨损机理

造成耐火耐磨材料破坏和脱落的主要原因有：

有些耐磨料本身的成分配比不符合要求，使耐磨料的稳定性达不到设计要求，表面硬度减弱以及粘结力降低，耐磨料极易磨损和脱落。

设计结构不合理也会造成耐磨料脱落，如抓丁、拉砖钩数量较少以及设计强度降低都会造成耐磨料大面积脱落。

施工工艺不良也容易造成耐磨料的损坏，在施工过程中没有严格按照

料、高温粘合剂浓度进行合理配比，耐磨料中水分较大或者没有严格按照烘炉特性曲线进行烘炉、施工时预留的膨胀缝不符合要求或膨胀缝设计存在问题等，在运行中极易造成耐磨料大片脱落。

温度循环波动和热冲击以及机械应力造成了耐火材料的裂缝和剥落。温度循环波动时，由于耐火材料骨料和黏合料的热膨胀系数不同，继而形成内应力破坏耐火材料，这常常造成耐火材料内衬的大裂缝和剥落。温度快速变化产生的热冲击（如启动时）可使耐火材料内的应力超过抗拉强度而产生剥落。

固体物料的冲刷造成耐火材料的破坏。

耐火材料性质变化造成的磨损。例如因金属的渗透而造成耐火材料渐衰失效和渗碳造成耐火材料的变质破坏等。

3 CFB锅炉不同位置的磨损

3.1受热面磨损

在循环流化床锅炉中，由于炉内固体物料浓度、粒径比煤粉炉要大得多，所以流化床锅炉受热面的磨损要严重得多，但炉内磨损并不是均匀，一般磨损部位有一下几处：

●风帽磨损，最严重的区域在物料返料口附近

●由于风帽处于沸腾的床料激烈的摩擦中，因此磨损较为严重。CFB锅炉物料流动的一个特点是炉膛中心的物流上升速度较快，接触四周膜式壁的物料流速较慢，且沿壁面向下流动（即壁面流）。上升中心流与下降环流在炉内形成"内循环"，因此布风板边缘上的风帽朝向炉墙的一侧磨损相对偏重，且靠近下煤口和返料口处的风帽磨损更为严重些。

●水冷壁磨损，最严重部位炉膛下部水冷壁与耐火浇注料交界处、炉膛四角区域以及一些不规则管壁，这些不规则管壁包括穿墙管、炉墙开孔处的弯管、管壁上焊缝等

●二次风喷嘴处和热电偶插入处。

●高温旋风分离器的入口烟道及上部区域以及中心筒。

●对流烟道受热面的某些部位，如过热器、省煤器和空气预热器的某些部位。

●外置换热器的磨损。

循环流化床锅炉主要分受热面磨损和耐火材料磨损。在受热面磨损中，不管是水管、汽管、烟管还是风管的磨损，轻者导致热应力变化，使其受热不均匀，重者造成爆管或受热面泄露，严重时导致锅炉停炉；耐火材料磨损会使耐火层脱落、锅炉漏风或加重磨损受热面；风帽磨损导致布风不均匀，严重时会使锅炉结焦，这些都将不同程度影响锅炉正常及安全经济运行。

3.2耐火材料磨损

长期在高温条件下运行的循环流化床锅炉，启停及负荷变化容易造成反复的热冲击，炉内又有大量高速运动的高温固体物料冲击，因此在燃烧室中需要使用耐火材料来对受热面等进行保护。另外在高温分离器、烟道及物料回送管路等处也要使用大量耐火材料。然而运行中，经常会由于种

