摘要：现如今我国对环保和节能越来越重视，这使我国把循环流化床锅炉作为一种高效的、低污新型燃煤技术，是清洁燃煤、可实现持续发展的战略技术之一。
关键词：循环流化床；磨损；防磨；措施
1 循环流化床锅炉
1.1循环流化床锅炉的简介
循环流化床燃烧技术是近二十多年发展起来的具有大型化等方面优点，其容量可以和煤粉炉那样几乎不受限制的一种清洁的新型燃烧技术。循环流化床锅炉与其它类别锅炉最主要区别是循环流化床锅炉处在流化状态下的燃烧过程。它具有NOx排放低、负荷调节范围大、灰渣易于综合利用、环保性能好、燃料适应性广等优点。循环流化床燃烧技术在未来我国的燃煤技术领域发展的很长一段时间内，将会是最现实且最适用的具有低污染高效的燃烧技术。
1.2循环流化床锅炉的构成
典型的循环流化床锅炉的布置和系统。它的燃烧系统组成有布风板、燃烧室和飞灰分离收集装置。与常规的煤粉的锅炉相比较，循环流化床锅炉除了燃烧部分相同外，其余部分的布置方式和受热面结构与常规煤粉炉相似。但石灰石及煤制备系统、底灰排放系统包括冷渣器等与常规煤粉锅炉有很大不同。
1.3循环流化床锅炉的工作原理
循环流化床锅炉燃烧属于一种新型的洁净燃烧技术，该项技术主要以气态-固两相流理论为基础发展起来，锅炉主要由但部分构成，分别为对流烟道、气-固分离循环系统及燃烧系统，其中对流烟道设备主要包括空气预热器、过热器及省煤器等；气-固分离循环系统主要由返料与物料分离两部分组成；燃烧系统主要由布风板、风室、燃烧室及炉膛等部分组成。一次燃烧空气经过布风装置之后进入到炉膛中，布风板上安装了风貌，炉膛内的固体颗粒燃料（粒度为0～8mm）经过一次风流化之后呈现出流体的特性，并充满于整个炉膛中，二次风在炉膛下部进入到炉膛内，主要为分级燃烧，露堂内固体颗粒以特殊的气-固流动方式运行，一方面在炉膛内固体颗粒受到了颗粒的聚集、团聚的作用，细颗粒形成大颗粒以后，在一定气流速度之下会呈现为逆气流向下运动，在“环-核”理论作用下与壁回流紧贴在一起，在上升气流的冲击下被打散成细颗粒，然后在气流的带动之下向上运动，这样一来颗粒团在不断的经历着聚集、下沉、吹散，再到上升，再聚集的过程，炉膛中出现强烈的内循环运行，另外一方面，一些细小颗粒被高温烟气带出，这些固体小颗粒被物料装置分离之后，在物料回收装置的作用下，使固体颗粒返回到炉膛内继续循环燃烧，外循环得以实现，按照建立起来的热量平衡与物料平衡，确保锅炉运行的高效性、连续性及稳定性。
2 循环流化床燃烧原理及主要特点
(1)在燃烧方面具有强化燃烧、不易结渣、低温的特点：循环流化床中温度一般为850℃～1050℃左右。由于循环流化床中温度比煤灰渣的变形温度低了100℃～200℃，所以不易结渣。(2)在效率方面具有燃烧效率高的特点:流化床锅炉和常规的锅炉燃烧效率一般为85%～90%左右，而循环流化床锅炉燃烧效率可以达到95%以上，并在运行的变化范围内能够保持较高的燃烧效率。(3)在环保方面具有排放量低的特点:要求炉温应控制在830℃～850℃，NOx生成量能够明显减少。
3 循环流化床锅炉承压部件磨损原因分析
3.1吊挂管迎风面磨损的原因
循环流化床锅炉在实际运行过程中，由于锅炉内烟气流速过高，加上施工人员不能按照要求的施工工艺加装防磨罩，因此对于烟道入口位置上第一排吊挂管迎风区来说，很容易会出现磨损问题，经常会削磨成一个直角形，甚至情况严重时还会出现吊挂管爆管现象。因此，实际工作中应在每次停炉时全面检查防磨板等部件，以确保防磨板没有出现脱落、弯曲等问题。
3.2炉膛下面防磨板磨损的原因
在循环流化床锅炉制造、运输以及存储过程中，炉膛下方防磨板很容易会因为受阻而鼓起，因此防磨板上部很多防磨板都被削磨成了凹形的缺口，同时锅炉外面有一直径为60mm的管子，其外部区域很容易会受到下降灰流的影响，这样会加剧炉膛下部防磨板的进一步磨损。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆因此，实际工作中为了避免炉膛下部防磨板出现磨损问题，都会将其换成不锈钢材质的，并在防磨板下沿与耐磨材料上沿留出3mm的间隙。此外，实际操作与生产过程中，防磨板区域冷水管一些地方可能会出现孔洞，磨损的痕迹较为明显，之所以会出现这种情况，主要是因为耐磨材料上沿由于受到下降灰流涡流影响造成的，至于该问题应如何解决，目前还没有形成有效的方法和思路。
