如何防止抗磨粉煤灰对锅炉受热面的磨損？

在燃煤发电领域，抗磨粉煤灰对锅炉受热面的磨损是影响设备安全运行的核心问题 —— 尤其超临界锅炉作为清洁燃煤技术的主流设备，其炉内热流特性与循环流化床（CFB）锅炉的气固两相流环境，易导致受热面（如水冷壁、顶棚管）出现局部磨损、泄漏甚至管爆故障，不仅增加临时性检修工作量与成本，更可能引发紧急停炉，直接影响发电量与经济效益。本文从受热面结构优化、防磨技术应用、运维管理强化三大维度，系统梳理磨损防治方案，锅炉喷涂厂家为锅炉长期稳定运行提供技术支撑。

一、优化受热面结构布置：从源头减少磨损风险

受热面磨损的根源多与物料流动路径、烟气分布不均相关，通过科学的结构设计可从源头降低冲刷强度，重点关注以下方向：

1. 精准控制受热面间距，杜绝烟气走廊

烟气走廊是导致局部磨损加剧的关键诱因 —— 当受热面管弯头与炉墙、管弯头之间间隙过大时，局部烟气流速会远超平均流速，携带粉煤灰颗粒对管壁形成高强度冲刷。防治需严格把控受热面水平间距，确保间距均匀一致，尤其针对水冷壁、对流管束等关键区域，需将间隙控制在设计标准内（通常不超过 20mm），同时避免受热面局部堵灰，防止因气流分布不均形成 “高速冲刷带”，从结构上减少颗粒对管壁的直接冲击。

2. 优化炉膛角落结构，解决水冷壁局部强磨损

炉膛角落区域是水冷壁磨损严重的部位 —— 循环流化床锅炉运行中，相邻两膜式壁边壁层相互重合，导致沿壁面向上运动的固体颗粒团难以扩散，形成高浓度、高流速的物料涡流，且颗粒与水冷壁呈锐角冲刷，短时间内即可造成管壁磨损（部分严重部位每运行 100-150 天，磨损量可达 0.5-1mm，甚至直接泄漏）。优化需针对角落结构进行改造：一方面，修正水冷壁管在炉角处的衔接工艺，避免因安装偏差导致鳍片局部缝隙过大，若需焊补钢筋需确保表面平整，防止突出部位扰动物料流；另一方面，通过仿真模拟（如基于 EVI 模型的动态仿真），根据锅炉现场工况定制炉膛角落导流结构，引导物料流倾向炉膛中心，减少与水冷壁的碰撞频率。

3. 调整火焰中心位置，避免温度场偏斜

火焰中心偏移会导致炉膛温度场分布不均，间接引发物料流动路径异常，加剧局部受热面磨损。需通过合理调整给粉机转数、优化燃烧器布置，确保火焰中心稳定处于炉膛中心位置，防止缺角燃烧 —— 例如控制各燃烧器的煤粉供应量均衡，避免单侧燃烧过强导致气流偏向某一受热面区域，同时结合炉压保护装置实时监测炉膛压力，确保燃烧工况稳定，从气流源头减少不均匀冲刷。

二、应用专项防磨技术：强化受热面抗磨能力

针对不同受热面的磨损特点，需匹配针对性防磨技术，通过物理隔离、表面强化等方式提升管壁抗磨性能，主流技术方案包括：

1. 导流防磨技术：疏导物料流，隔离高速冲刷

导流防磨技术是解决水冷壁磨损的核心方案，其原理是通过分层安装导流板（多布置于炉膛周侧密相区），对携带粉煤灰的贴壁流进行有效疏导 —— 改变物料面壁流向与炉膛角落的涡流路径，使物料流从 “冲刷管壁” 转向 “沿导流板向中心流动”，从根本上隔离物料颗粒与水冷壁的高速碰撞。该技术优势在于不影响锅炉载负荷能力，反而可通过导流板增强局部热传导，且适配性强，可根据每台锅炉的运行状态定制方案，已在多台循环流化床锅炉应用中验证，能将水冷壁磨损量降低 60% 以上。