种原因造成耐火材料脱落，调查表明在锅炉事故中因耐火材料层脱落而造成的事故约占15%，他是仅次于受热面磨损的第二大事故原因。

3.2.1耐火材料的作用

1）防止锅炉高温烟气和物料对金属构件的高温氧化腐蚀和磨损；

2）有隔热的作用

3.2.2CFB锅炉使用耐火材料的区域

1、布风板与风帽之间；

2、炉内下部四周水冷壁表面；

3、屏式过热器下端表面；

4、炉膛出烟口内表面及与出烟口相邻的后墙部分表面；

5、旋风分离器内表面；

6、料腿及回料腿内表面；

7、出口烟道内表面；

8、尾部受热面集箱表面

（如下图四）CFB锅炉耐火材料使用区域（黑实线）

（图四）

4 影响磨损的原因分析及其防磨技

术措施

4.1受热面

4.1.1炉膛水冷壁磨损主要集中在以下六个区域：

●炉膛下部卫燃带与水冷壁管过渡区域管壁冲刷、撞击磨损；

●炉膛中、下部四角区域管壁冲刷磨损；

●炉膛出口两侧墙管壁切向冲刷磨损；

●水冷壁对接焊缝冲刷磨损；

●不规则区域（如穿墙管、热电偶、看火孔、浇注料凸台、炉

膛开孔处弯管等）管壁冲刷、撞击磨损。

●密相区浇注料易磨损区域（如落煤口、返料口、二次风口）

冲刷磨损。

4.1.2影响循环流化床锅炉受热面磨损的因素：

●床料的特性

床料特性的影响：

⑴固体颗粒的流动速度⑵颗粒的大小⑶颗粒的浓度⑷颗粒的硬度（灰分多，劣质煤硬度大）⑸颗粒的密度和形状⑹颗粒的成分（硅、铝含量高，磨损性强）

●物料循环方式

物料循环对磨损的影响：如下图

400℃ 温度

说明：

1）当温度很低时，温度的变化与磨损关系不大；

磨

损

速

度

金属受热面壁温的影响

易磨

损区

去分

离器

物料循环

2）当温度达到400度左右时，温度提高，磨损急剧减轻；

3）温度继续升高，磨损又开始加剧

原因：

1）当温度很低时，温度的变化不会影响床料和金属壁面的硬度，故对磨损影响不大；

2）当温度达到400度左右时，金属表面形成了氧化膜（Fe2O3 Fe3O4 FeO），其硬度远远大于金属本身的硬度，故磨损减轻

3）温度继续升高，氧化膜的成分发生了变化，硬度降低，磨损加剧

●金属受热面壁温的影响

●受热面的布置方式

4.1.3受热面防磨技术措施

一、主动多阶式防磨梁技术

●耐火耐磨材料形成凸台，沿水冷壁高度方向以一定间距水平或倾斜多阶布置

●防磨凸台显著降低了炉膛贴壁流的速度和浓度（贴壁流速度可由8m/s 减少到2m/s）

●保证水冷壁管的耐磨寿命由3个月左右延长到1年以上

技术特点:

主动方式，降低了炉膛贴壁流的速度和浓度

安装简单方便，不需对炉膛水冷壁进行大量改造

运行可靠，检修简单方便

如：炉膛内增加四道防磨梁

从循环流化床锅炉磨损机理可以看出，受热管壁的磨损

量与飞灰颗粒流速的三次方成正比，与烟气中飞灰质量浓度

成正比，因此降低物料沿壁面下降速度流和质量流，可以降

低炉膛水冷壁管的整体磨损速率。从炉膛卫燃带往上至炉膛

上部人孔处增加了四道防磨梁。每道防磨梁间距约2米，其

中第二道和第四道防磨梁设置在水冷壁对接焊缝上，第一道

防磨梁设置在卫然带浇注料往上约2米位置，第三道防磨梁

设置在第二道和第四道防磨梁之间。

炉内防磨梁技术由西安热工研究院有限公司研发，并已在国内30多台135MW等级上以的CFB锅炉广泛采用，主要是在锥段上水冷壁加装间距不等的多道耐火防磨横梁，通过降低炉膛四周近壁区颗粒团（贴壁流）沿着壁面向下加速流动的速度，减轻下落粒子对管壁的冲击来减轻磨损。这种防磨梁凸台主要由耐磨耐火浇注和龟甲网组成，通过销钉将凸台固定在水冷壁上，凸台沿水冷壁高度方向以一定间距水平或倾斜多阶布置，安装简单方便，无需对炉膛水冷壁进行大量改造，运行可靠，防磨效果较为理想，无论是新建机组还是已投运机组均可采用。

