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摘要：循环流化床锅炉燃烧是一种新型的高效、低污染的清洁燃煤技术，其实用性和高效低污染燃煤特性收到了欧洲、东南亚国家的认可。本文通过我国自行设计施工，且投产运营的波黑斯坦纳瑞300MW CFB机组运行实例，对CFB锅炉磨损及预防措施进行分析。
关键词：循环流化床锅炉CFB、磨损
循环流化床锅炉属于微正压锅炉，床内物料混合强烈，燃烧室内气固两相流的流动模式是中心区的气体与固体粒子向上流动，周围四壁区的固体粒子向下流动，形成环核流动模型。中心区与四壁区之间的固体粒子在向上与向下流动过程中还有横向的主相交换，这种交换由下向上是逐渐减弱的。也就是说，在燃烧室的下部和过渡区，两区之间粒子的交换比燃烧室上部要强得多。从固体粒子大小分布来分析，也是燃烧室下部粒子较粗，上部的粒子较细，中部为过渡区，在上部循环流化床四个角的粒子浓度最高。
循环床锅炉燃烧室内粒子的流动模式、浓度和粒度的分布规律必然对炉膛受热面的磨损带来决定性的影响。过渡区域管壁的磨损，一是因为过渡区域内炉内向上运动的固体物料与沿壁面下流的固体物料运动方向相反，进而产生了局部漩涡，产生了磨损； 另一方面是因为沿炉膛内壁面下流的固体物料在交界区域的流动改变了方向，冲刷了管壁产生了磨损；
以下对主要磨损部位进行原因分析，并给出预防措施建议：
1、受热面前炉膛易磨损区域
1.1、水冷壁各段焊口处。
原因：主因为颗粒流较高的下降流动速度；次因为由于焊口存在余高，阻碍物料沿平滑管壁流动，改变气流方向，从而加大了磨损程度。
循环流化床内，固体颗粒浓度具有环形流特征。即沿床层截面可分为两个区域，边壁附近的高浓度颗粒主体下行区——边壁环形区，中心区域的低浓度颗粒主体上升区——中心核心区，形成典型的环－核两区流动。物料对管壁的磨损速率与其速度、浓度及粒度关系为：
焊口焊缝打磨及防磨梁措施
1.2、穿墙屏与水冷壁接合处，主要为再热屏穿墙处、水冷屏穿墙处。
原因：a、安装时浇注料两侧形状不规则。b、水冷壁管与浇注料未形成平滑过渡。预防措施：补焊抓钉，打浇注料、并在流道处做好过渡槽，减小气流阻力。
1.3、水冷壁各段防磨梁上部。
预防措施：对倒八字进行打磨补焊，并增加浇注料。
1.4、水冷壁密相区弯管处
预防措施：对弯管处打磨、补焊，并进行喷涂。
1.5、炉内各屏变形严重处（SA-TP304管材再热器最为严重）
原因：管屏变形，使其中间形成一个喇叭口状，对烟气起到了加速的作用。从而加速了磨损。
预防措施：在磨损值不超过规定范围的，可在两屏之间磨损处做喷涂。施工期间注意管屏间的间隙，间隙间要按图纸要求，力求一致。
1.6、前炉膛侧墙烟气出口处水冷壁管
原因：烟气上升到炉膛顶部时，气流方向突然发生改变。对侧墙水冷壁形成冲刷。预防措施：增加防磨梁，同1.1。
1.7、前炉膛后水冷壁烟气出口两侧后水冷壁
预防措施：相对于侧包墙磨损比较轻，所以只需喷涂即可（根据现场情况而定）。
2、受热面后炉膛易磨损区域
2.1、后炉膛烟气进口正对的省煤器悬吊管处
原因：前排省煤器两侧的悬吊管正对烟气的冲刷，护瓦的长度不足，存在接口护卡设计，面对烟气冲刷的中间部位，使得烟气气流改变方向，对护瓦形成冲刷。
预防措施：调整护瓦设计，要求长度大于气流的冲刷面积，如图所示：
防磨护瓦优化实例（前/后）
2.2、高过烟气进口处的顶棚管与前排悬吊管交汇处
原因：高温过热器过顶棚与省煤器悬吊管交汇处，鳍片加装不规则，接口太多，使气流通过时在局部形成涡流，产生冲刷。
预防措施：在悬吊管两侧焊抓钉增加防磨梁设计（400mm），防磨梁平滑过渡，尽量减小对气流的阻力。
2.3、高过穿后包墙处的包墙管
原因：高温过热器蛇形管导流板与包墙管间隙调整不一致（过大时，使烟气流量过大，对包墙管与蛇形管交汇处形成冲刷。过小时，由于蛇形管运行时膨胀，又会卡伤包墙管，正常间隙因该在25mm.）
预防措施：对磨损点补焊，并调整导流板与后包墙管之间的间隙，或添加浇注料，以保证不会有烟气在两者之间形成涡流。
3、与浇注料关联的磨损区域
3.1、冷渣器落料管冷却水套管接口处
原因：启炉时，温升过快，使放渣冷却套管与水冷壁连接管膨胀不一致，导致焊口撕裂。预防措施：启炉时一定要按照锅炉厂规定升温。
3.2、布风板上的水冷壁管
原因：风帽脱落后，导致布风板与上部浇注料脱开形成间隙，使一次风混杂着颗粒对布风板及布风板上的水冷壁管形成冲刷
预防措施：将风帽加固，并将落料口、返料腿正对处周围的风帽用不锈钢条连接在一起，以增加风帽的牢固性。
4、膨胀接口处（金属/非金属）
运行过程中，针对不同工况下CFB部件膨胀特性，膨胀节的选用及适应性十分重要。如图所示，关键膨胀部位的特殊要求当从机组设计、安装阶段就给予考虑。
结束语
通过采取相应的预防磨损方案，波黑斯坦纳瑞300MW CFB机组在运行磨损控制方面成效斐然有效。且通过合理的配风调试方案，机组满发率指标优异。
参考文献
[1]《158M-AM/300MW CFB锅炉说明书》东方锅炉厂有限责任公司.
[2]《大型循环流化床锅炉设备与运行》中国电力出版社.
[3]《循环流化床锅炉安全运行》中国电力出版社.
[4]《300MW CFB水冷壁管磨损的原因分析和预防措施》北极星电力网.
论文作者:徐志勇
论文发表刊物:《防护工程》2017年第18期
论文发表时间:2017/11/22
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