3.3炉膛上部双面水冷壁磨损的原因
循环流化床锅炉在运行过程中，可能还会出现双面水冷壁磨损的问题，这主要是因为后墙部位右侧浇筑料前侧面与上平台位置双面水冷管出现了不同程度的脱落问题，使得平台表面呈现出凹凸不平的现象，在燃料颗粒下落的过程中，挖凿水冷壁浅薄造成爆管。高压水流经过凿口喷出以后，冲刷着后墙中部的水冷壁及双面水冷壁左侧，这种情况下管子被磨削的非常严重。因此必须除去锅炉上部浇注料，然后更换为水冷壁管子，更换完成后再进行浇筑。
4 循环流化床锅炉的磨损及防磨措施
4.1主要磨损的金属部件
(1)布风装置。布风装置的磨损主要是风帽的磨损,其中风帽磨损最为严重的区域发生于回料口附近。其主要原因是循环的物料以较大的平行于布风板的速度分量进行冲刷风帽。(2)炉膛的水冷壁管。炉膛的水冷壁管的主要磨损是在炉膛四个角落区域的管壁、不规则区域管壁。炉膛四个角落区域的管壁磨损的主要原因是该区域向下流动的固体物料浓度比较高。不规则区域管壁主要磨损原因是不规则管壁对局部的流动特性造成了较大扰动。(3)炉内受热面的磨损。锅炉炉膛内的屏式过热器磨损机理主要取决于受热面的具体结构和固体物料的流动特性，与炉膛内水冷壁管的磨损原理相似。
4.2主要磨损金属部件的防磨措施
(1)金属防磨盖板。防磨盖板是比较传统的防磨措施之一，主要用于尾部的烟道对流受热面，防磨材料根据防磨位置烟气温度选取。(2)防磨堆焊。防磨堆焊是在需要防磨的金属材料表面区域堆焊一定厚度的熔焊金属，使其具有较强的抗磨损的性能,主要用于非保护区与非金属耐磨耐火材料之间的过度区域进行防磨。如在风帽、过热器、水冷壁下部、风帽等部位防磨。
4.3主要磨损的非金属耐火材料
(1)分离器整个的内表面。(2)燃烧室出口及出烟道的内表面。(3)燃烧室内布置水冷壁表面。(4)燃烧室下部的周围水冷壁表面。(5)分离器出口烟道内表面。(6)烟道入口内表面。(7)水冷壁布风板。(8)回料装置和料腿内表面。其主要的原因是由于物料对耐火材料的冲刷和温度循环波动、热冲击而造成耐火材料的破坏。
4.4主要磨损非金属耐火材料的防磨措施
(1)在水冷壁衬里：将耐磨耐火材料用管子表面上的金属销钉固定在烟气侧的锅炉机组上。(2)非水冷壁薄衬里：将耐磨浇注料用按一定规律布置的“Y”型抓钉来固定在保温浇注料层外。(3)非水冷壁厚衬里;主要是将耐磨砖固定在保温砖的外侧。
5 建议
(1)渗氮处理可以对于磨损情况较为严重的金属表面起到保护的作用。如：英国煤炭公司的研究所就曾经对流化床埋管表面进行渗氮处理，经过运行试验发现受热面并没有发生磨损。因此起到了防护的作用。(2)为了防止这些耐磨材料的脱落，可采用喷涂料来代替耐磨砖。因为涂料的硬度较大且在高温下生成坚硬、致密和化学稳定好的氧化层进而对金属表面进行了保护。
6结语
常压循环流化床锅炉作为洁净煤发电技术之一得到了大量使用和推广，相对与常规的煤粉炉而言，由于循环灰的流动特性使流化床锅炉炉内的磨损十分严重，而循环流化床锅炉的磨损问题是影响循环流化床锅炉技术发展的一个比较关键因素。磨损问题解决的好坏直接关系到循环流化床锅炉的设计以及直接影响锅炉机组的可用性。因此循环流化床锅炉受热面的防磨技术对锅炉机组安全稳定地运行来说具有重大的意义。
参考文献：
[1]王僧太．谈循环流化床锅炉的防磨措施[J].科技资讯，2011，(5)．
[2]葛党生.循环流化床锅炉的防磨措施[M].焦作市高新热力有限公司.2012,12.
论文作者:张晓卫
论文发表刊物:《电力设备》2018年第12期
论文发表时间:2018/8/9
标签：流化床论文; 锅炉论文; 磨损论文; 炉膛论文; 水冷论文; 颗粒论文; 物料论文; 《电力设备》2018年第12期论文;