二、卫燃带区域防磨处理

磨损原因主要是浇注料与水冷壁过渡区域凸台受物料下降流碰撞、冲

刷，对凸台接触面处水冷壁管形成冲刷凹痕

采取措施：降低浇注料至水冷壁让管处，重新施工可塑料，避免飞灰颗粒的堆积和形成新的磨损。对已磨损水冷壁管进行堆焊后打磨平整，着色检查合格，在水冷壁管外增加防磨瓦。同时，对卫燃带膜式水冷壁过渡区域自浇注料往上至1.5米处喷涂耐磨合金进行防磨。

三、不规则区域的防磨处理

不规则区域磨损主要指使飞灰沿壁面下降过程中，流动方向改变，对水冷壁形成冲刷磨损的区域，如屏过穿墙管、看火孔处弯管、热电偶、水冷壁对接焊缝、浇注料与水冷壁过渡区域。即使很小的不规则几何尺寸，都会形成很大的磨损，主要原因是不规则管壁对局部流动特性扰动较大，高速、高浓度飞灰沿壁面下降过程遇不规则壁面改变流向冲刷水冷壁而成。

采取措施：对该区域进行仔细检查，对磨损严重水冷壁管进行堆焊-打磨-着色检查或换管，对易磨损区域增加防磨瓦、热喷涂和重新施工可塑料，定期进行检查和更换防磨瓦等。

四、其他水冷壁防磨措施

（1）敷设耐火材料

这种方式需要在水冷壁管上焊接销钉以固定耐火材料，耐火材料的敷设厚度一般控制在50～70mm。该技术在锅炉密相区和炉膛出口周围广泛应用，施工简单，防磨效果好，但会导致锅炉换热特性下降，敷设完成后还需要进行烘炉和热养护。

（2）焊接护瓦

这种方式主要用于水冷壁与耐火材料的结合部位，尤其是在密相区上部与水冷壁结合部位、分离器出口附近敷设耐火材料的水冷壁管边缘部位、炉膛顶部敷设耐火材料水冷壁管的边缘部位、尾部受热面蛇形管的迎风面、风水联合冷渣管蛇形管的迎风面等，防磨效果相对较好。防磨护瓦受热不均容易导致护瓦变形，部分护瓦变形后会造成局部区域的磨损加剧，从而影响防磨效果，并且检修和维护工作量较大。

（3）金属喷涂

金属喷涂一般用在密相区上部水冷壁1～2m、给煤口正面的水冷壁、中隔墙水冷壁下的前后墙水冷壁、炉膛的四角、炉膛顶部、尾部烟道顶部等部位。目前，超音速电弧喷涂和超音速火焰喷涂应用较多。超音速电弧喷涂先用高铬镍基钛合金材料打底形成过渡涂层，再在打底层上面喷涂一层高耐磨的金属陶瓷涂层，均匀喷涂4遍，使涂层厚度达到0.5～0.8mm 以上，涂层边沿平滑过渡；电弧喷涂涂速度高，涂层化学成分和硬质相含量易调整，在电厂CFB锅炉水冷壁防磨中应用较广；超音速火焰喷涂利用丙浣、丙烯等碳氢系燃气或氢气与高压氧气在特制的燃烧室（喷嘴）内燃

烧产生的高温高速焰流进行喷涂，将粉末沿轴向或侧向送进焰流中，粉末粒子被加热到熔化或半熔化状态的同时，被加速到300～600m/s撞击在基体上后形成高强度致密涂层。该方法成本高，现场作业困难，粉末消耗量大，对粉末要求苛刻，而且易出现喷涂层本体磨损，喷涂层起皱脱落等问题。

