循环流化床锅炉水冷壁磨损问题是循环流化床锅炉运行过程中的主要问题之一,严重影响了锅炉的安全性、稳定性和综合效益,而在水冷壁上加装防磨梁是一种有效的防磨技术；随着循环流化床锅炉向超/超超临界方向发展,炉内需要更大的悬吊屏受热面面积,而加密加长传统单片悬吊屏已不能满足要求。本文主要针对循环流化床锅炉加装防磨梁前后水冷壁面气固流动特性和磨损特性开展实验室试验和数值模型计算研究；还进行了两种新型悬吊屏周边气固流动特性实验研究。本文工作主要包括：①防磨梁周围水冷壁区域气固流动特性实验、数值计算研究；②循环流化床两种新型悬吊屏周边气固流动特性实验研究；③防磨梁周围水冷壁磨损分布特性实验研究；④建立了一种基于循环流化床锅炉水冷壁面气固流动特性的水冷壁磨损模型,可对水冷壁磨损机理进行分析；⑤330MW和600MW循环流化床锅炉加装防磨梁前后炉内气固流动特性数值计算研究；⑥采用建立的水冷壁磨损模型对330MW和600MW循环流化床锅炉加装防磨梁前后水冷壁的磨损分布特性进行了数值模型计算研究。实验研究结果表明,防磨梁在一定程度上破坏了贴壁颗粒下降流,降低了贴壁颗粒下降流速度,防磨梁下方出现了贴壁颗粒上升流；颗粒在防磨梁上表面动态堆积,而在防磨梁下方,轴向往下,水冷壁面颗粒体积分数由极小逐渐增大。防磨梁降低了其下方一段距离内水冷壁的磨损速率,尤其是紧靠防磨梁下沿的水冷壁,几乎没有磨损产生,但防磨梁显著增加了其上沿局部水冷壁的磨损速率；防磨梁上表面结构对防磨梁周围水冷壁磨损的影响并不大。从防磨梁周围水冷壁磨损总体最小的角度出发,对于特定厚度的贴壁颗粒下降流,防磨梁宽度存在一个最佳值,并不是越大越好,而防磨梁高度越小越好。“U”形屏和“口”形屏内上部区域颗粒体积分数径向近似呈直线分布,中下部区域颗粒体积分数径向呈“U”形分布；屏内颗粒轴向速度径向均呈倒“U”形分布,屏内中心区域颗粒以较大的速度向上运动,壁面颗粒上升流和下降流并存；屏内部分区域颗粒流动呈环核结构；循环流化床锅炉“U”形屏和“口”形屏宽度的选取均有一个优化范围。在实炉气固流场数值计算研究方面,本文得到了330MW和600MW循环流化床锅炉加装防磨梁前、后炉内尤其是水冷壁面区域气固流动特性的三维分布。水冷壁面贴壁颗粒下降流被防磨梁破坏,总体下降速度降低,平均约为2m/s,防磨梁上沿颗粒动态堆积区固含率最大可达0.3～0.4。在实炉水冷壁磨损数值模型计算研究方面,本文基于实炉水冷壁面气固流场数值计算结果,采用建立的水冷壁磨损模型,计算得到了330MW和600MW循环流化床锅炉加装防磨梁前、后水冷壁各磨损速率参数的三维分布；发现了防磨梁对其周围不同区域水冷壁磨损影响的不同机理,总体上,加装防磨梁后水冷壁的主要磨损方式由颗粒团摩擦磨损变为颗粒分散相撞击磨损。本文水冷壁磨损速率模型计算值与现场测得水冷壁磨损速率相吻合。最终,本文给循环流化床锅炉防磨梁的设计布置提出了建议。