随着经济发展的需要，国家对循环流化床锅炉机组的要求也越来越高，随着《“十四五”现代能源体系规划》的发布，各循环流化床锅炉机组即将在未来承担更多深度调峰的任务。为了响应国家政策号召，为了消纳水电、风电与光伏等新能源发电，循环流化床锅炉深度调峰与灵活性改造势在必行。

一、深度调峰与灵活性改造中存在的问题

在深度调峰与灵活性改造中，循环流化床锅炉主要有以下两个方面的问题。

1、磨损问题：

在深度调峰过程中，由于锅炉负荷不断变化，且最终负荷将处于额定负荷的20%~40%，炉内的流场将不断改变甚至紊乱，因此锅炉原有的磨损部位也将发生偏移，甚至有可能因为流场紊乱而产生新的磨损部位。

2、热效问题：

在深度调峰过程中，由于锅炉运行工况与设计工况偏离较大，所以会导致如下问题

①整个锅炉系统的运行效率将远低于设计效率。

②同时，正因为锅炉负荷较低、锅炉热效下降，锅炉汽水温度也将降低。

二、格栅防磨技术在深度调峰与灵活性改造中的应用

为了解决上述问题，建议使用格栅防磨技术对循环流化床锅炉的受热面进行优化改造。

1、格栅稳流模型：对于深度调峰过程中的磨损问题，格栅防磨技术能实现水冷壁表面有效稳流

如上图，通过实验验证了铺设格栅网格可以有效控制水冷壁表面的物料流速，通过主动疏导，将速度维持在理想范围内，实现表面稳流效果。

2、全炉膛施工防护：

当水冷壁进行全炉膛格栅防磨改造后，无论炉内流场如何变化，都不可能产生新的磨损区域，因此真正做到了全炉膛水冷壁防护。

3、格栅防磨传热优化分析

对于深度调峰过程中的热效问题，格栅防磨技术能实现水冷壁表面辐射换热优化。

格栅防磨由单一的合金防磨板焊接后组成，因此对于防磨格栅的传热研究可以先考虑一片合金防磨板与炉膛间的换热研究。在炉膛传热的过程中，由于合金防磨板焊接在水冷壁管的鳍片上，且其本身就是起到降低烟气流速的作用，因此单一合金防磨板与炉膛间的传热过程可以近似看做合金防磨板的辐射换热。从实际上看，炉膛的整体大小远大于合金防磨板的大小，所以满足简化模型的条件，一个表面积为A1、表面温度为T1、发射率为ε1的物体被包容在一个很大的表面温度为T2的空腔内，此时该物体的辐射换热量根据斯忒藩－玻尔兹曼定律可得：

Φ：热流量

ε1：合金防磨板的发射率

A1：合金防磨板的表面积

σ：斯忒藩－玻尔兹曼常量，其值为5.67×10-8W/(m2·K4)

T1：烟气平均温度

T2：合金防磨板表面温度

合金防磨板的发射率近似取0.25，表面温度近似水冷壁温，取外表面平均温度450℃，烟气平均温度取900℃，由公式可得，单位面积的合金防磨板Φ=22963W因此防磨改造的面积越大，其传热优化效果越明显。当水冷壁进行格栅防磨改造后，整个水冷壁表面的辐射换热都将得到强化，因此汽水循环中吸热量增加，汽水温度上升，锅炉机组的整体效率也将得到提升且以事实结果来验证理论计算，已有多个客户在使用格栅防磨后，锅炉热效上升。

永平科技 炉膛磨损 一网打尽