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摘要：循环流化床锅炉技术是日益发展的一项高效低污染清洁燃烧枝术。在发展的同时，也暴露出了一些问题，本文简单介绍引起循环流化床锅炉受热面磨损的相关原因，及控制和防止磨损的一些对策，供大家参考。
关键字：循环流化床锅炉；磨损；对策
1 概述
循环流化床锅炉的英文全称是采用流态化燃烧方式的锅炉。目前国内对循环流化床锅炉的研究、开发和应用已成熟，但是，有关于循环流化床锅炉受热面磨损的问题还是比较普遍的，磨损严重造成受热面管子穿孔引起汽水泄漏导致锅炉非计划停炉，给生产造成严重损失。
2 分析循环流化床锅炉受热面磨损的原因
磨损的可以简单地把它看作是一个纯机械作用的过程，磨损与撞击在金属表面上粒子的总动能是成正比的。循环流化床锅炉在实际运行的过程中容易磨损的部件主要是炉膛水冷壁管、旋风分离器、对流受热面等。
2.1烟气影响
2.1.1烟气流速影响。磨损量与烟气流速的3次方成正比关系。流化床锅炉不同部位的烟气流速、锅炉受热面金属的防磨性能都是由锅炉设计工况所决定的。一次风量大，磨损量就跟着大，甚至是更大。炉内燃烧情况的扰动也会根据二次风量的变化而发生变化，扰动越大越剧烈，受热面磨损量也会跟着越大。在循环流化床锅炉中，每个部位的烟气流速是不一样的。
2.1.2烟气颗粒影响。烟气内的颗粒数量越大，对管壁的撞击和冲刷也越是强烈，也就是说颗粒浓度越大，受热面磨损量就越大。
2.2锅炉结构影响
锅炉磨损按部位划分可分为两种,一种是局部磨损，又称“点”磨损，还有一种是区域性磨损，又称“面”磨损，这是炉内水冷壁受热面磨损的两种主要形式。局部磨损，与结构有关。像膜式炉壁和鳍片等部件的垂直度、光滑度差异对磨损的影响也是不同的，对管屏和壁面都将带来大大小小的磨损。炉壁上一个小小的凸台也会使细微颗粒形成反弹，致使磨损。有些循环流化床锅炉因为采用了轻质保温料，穿墙管部位的密封盒设计不当，被炉内物料磨损掏空后，会导致水冷壁管和鳍片磨损。如果我们用耐火耐磨浇筑料作为填充物后，会大大提高密封盒的密封防磨性能。某公司电厂YG220/9.8-MQ循环流化床锅炉溜煤管磨穿后，正是在磨穿处加焊以耐火耐磨浇筑料作为填充物的密封盒，起到了很好的堵漏和防磨作用，大大延长了溜煤管的使用寿命。另外,新安装锅炉或检修后质量监督、维护不到位，水冷壁焊缝不规则等原因都会造成局部磨损，出现泄漏故障。区域性磨损会出现在炉内受热面的某一个区域，比如水冷壁的后墙。此类磨损也大多与结构有关。炉壁四角部位的物料质量浓度相当于两个壁面物料质量浓度的叠加，当流动状态受到改变后，此处磨损较为严重。管屏膨胀受阻发生不规则变形后会使炉内屏式受热面产生磨损，会让管子变得弯曲，直接造成该区域的管壁磨损加剧。
2.3受热面温度变化的影响
受热面的温度不同会改变其表面氧化膜的组成、相态，影响到金属的抗磨性能。受热面的抗磨性能会因为温度的升高面下降。其中有两方面的原因。首先，温度循环波动、热冲击、机械应力会使耐磨材料出现裂缝和剥落的现象。其次，固体材料对耐磨材料的冲刷会使耐磨材料受到破坏。
2.4锅炉安装和检修的影响
锅炉专业的安装是避免金属受热面磨损的基础，专业的检修是减少金属受热面磨损的前提。两者直接影响着金属受热面的磨损程度，使降低锅炉受热面磨损根本保证。如果受热面鳍片没有焊接好，大量的颗粒就会外漏,水冷壁被颗粒冲刷,导致管壁磨损加剧。如果锅炉检修后管屏表面留下大量焊接后的凸起部位，在凸起部位周围形成的颗粒使磨损更为严重。
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3 控制循环流化床锅炉受热面磨损的对策
3.1合理设计及合理使用耐磨耐火浇筑料