需要指出的是，喷涂后水冷壁管换管时，必须将坡口喷涂层处理干净（处理高度距焊口控制在30～50mm，下部焊口选下限，上部焊口选上限），否则金属喷涂层中的Cr、Ni在焊接时会在高温下溶化，进入焊接液引起脆性裂纹。例如，某发电公司1号炉防磨喷涂管换管时就因此3次返工，仅水冷壁换管一项检修项目（共42道焊口）就耗时15天。

（4）让管和凸台技术让管是改变水冷壁管的几何形状，利用耐磨耐火材料结合简易弯管使垂直段耐磨耐火材料与上部水冷壁管保持平直，将旋涡形成于耐火材料区域而避免磨损水冷壁。这种防磨措施主要应用于密相区上部与水冷壁结合处，若结合焊接瓦技术，防磨效果将更好。护瓦的加装高度最好控制在200mm左右，既可起到防磨作用，又避免了浪费。由于沿着锥段耐磨耐火材料的上升气流决定了旋涡的大小，因此设计时应重点考虑气流的流速和方向，并以此来确定让管的结构。实践表明，利用让管结构可以有效防磨，但具体效果与锅炉的流化速度和锥段结构有关。此外，让管会使耐火材料上部平齐处应力过于集中，不易固定。

凸台技术放弃了原来耐磨耐火材料斜坡平滑过渡的结构，而是将耐磨耐火材料伸出，形成耐磨耐火材料平台，运行中炉内物料在平台上自然堆积，形成软着陆区，承受贴壁下行物料的冲刷，对此处水冷壁、护板以及耐磨耐火材料都起到了一定的保护作用。凸台结构是德国EVT公司在该国CFB锅炉主要燃用褐煤的前提下提出的。凸台结构的施工难度较大，施工质量很难达到设计要求也是引起水冷壁管磨损的主要原因。基于国内的实际情况，在新的CFB锅炉工程中大多采用了让管技术。

（5）加纵向肋片主要用于竖直布置的水冷壁管，对物料流场有整流作用，可以规范贴壁面的物料流动，在一定程度上达到延长受热面寿命之目的。

（6）运行参数控制

严格控制入炉煤粒度、燃烧室流化速度等。燃烧室流化速度可以控制在4.5～5.5m/s，对低灰分、小粒径煤取高值，高灰分、粗粒径煤取低值；对低热值、多灰燃料粒径取0～8mm，对高热值烟煤、无烟煤粒径取0～10mm。CFB 锅炉的低风量、低风速运行减轻磨损效果明显，如某发电公司480t/hCFB锅炉的一次风量由投产之初的26万m3/h（标准状态，下同）降低到17万m3/h，磨损明显减轻。

（7）加强防磨和受热面焊接监督

主要是利用停炉检修的机会，测量磨损受热面的减薄量，对于磨损较严重的区域重点监督，水冷壁厚度测量宜半年进行一次。需要指出的是，加强防磨监督不仅要关注“四管”，还应该将膜式壁的鳍片列入监督范围，定期测厚，例如某发电公司2009年1号炉后墙水冷壁因鳍片漏风造成水冷壁磨损爆管，同年2号炉停炉检查，将鳍片列入“四管”监督范围，共查出鳍片漏风10处，鳍片磨损超标6处，特别是发现漏风鳍片周围的水冷壁多处出现了磨损超标，通过这些部位的及时处理，确保了设备的安全稳定运行。

受热面焊接不仅要保证焊口100%的X射线探伤合格，而且要严格控制焊接部位凸起的高度，一般要求水冷壁管焊接凸起的高度小于1mm，鳍片焊接凸起的高度小于2mm，以防形成局部涡流，产生磨损。

