我国目前已是世界上在电厂使用循环流化床锅炉（CFB锅炉）最多的国家，已经运行的大小循环流化床电站锅炉有2000多台。CFB锅炉目前仍存在垂直水冷壁受热面磨损严重、防磨措施不力的问题，许多锅炉运行不长即出现水冷壁管磨损爆管泄漏，由于垂直水冷壁磨损造成的事故接近锅炉事故停炉总数的50%。垂直水冷壁受热面管子磨损爆管已是CFB锅炉被迫停炉的主要原因之一

1 循环流化床（CFB锅炉）磨损问题

循环流化床锅炉（简称CFB锅炉）在运行中炉内产生自上而下的大流量的紧贴垂直水冷壁管排表面及管间凹槽的贴壁灰流冲刷着垂直水冷壁管排表面及管间凹槽。理论和实践证明，自上而下的大流量的贴壁灰流不能碰到任何的凸起物甚至是不足1mm的凸起，垂直水冷壁管排表面及管间凹槽存在的任何的凸起物甚至是不足1mm的凸起都会造成严重的磨损。所以必须采取有效措施对垂直水冷壁管排表面进行防磨处理。

电站CFB锅炉与传统的电站煤粉锅炉不同，含有燃料、灰、石灰石及其反应产物的高温细小固体物料（粒径约在0.6-0.3mm以下），在炉膛一分离器一回料阀一炉膛这一封闭循环回路里处于不停的高温循环流动中，形成了物料的外循环流动；另外，粗床料（粒径约在0.6-0.3mm以上）在重力作用下大多自上而下紧贴垂直水冷壁管排表面流到下部密相区后又被上升气流带到炉堂上部，在炉内形成了物料的内循环流动。CFB锅炉除了高效节能、低污染地清洁燃烧优点以外还有一个{zd0}的特点就是燃料适用的广泛性；正因为如此，大多的循环流化床锅炉都燃用了高水份、含灰量极大的劣质煤，燃烧时，高温物料的外循环流量和内循环流量都很大，这些物料以极高的速度冲刷炉内受热面，在循环回路的相应部位必然产生严重磨损，甚至导致事故停炉。水冷壁的磨损是循环流化床锅炉磨损最严重的部位。尤其是在浇注料过渡区、喷涂层边缘、炉膛四角打有浇注料部位、喷涂层脱落起皮处、水冷壁管更换后鳍片不平滑处、各孔门、测点让管处等发生有规律的磨损泄漏问题。早期CFB锅炉制造设计上在该处无防磨措施或防磨措施不力，因此在这些区域就出现了诸多的磨损问题。几年来的大型CFB锅炉实际运行也证实了这些区域磨损严重，水冷壁泄漏频繁。

磨损缩短了循环流化床锅炉连续运行周期，磨损使锅炉的运行维护费用增大，机组利用率降低，还限制了CFB锅炉的一些优点的发挥。因此，CFB锅炉能否采用合理的、有效的、经济的防磨措施和方法是关系CFB锅炉技术成熟及大型化发展的重要一环。磨损已成为CFB锅炉长周期运行中一个亟待解决的问题。已成为影响CFB锅炉长期安全运行的{zd0}制约因素，因此，锅炉磨损爆管是用户最担心的（同时也是感到最棘手的）和最渴望用有效办法彻底解决的问题。几年来，循环流化床锅炉的防磨技术也在实践中不断发展。

大量早期投运的循环流化床锅炉曾经由于防磨措施设置不当而造成锅炉的频繁磨损爆管。因此对锅炉制造厂没有设计或没有做防磨措施的某些区域必须引起特别的重视。锅炉制造厂主要在锅炉下部密相区的四周水冷壁、炉膛上部烟气出口附近的侧墙和顶棚、炉膛开孔区域、炉膛内屏式受热面之下部迎风面、水冷分隔墙下部、汽冷分离器内壁等处设计耐磨耐火材料覆盖层，有的锅炉在水冷壁耐磨耐火材料终结处附近一小段区域内（100-150mm）的管子表面焊有防磨盖板。大量早期投运的CFB锅炉的实际运行证明恰是在锅炉制造厂设计的水冷壁耐磨材料终结处以上一定高度（l—2）米区域和炉内各角部区域发生受热面管子磨损爆管的几率{zd0}（特别是没有对水冷壁采用让管技术的锅炉）。 所以对炉内磨损严重的受热面有必要强化防磨处理，对新建机组则有必要在安装施工现场就进行垂直水冷壁的强化防磨处理。

