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式中:E──磨损速率,μm/100h;W──灰速度,m/s;D──灰粒度,mm;U──灰浓度,kg/(m2˙s)。
循环流化床锅炉炉膛处于快速流态化状态,炉膛四周近壁区颗粒团沿着水冷壁向下加速流动,并且浓度呈指数增加。根据公式(1)灰对循环流化床锅炉水冷壁管的磨损速率与贴壁流速度的三次方成和贴壁流浓度成正比。循环流化床锅炉贴壁流速度高、浓度大是造成水冷壁磨损严重的主要原因,如果燃用的是高灰分劣质煤,则水冷壁磨损问题将尤为突出。
图2 炉内主要磨损区域示意图
循环流化床锅炉防磨的重点区域是密相区耐火耐磨材料与稀相区光管水冷壁之间的交界面。密相区耐火耐磨材料敷设在水冷壁管上,不会对水冷壁管产生磨损;稀相区物料浓度较低,且物料流向与水冷壁管方向一致,一般也不会产生大的磨损。在两者之间的过渡区域,颗粒浓度相对较高,且管子方向与物料流向不一致,易产生涡流引起磨损。
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