根据部分循环流化床锅的改造经验，注意炉内障碍物对磨损的影响，我们可以在密相区浇筑料与炉壁的交界处采用防麿弯结构，此设计效果较佳。也可采用简易弯管结构，避免浇筑料在该部位形成凸台状，让浇筑料与炉壁能够在同一个平面上，可以让物料沿着水冷壁正常回流，此设计效果同样很佳。但是，需要注意的是，在设计过程中慎用穿墙弯管及防磨瓦结构，在不得不弯管的部位，一定要做好辅加耐磨耐火浇筑料的防磨措施；一些比料容易磨损的地方可以采用厚壁管结构。炉内有焊缝的地方一定要磨平，彻底消除障碍物。某公司电厂YG220/9.8-MQ循环流化床锅炉为了提高炉膛燃烧区温度水平，把卫燃带高度在原来的基础上提高了1米，这在一定程度上也起到了减缓炉膛下部水冷壁磨损严重的作用，另外将炉膛上部出口两侧水冷壁管子左右各4排沿着水平烟道高度敷设一层磨耐火浇筑料，同样很好地起到了抑制该区域管子易磨损的作用。
3.2水冷壁及过热器管局部可以采用喷涂方法
喷涂是指在管子表面喷一层耐磨防腐的金属合金涂层。表面处理可以用喷砂防锈的方式，结束后此表面的粗糙程度可以达到50—80um，质量达到Sa3级。在喷涂过程中，要注意的是控制好涂层厚度，要在0．6mm左右，不宜超出或减少太多。喷涂后表面光滑、没有麻面、起皮、开裂及脱落等不良现象。某公司电厂YG220/9.8-MQ环流化床锅炉炉膛内屏式过热器下部管排采用了金属喷涂，收到了很好的成效，锅炉运行多年，管子经过高温高速烟气的冲刷，仍未出现磨损现象。
3.3 控制煤的质量与粒度
煤质量的好坏直接关系着磨损程度的大小，劣质的煤灰分大，会增加燃煤量，烟气中的灰浓度增加，水冷壁管壁的切削作用也会加大，最终使磨损量增大。所我们要加强煤管理，要对煤的质量进行定期抽样化验，控制煤的粒度在设计要求范围内,一般控制在0～12mm范围内，随时根据煤场进煤质量报告调整原煤破碎，提高锅炉入煤质量。
3.4 尾部受热面的磨损防治
锅炉尾部烟道一般布置有过热器、省煤器和空气预热器，而磨损较为普遍的发生在管排迎风面第一排管束上。某公司电厂YG220/9.8-MQ循环流化床锅炉吊管过热器迎风面第一排管束全部加焊了防磨盖板，最为有效的避免了高速烟气的冲刷磨损。省煤器一般布置在尾部竖井中下部，由于该处烟气流速较低，灰粒浓度相对较高，温度降低使灰粒硬度增大，较其他受热面，更易受到磨损。要减轻磨损，主要考虑降低流体速度，同时提高材料的耐磨系数及减小冲击角。在降低流体速度方面，采取的措施是将循环流化床锅炉原光管式省煤器更换为膜式省煤器。膜式省煤器是对原钢管省煤器的改进，是在循环流化床锅炉用无缝钢管外表面用高频焊接的方法增加膜片，使热交换面积较光管省煤器明显增加，设备体积缩小。研究表明，采用膜式对流受热面可节省近25％的金属耗量，同时由于体积的减小，通风阻力可减少26％。传热性能提高30％左右，流体速度下降1~2%．若按磨损量与烟速成三次方的关系推算，可延长使用寿命25％左右，能够起到防止磨损的作用。
4 结论
磨损是制约循环流化床锅炉推广的一个比较关键的问题，在实际的防磨措施中，关键是要设法消除冲击角、降低流速和避免形成浓颗粒流，对受热面进行喷涂或加装遮挡物，在每次停炉后要检查尾部烟道过热器和省煤器的防磨瓦有无脱落、变形现象，检查炉膛及物料分离器浇注料有无开裂和脱落现象，发现故障和隐患及时进行修复，这些都是减少循环流化床锅炉受热面磨损的有效方法和对策。
参考文献：
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[3]任祥鸿.浅析循环流化床锅炉尾部受热面磨损原因及对策[J]. 中国设备工程,2006，12(5)：714-715.
论文作者:朱建锋
论文发表刊物:《防护工程》2019年第3期
论文发表时间:2019/5/24
标签：磨损论文; 锅炉论文; 流化床论文; 省煤器论文; 烟气论文; 水冷论文; 炉膛论文; 《防护工程》2019年第3期论文;