2 传统的防磨技术

目前对CFB锅炉受热面实施防磨的技术主要有以下几种：

2.1 超音速电弧喷涂防磨技术

电弧喷涂具有喷涂速度高、涂层化学成分和硬质相含量易调整、沉积效率高，尤其适宜于现场的大面积耐磨部件施工因而有广阔的工程应用前景。电弧喷涂法以高温电弧为热源，将熔化了的特殊金属丝材用高速气流雾化，并喷射到工件表面形成涂层。涂层中硬质相的形成是采用预先加入一定数量硬质相粉末的管状丝材作为原材料。管状丝材即中间填充了硬质相粉末和其它添加剂的金属丝材，把复合陶瓷材料装入管内进行电弧喷涂，从而得到含部分陶瓷相的涂层。另外，该涂层材料的热膨胀系数与普通低碳钢和低合金钢的热膨胀系数接近，可避免在热循环过程中由热应力造成的涂层剥落。该涂层材料适用于燃煤电厂锅炉水冷壁高温防磨及过热器、再热器及省煤器管子的高温腐蚀及冲刷防护。

超音速电弧防磨喷涂是目前国际上较先进的喷涂施工方法。涂层材料早先采用复合涂层，用高铬镍基钛合金材料打底形成过渡涂层，在打底层上面再喷涂上一层高耐磨的金属陶瓷涂层；分别均匀喷涂8-10遍，使涂层厚度达到0．8～1mm以上（每平方米需消耗约6-8公斤丝材才能达此厚度），涂层不得出现凸台，边沿需平滑过度。国内公司已成功研制出耐磨性能更好的超硬耐磨电弧喷涂材料，这些丝材就是针对在高温环境中经受严重颗粒冲蚀和磨粒磨损兼有的工作表面，并采用电弧喷涂工艺进行有效强化而设计制造的喷涂材料；在材料设计上，吸取了国外先进技术，并首次将团聚法纳入制粉工艺，保证了涂层的均质性，克服了粉芯分布不均的老问题；该材料由陶瓷硬质相与塑性相组成，耐磨性优异。月磨损量约为0．04—0．06mm，实践证明，该涂层可在循环流化床（CFB）锅炉内经受1.5—1年的运行磨损。

但此种涂层仅可在循环流化床（CFB）锅炉内经受1.5—1年的运行磨损（日历年可达2年）。涂层耐磨持续时间难以达到3年以上。

2.2 超音速火焰(HVOF)喷涂防磨技术

循环流化床锅炉某些部位磨损极为严重，当今较佳的防磨技术方案是采用超音速火焰(HVOF)喷涂高耐磨的涂层，但该法存在成本极高，现场作业不便，粉末消耗量大(沉积效率低)，对粉末要求苛刻等问题。上述2.1超硬耐磨电弧喷涂材料及超音速电弧防磨喷涂比较经济实用，得到了广泛应用。

.3 く形高铝高耐磨瓦防磨技术

高铝高耐磨砖系列材料均以高硬度磨料超细粉为基质料，外加分散剂、促凝剂及微量水泥强化结合，以获得材料的永固性强度，提高在高温下的抗磨抗剥落性能。く形高铝高耐磨瓦是为锅炉水冷壁管防磨而设计的特殊形状耐磨砖，长度200—300mm，安装在相临两水冷壁管上（每根水冷壁管覆盖约半圆弧），与鳍片接触的直段上均布有两φ8孔以便用销钉固定く形高铝高耐磨瓦。销钉先焊在鳍片上，然后将く形高铝高耐磨瓦套在销钉上，此时耐磨瓦与两边的水冷壁管已紧密接触。耐磨瓦截面如图示意。く形高铝高耐磨瓦安装施工很方便，但此瓦在CFB锅炉水冷壁上应用则存在着终结处与受热面管子母材过渡存在着明显台阶、导热系数太小等不足之处；恰是这个台阶区域受热面管子磨损爆管的几率{zd0}。

2.4 耐磨耐热铸造弧形瓦防磨技术

2.5 堆焊耐磨合金防磨技术

堆焊耐磨合金防磨在沸腾炉的埋管耐磨上使用效果良好且容易施工。在CFB锅炉上堆焊耐磨合金防磨可用于抢修，大面积应用则存在着成本高、热应力大、表面不平滑、与受热面管子母材过渡处存在着台阶（尽管较小）等不足之处。

2.6 耐火耐磨可塑料或浇注料

锅炉制造厂主要在锅炉下部密相区的四周水冷壁、炉膛上部烟气出口附近的侧墙和顶棚、炉膛开孔区域、炉膛内屏式受热面之下部迎风面、水冷分隔墙下部、汽冷分离器等处设计耐磨耐火可塑料或浇注料防磨。在炉内角部使用耐火耐磨可塑料防磨得到了很好的效果但向两侧水冷壁的平滑过渡要处理好，否则会产生新的磨损区域。耐火耐磨可塑料或浇注料的防磨效果{zh0}，防磨层耐磨持续时间达到3-5年没有问题。缺点是导热系数较小，不适宜增大防磨覆盖面积，无法大面积推广以代替超音速电弧防磨喷涂层。

