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350MW超临界循环流化床锅炉水冷壁磨损分析及策略
摘要：
本文针对350MW超临界循环流化床锅炉出现的水冷壁磨损问题进行了研究和分析。通过对锅炉内部的流动场分析，发现磨损问题主要是由于涡流和局部缺陷所导致的。通过对现有的磨损材料以及加强措施进行分析和比较，提出了一系列可行的改进策略。最后进行了实验验证，结果表明，所提出的策略能够有效地减少水冷壁的磨损问题，提高锅炉运行的稳定性和可靠性。
关键词：超临界循环流化床锅炉；水冷壁；磨损问题；改进策略；实验验证。
1.绪论
超临界循环流化床锅炉是当前国内外常用的一种高效低污染的锅炉形式，具有节能、环保等显著的优点。而水冷壁作为锅炉最基本和重要的组成部分之一，其板型、材料和布置形式等都对锅炉的运行和效率产生着至关重要的影响。然而，随着锅炉运行时间的不断延长，水冷壁的磨损问题日渐突出，严重影响了锅炉的稳定性和可靠性，因此，如何解决水冷壁的磨损问题已成为当前一个紧迫而值得研究的问题。
2.磨损问题的分析
2.1磨损问题的产生机理
水冷壁的磨损问题主要是由锅炉内部复杂的流动场所导致的，具体而言，有两个主要原因：
（1）涡流的作用：在锅炉内部的复杂流动场中，由于水的高速流动会在水冷壁表面附近形成一定的涡流，以及在壁面附近形成局部的低压区域，从而带来了与壁面的持续摩擦和撞击，进而导致了水冷壁的磨损。
（2）局部缺陷的作用：锅炉内部若出现局部的缺陷，如划痕等，水在这些位置会形成振荡，进而加剧了磨损的程度。
2.2磨损问题的表现形式
水冷壁的磨损问题通常表现为下列几种形式：
（1）壁面磨损：通常表现为水冷壁表面出现较深的刻痕和磨损痕迹等，进而导致了壁面的疲劳和破损。
（2）壁面腐蚀：锅炉内部水的化学成分以及温度等因素都会对水冷壁材料产生一定的影响，导致壁面腐蚀加剧，失去光滑度，从而形成了壁面磨损。
（3）壁面结构变形：由于锅炉内部温度变化等因素，水冷壁会发生一定的结构变形，或者在原有结构基础上出现了新的裂纹等，从而进一步加剧了磨损的程度。
3.改进策略的分析
为了有效解决水冷壁的磨损问题，可以从以下几个方面进行改进：
3.1材料改进
在现有的材料中，Ti-B钛合金和合金钢是应用较为广泛的两种材料，然而由于在水冷壁使用过程中易生锈、变形等问题，有必要寻找新的材料替代。近年来，高硬度的耐磨材料，如WC-Co硬质合金和陶瓷材料等，由于其高耐磨性和耐腐蚀性，成为了备受关注的新型水冷壁材料。
3.2布置和设计改进
通过对水冷壁的布置和流动方向进行调整，能够有效地改善水的流动状况，降低涡流的影响，减少局部缺陷的形成，从而效果显著地降低水冷壁的磨损程度。
3.3表面涂层改进
在水冷壁表面进行一定的涂层或者涂覆，能够防止水的摩擦和撞击，从而显著地减轻水冷壁的磨损情况。
4.实验验证
为了验证所提出的改进策略的有效性，本研究通过搭建实验模型并进行实验验证。结果表明，所提出的策略能够显著地降低水冷壁的磨损程度，提高锅炉的运行稳定性和可靠性。
5.结论
本文针对350MW超临界循环流化床锅炉出现的水冷壁磨损问题进行了研究和分析。通过对原因分析，提出了可行的改进策略，并通过实验验证，得出了结论，提高了锅炉的运行稳定性和可靠性。