2. 电弧喷涂技术：提升管壁表面抗磨强度

表面强化技术可显著提升受热面抗磨性能，其中电弧喷涂技术相较于传统火焰喷涂，效率更高（单位时间内喷涂金属质量更大）且涂层寿命更长（耐磨性比火焰喷涂提升 2-3 倍）。其工艺是以电弧为热源，将金属丝（如高铬合金丝）熔化后用高压气流雾化，使熔融粒子高速喷涂到受热面管壁表面，形成厚度 0.2-0.5mm 的防磨层。应用时需根据受热面不同部位的磨损机理选择涂层材料：例如水冷壁等受高浓度物料冲刷的区域，选用高硬度耐磨合金；顶棚管等受离心力冲刷的部位（气固流离开炉膛时在顶部转弯，大颗粒被甩向炉顶），则搭配兼具耐磨与抗冲击的复合涂层，确保涂层与工况精准匹配。

3. 锅炉防磨格栅：构建受热面防护屏障

防磨格栅是针对受热面整体防护的辅助技术，通过在受热面关键区域（如水冷壁密相区、对流管束入口）安装格栅结构，形成物理屏障，减缓物料流与烟气对管壁的冲刷速度。格栅设计需结合锅炉烟气流速与物料浓度，采用耐高温、耐腐蚀的合金材料，确保不影响受热面换热效率，同时定期检查格栅完整性，及时更换变形或磨损严重的部件，与其他防磨技术形成 “协同防护体系”。

三、强化运维管理：保障防磨效果长效稳定

完善的运维体系是防磨方案落地的关键，需建立 “定期检查 - 动态监测 - 制度保障” 的全流程管理机制：

1. 建立受热面定期检查制度

针对锅炉范围内的受热面管子、联箱、管道及焊口，需制定周期性检查计划：日常运行中，通过可视化检查与无损检测（如超声波测厚），监测管壁磨损量与涂层状态，重点关注炉膛角落、顶棚管转弯处等易磨损部位，确保每运行 30-60 天完成一次全面检测；大修期间，对防磨格栅、导流板等部件进行拆解检查，清理表面积灰与残留物料，修复或更换存在变形、破损的组件，避免因部件失效导致磨损加剧。

2. 激活锅炉主保护装置，实时监测运行状态

超临界锅炉需依托智能化监测系统，强化主保护装置的监督管理 —— 包括炉压保护、水冷壁管温度保护、水位保护等，通过实时采集受热面温度、压力、流量等参数，及时预警异常工况（如局部温度骤升可能提示涂层破损、磨损加剧）。同时，针对循环流化床锅炉，需监测床温、物料循环量等关键指标，防止因床料流化不良导致物料沉积，形成局部高浓度冲刷。

3. 健全抗磨防腐制度，规范操作流程

从制度层面明确防磨管理责任：一方面，制定《锅炉防磨技术操作规程》，规范受热面检修、防磨部件安装、喷涂施工等流程，避免因操作不当（如导流板安装倾斜、喷涂厚度不均）影响防磨效果；另一方面，建立磨损故障应急预案，针对突发泄漏、管爆等问题，明确抢修流程与备件储备，减少停炉时间。同时，加强运维人员培训，提升对磨损隐患的识别能力，确保防磨措施落地执行。

超临界锅炉与循环流化床锅炉的磨损防治是一项系统工程，需结合 “结构优化 - 技术防护 - 运维保障” 三维发力。通过精准控制受热面结构参数、应用适配的防磨技术、建立全周期运维体系，不仅能有效降低抗磨粉煤灰对受热面的磨损风险，更能延长设备使用寿命，减少检修成本，为清洁燃煤发电技术的稳定应用提供坚实保障。