2.7 让管技术和凸台技术

在锅炉下部水冷壁折弯处（垂直水冷壁与锥体水冷壁交接处）往往是锅炉厂设计的密相区水冷壁耐火耐磨可塑料或浇注料的终结处。大量早期投运的CFB锅炉的实际运行证明恰是在这个终结处上部一定高度区域水冷壁管子磨损严重。后期制造的CFB锅炉在这个折弯处采用了让管技术，使贴壁灰流直接冲刷耐火耐磨可塑料或浇注料而不再形成涡流造成水冷壁管子磨损。但大量CFB锅炉的实际运行也证明让管区域的上部一定高度区域水冷壁管子依然磨损严重，锅炉制造厂设计的水冷壁耐磨材料终结处以上一定高度（l—2）米区域和炉内各角部区域发生受热面管子磨损爆管的几率{zd0}。

对早期没有对水冷壁采用让管技术的锅炉，一些电厂在耐火耐磨材料终结处上部一定高度的四面水冷壁上设置凸台，有的电厂在垂直水冷壁上设置凸台，收到了一定防磨效果，但在凸台上部的一些区域依然出现磨损现象。

所以对炉内磨损严重的受热面有必要进行综合技术强化防磨处理，对新建机组则有必要在安装施工现场就进行垂直水冷壁的综合技术强化防磨处理。

2.8 运行调整和燃料管理与防磨

对CFB锅炉尽量综合治理才能出现{zj0}防磨效果，如运行调整一次风量也是立显效果的，这需要在操作实践中积累经验，摸索出{zj0}调整方法。经过大量调研发现，去除原煤中的三块，特别是石块也是解决磨损问题的xxx的方法，做好燃料管理就可以解决一定程度的磨损问题。

3 对传统和当前防磨技术的分析

通过上述论述可知不管用什么方法在水冷壁表面防磨都不允许在水冷壁表面产生新的凸起，那怕是零点几毫米的凸起；不管用什么方法在水冷壁表面防磨，耐磨层的导热系数不能太小。只要解决了“凸起”和“导热系数”问题，传统防磨技术就会发挥出巨大威力，耐磨3年以上是没有问题的。

4 CFB锅炉垂直水冷壁防磨技术的改进与提高

4.1 CFB锅炉垂直水冷壁防磨槽技术

4.2 CFB锅炉垂直水冷壁阶梯型防磨瓦技术

早期用等厚半圆弧形耐磨瓦覆盖（点焊接）在垂直水冷壁表面进行防磨，优点是耐磨性能优越可耐磨3年以上，但使用不长就会暴露出一些缺陷（并影响了防磨效果）：等厚半圆弧形耐磨瓦组因制造偏差和安装偏差自上而下产生凸台（两个耐磨瓦间）反而加重了磨损；水冷壁表面与耐磨瓦内表面之间存在的空气隙热阻很大影响了锅炉传热；耐磨瓦因膨胀受阻而变形；耐磨瓦两侧的点焊焊缝在水冷壁管间凹槽中生产凸起造成耐磨瓦本身磨损严重；防磨瓦施工的终结处与水冷壁表面产生的台阶导致严重磨损，安装护瓦的部位防止了磨损，没安装护瓦的部位，由于护瓦本身的凸台又造成涡流磨损，使磨损上移，所以护瓦不能单独用在水冷壁管的防磨上。

鉴于以上原因，电厂的工程师们不得不放弃这种等厚半圆弧形耐磨瓦对水冷壁表面进行防磨的方法。

改进与提高的方法是采用台阶式防磨瓦组，在设计上综合了各种等厚半圆弧形耐磨瓦的优点同时克服了它们存在的诸多缺点，又有独特的创新设计。其突出优点有：在垂直水冷壁表面采用了台阶式防磨瓦组，台阶的方向是顺着水冷壁贴壁灰流方向因而xx了普通等厚防磨瓦因制造偏差和安装偏差产生的逆贴壁灰流凸台，从而xx了磨损的隐患；水冷壁表面与台阶式防磨瓦表面之间先用高温结合剂粘接排除空气隙后再进行焊接，克服了因空气隙热阻很大对锅炉传热的影响；台阶式防磨瓦上开有许多小孔可使膨胀均匀同时排出高温结合剂使水冷壁表面与台阶式防磨瓦表面之间空气隙均匀充满薄薄一层结合剂；台阶式防磨瓦选用同风帽材质，耐磨又耐高温；台阶式防磨瓦两侧采用嵌入式焊缝设计（台阶式防磨瓦两侧设计有壑口），避免了点焊焊缝在水冷壁管间凹槽中生产凸起造成耐磨瓦本身磨损严重；防磨瓦施工的终结处采用..