五、过热器管子的磨损

从旋风分离器中心筒出来的烟气会因惯性偏向过热器室顶棚，因此对过热器上部管子冲刷较重，一般在此处顶棚上设一道高30cm宽20cm的圈梁和在过热器上部加防磨护瓦来防护。但为了保险起见，我们在过热器下部也增设了防磨护瓦，另外，每次停炉要认真检查管排是否整齐而无错排出列的管子。为防止烟气走廊的形成，我们在管排中间插上几根水平的不锈钢铁板固定好，强制使管排整齐，并在磨损严重的前三排管子上加焊护瓦，有效的减轻了磨损情况。

六、省煤器管子的磨损

省煤器管系最上边两排一般设计有防磨护瓦，可有效地保护下面的管子，但由于烟气的折流冲刷，应注意第三排管子的磨损情况，一旦泄漏，只有将泄漏的管子堵死弃用。省煤器管系与联箱相连的穿墙管段都设计有直形护瓦，一般正常运行2-3年后，会有少数护瓦磨穿，甚至磨透管子而泄漏停炉，因此，应注意停炉时定期检查，及时补焊或更换护瓦。另外我们还遇到过这么一种磨损导致泄露停炉情况，由于弯头护帘过长，直接抵到穿墙管护瓦上，由于护帘的导向作用，烟气颗料径直冲刷穿墙管直形护瓦，以致磨穿护瓦和管壁而泄漏停炉，处理方法是：将如图所示护帘最下段割去，减轻其导流作用，在直形护瓦上再加焊一层护瓦，并定期检查即可。

七、空气预热器管子的磨损

卧式空预器管子上口都应加防磨套管，因为离管口以下300-400mm处为最大磨损点，磨损后会造成送风外逸，风量减少，影响燃烧。而有的锅炉厂只为其中的一组空预器管箱配带防磨套管，造成未配带防磨套管的空预管箱子的磨损，应注意检查是否有此现象，并及时补加套管。

八、风帽的磨损

由于风帽处于沸腾的床料激烈的摩擦中，因此磨损较为严重。CFB锅炉物料流动的一个特点是炉膛中心的物流上升速度较快，接触四周膜式壁

的物料流速较慢，且沿壁面向下流动（即壁面流）。上升中心流与下降环流在炉内形成"内循环"，因此布风板边缘上的风帽朝向炉墙的一侧磨损相对偏重，且靠近下煤口和返料口处的风帽磨损更为严重些。笔者提出一个合理建议：在三个下煤口以下1米处将浇注料筑成一凸球状，使下落的煤粒碰溅到凸球处而扩散开，可以使煤粒扩散范围加大，有利于流化燃烧更充分。同时，使风帽磨损更均匀些。凸球还可阻止上窜火焰使煤结焦堵塞下煤口。笔者还建议：将风室中间隔板割开相通（但要避开风道进风口），使左右风室压力均等，防止因风门误关导致布风板上风力不等流化不均，造成燃烧不好，磨损不均的现象，而且还可通过割开口便于检修检修。

在风帽类型的选择上，可以选用迷宫式钟罩型风帽，此种风帽对帽顶的冷却能力好，使用寿命明显延长。风帽顶形式最好采用子弹头式或菌状式。

4.2耐火材料

目前国内循环流化床锅炉用耐火材料一般按作用可分为三类：①耐磨耐火材料砖、浇注料、可塑料和灰浆；②耐火材料砖、浇注料和灰浆；③耐火保温材料砖、浇注料和灰浆。通常采用的耐磨耐火材料的品种有：磷酸盐砖和浇注料，硅线石砖和浇注料，碳化硅砖和浇注料，刚玉砖和浇注料，耐磨耐火砖和浇注料，最高档次的还有氮化硅结合碳化硅产品等品种。

4.2.1耐火材料选择：

材料的选择要从材料的物化性质(包括耐磨性、耐热性、耐蚀性、导热性、稳定性、热胀性、收缩性、抗压抗折性和容重)着手，兼顾经济性。结合内衬部位的特点、承载内衬的部件结构、耐温抗磨要求进行综合比较，做到技术先进、结构可靠和经济合理。因此，耐火材料一般都采用几种不同材料进行分层敷设。

