李海燕，刘欢，2，张秀菊，王阁义，2，周巧燕，陈同舟，姚洪

（1 华中科技大学能源与动力工程学院，煤燃烧国家重点实验室，湖北武汉430074； 2 华中科技大学能源与动力工程学院，新能源科学与工程系，湖北武汉430074； 3 武汉材料保护研究所有限公司，湖北武汉430030）

引 言

火力发电是我国电力行业的主要发电形式，2019 年其占比仍然在70%左右[1]。固体燃料的燃烧是火力发电的主要方式，燃料类型包括煤、生物质等可以产生热能或动力的固态可燃物质。随着中东部煤炭资源逐渐枯竭，煤炭能源供给中新疆地区的高钠煤、西南地区的高硫煤比重增加[2-3]，且生物质、生活垃圾等固体废弃物也越来越多地用于燃烧发电。这些燃料品质较差，在其燃烧利用过程中，锅炉换热管道会发生磨损和腐蚀，进而导致泄漏或爆管，是限制电厂安全稳定运行的重要问题之一[4]。

磨损[图1(a)]是由于锅炉烟气中携带的大量SiO2、Al2O3、Fe2O3等硬质颗粒会冲刷换热管表面[5]，导致管道金属材料逐渐减薄甚至爆管。对于适合燃烧劣质煤（如高灰分煤、煤矸石、泥煤）和生物质的循环流化床锅炉，一方面燃料本身灰分含量大，另一方面循环流化床气体流速高，且携带部分床料，二者共同导致气流中固体物质浓度显著上升，甚至为煤粉锅炉的几百倍[6]，因此带来的磨损问题更加严重。夏云飞[7]统计了国内几家电厂循环流化床锅炉每年因水冷壁磨损失效而导致的停炉状况，不同电厂分别停炉3～8 次不等，停炉天数均在30 d及以上，带来的直接经济损失最高超过2×107元。……