过渡区宏观几何结构与焊缝余高的几何不连续问题

过渡区水冷壁磨损是CFB锅炉的常见问题。大量研究表明，该区域与水冷壁管平行的物料颗粒下降贴壁流不会对管壁产生明显的冲蚀磨损，只有当物料颗粒流动方向与管壁有一定夹角时，才会发生严重的冲蚀磨损。图3为文献［2］给出的该区域宏观几何结构引起的冲蚀磨损机理模型，该模型认为，在靠近管壁的物料下降贴壁流与靠近炉膛中心的上升流共同作用下，在过渡区局部产生了旋转方向与之相反的涡流，使该区域水冷壁管受到物料颗粒斜向上的冲刷形成冲蚀磨损。图4为2009年5月对陕西渭南某UG-220/10.8-M型CFB锅炉全面检验时，在近似位置发现的冲蚀磨损情况照片，基本符合此模型所述磨损机理。

图3　CFB锅炉过渡区磨损机理［2-3］

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图4　UG-220/10.8-M型CFB锅炉过渡区水冷壁前墙磨损

将图2与图4比较，发现有两处明显不同：①图2中磨损区域有较明显的上、下边界，每根管子磨损区域上边界连成一条水平线，下边界母材与防磨喷涂层间存在明显的“凸台”；而图4中磨损区域上部防磨喷涂层已全部磨掉，仅有下边界，且下边界参差不齐呈锯齿状，残留的喷涂层与母材厚度方向没有明显的梯度分界。②图2中磨损区域靠近鳍片位置磨损量较小，管子中部凸起部分磨损量较大，磨损区鳍片喷涂层基本完好；而图4相反，管子中部凸起部分磨损量较小，靠近鳍片位置磨损量较大，磨损区鳍片喷涂层已全部磨掉。

实际上，根据上述磨损形貌的两处不同，仅能判定图2与图4所发生的冲蚀磨损的物料颗粒冲刷方向正好相反，而不能判定两种旋转方向相反的涡流分别对应哪种磨损形貌，上述所谓冲蚀方向的“向上”“向下”实际只代表受冲蚀磨损区域宏观上的扩大方向，而不能完全反映物料颗粒的微观流动方向；文献［2］就认为涡流旋转方向与图4中相反才是CFB锅炉该区域物料颗粒流向的常态。