内衬材料有定型制品与不定型制品，定型制品以预制品和砖为主，而砖在循环流化床锅炉中大面积的耐磨墙体中应用较多，如分离器、返料器、尾部烟道等。常用的衬里材料有硅线石砖、锆铬刚玉砖、氮化硅砖、碳化硅砖等。

不定型制品有耐磨耐火可塑料、耐磨耐火捣打料、耐磨耐火浇注料等。

（1）耐磨耐火可塑料：是由耐火骨料、结合剂和液体组成的混合料。交货状态为具有可塑性的软坯状或不规则形状的料团，可以直接使用，主要结合剂为陶瓷、化学(无机、有机·无机、有机)结合剂。以捣打(手工或机械)、振动、压制或挤压方法施工，在高于常温的加热作用下硬化。为我公司常用耐火材料。耐磨可塑料的成分为11.44%SiO2、0.88%Fe2O3、80.34%Al2O3。

（2）耐磨耐火捣打料：组成基本与耐磨耐火可塑料相同，所不同的是耐磨耐火捣打料一般来说均在现场调配，用多少配多少，最适合用于用量不大的修补，而耐磨耐火可塑料，不宜久存，特别是开封后极易硬化，故较适用于用量较大的批量施工。如悬吊在炉膛的受热管束，使用现存的可塑性软坯在管节距之间捣打挤压，既密实又施工方便。

（3）耐磨耐火浇注料：是由耐火骨料和结合剂组成的混合料。交货状态为干态，加水或其他液体调配使用。主要结合剂为水硬化性结合剂，也可以采用陶瓷和化学结合剂，以浇注、振动的方法施工，无须加热即可凝固硬化。因此，在循环流化床锅炉中，一些不宜承受强烈热冲击的设备以及难以烘烤的部位如炉膛出口、分离器、返料腿、尾部烟道等，利用专用的振动棒振实耐磨耐火浇注料，自然养护即可。

4.2.2耐火材料破环的原因分析:

（1）热应力和热冲击；

炉内温度循环波动，耐火材料的骨料与粘合剂以及金属件的膨胀系数不同，从而产生热应力；炉内温度快速变化，产生热冲击，产生热应力。由于温度波动和热冲击以及机械应力造成耐火材料产生裂缝和剥落。温度波动时，由于耐火材料骨料和粘合料间热膨胀系数不同而形成内因应力，从而破坏耐火材料层，造成耐火材料内衬的裂缝和剥落。温度快速变化造成的热冲击（如启动过程中）可使耐火材料内的应力超过抗拉强度而剥落。机械应力所造成的耐火材料的破坏则主要由于耐火材料与穿过耐火材料内衬处金属件间热膨胀系数不同而造成的。

（2）固体物料的冲刷；

由于固体物料对耐火材料的冲刷而造成耐火材料的破坏。循环流化床锅炉内耐火材料的易磨损区域包括边角区、旋风锋利其和固体物料回送管路等。试验数据表明，耐火材料的磨损随冲击角的增大而增加，因此在进行旋风分离器、烟道等施工时应使冲击角尽量减小。

（3）耐火材料性质变化；

碱金属的渗透、渗碳、粘合剂达不到养护要求、烘炉不充分等

（4）耐火层脱落的防止措施不当

要防止耐火层脱落，一方面应从设计角度选好性能良好的耐火材料。在敷设采用几种不同材料进行分层敷设，并可在衬里内添加金属纤维增加其刚性和抗冲击能力。另外，在锅炉启停过程中，应限制温升或降温速度，防止产生过大热应力。

高温分离器耐火材料脱落

炉膛顶部及分离器入口段，旋风筒弧面与烟道平面相交部位是磨损主要部位。在此部位烟气发生旋转，物料方向改变，速度高且粒度粗、密度大，磨损就很快，同时，该部位耐火材料较厚，一般情况下又不均匀，温