摘要：循环流化床锅炉中金属部件的防磨措施，直接影响循环流化床锅炉机组的经济运行和安全运行。为此，本文分析了循环流化床锅炉产生磨损的原因，并针对炉膛内的磨损提出了防磨措施。
关键词：循环流化床锅炉；磨损；措施
1 循环流化床锅炉运作情况的实例分析
1.1 该文就某个电力公司的运作情况展开分析，在利用循环流化床锅炉进行工作中，其利用的是一种循环燃烧系统，炉膛的结构未膜式水冷壁结构，通过对不同级别过热器的应用，以满足实际工作的需要，其中间设置了喷水减温器，尾部进行了风预热器的设置。通过对该公司运作情况的分析，可以得知这这些锅炉运作已经有一段时间了，其水冷壁管过渡区域及其炉膛下部卫燃带的交界处，出现了一些泄漏之处，导致了锅炉工作运行的停顿。多次出现泄漏，造成被迫停炉检修，进行水冷壁管更换，影响正常生产，直接和间接经济损失都很大。通过对锅炉水冷壁磨损原因的分析可以得知，这是由于水冷壁管过渡区域及其炉膛下部卫燃带磨损的影响，而导致锅炉的工作环节的障碍。特别是炉膛四周的管壁区域也多处出现了磨损。通过对水冷壁过渡区域管壁及其炉膛下部卫燃带的分析得知，该区域交界处的管壁也出现了磨损，一系列的固体物料对水冷壁管造成了极大的冲刷，从而导致水冷壁管出现一系列的磨损。另一个原因是在过渡区域内由于沿壁面下流的固体物料与炉内向上运动的固体物料运动方向相反，在局部产生涡旋流，对水冷壁管产生磨损。炉膛四周角落区域管壁的磨损原因是角落区域内壁面向下流动的固体物料密度比较高，同时流动状态也受到破坏。
1.2 受到锅炉水冷壁的自身泄漏状况的影响，其需要进行停炉整修。这就首先要进行故障问题的排查。比如进行喷涂区域、锅炉卫燃带区域等，进行检查及其分析，从而进行卫燃带处水冷壁管磨损情况的分析，为了满足锅炉日常工作的需要。这需要进行锅炉卫燃带附近凸台的避免，避免其水冷壁管浇注料凸台情况。如果出现“凸台”，使得下降灰流与水冷壁管形成了冲击角，不仅加剧对接部位的焊口和鳍片的磨损，而且还对邻近管子造成严重磨损。这是由于炉内循环物料沿水冷壁向下流过凸台时改变方向，直接冲刷水冷壁管子的某个部位，造成该处水冷壁快速冲刷磨损，尤其是水冷壁管与浇注料接触的两侧。在锅炉卫燃带水冷壁管优化环节中，要针对其局部材质的掉落情况展开优化，避免其水冷壁管的切割效应，从而避免管壁磨损程度的加深。要想确保锅炉水冷壁磨损情况的控制，就要进行锅炉运作过程中的烟气流速的控制，保证这两者应用模块的协调。锅炉水冷壁管磨损量与烟气流速的3次方成正比关系。在锅炉实际运行过程中，锅炉运行人员担心流化不良，为了提高锅炉运行保险系数，常以较大风量运行，造成烟气流速过快，严重加剧锅炉的磨损，同时增加厂用电量。
2 循环流化床锅炉运行中存在的问题
2.1 对水冷壁的磨损
锅炉炉膛燃烧室采用矩形全模式水冷壁结构，水冷壁管的磨损是循环流化床锅炉中磨损最为严重的区域。由于沸腾的物料向上升腾与下行的贴壁流相遇后，使其运动方向发生改变，造成对水冷壁管产生冲刷。由于负荷的变化、石灰石和给煤的不断补充致使温度循环波动较大以及机械应力等原因造成密相区耐火浇注料开裂和剥落，对水冷壁产生更为严重的磨损。
2.2 对布风板加厚内螺纹水冷壁的磨损
布风板是由后墙水冷壁一半管子拉稀弯曲而成的厚壁模式水冷壁，其上装有钟罩式风帽，布风板上虽然铺设一层较厚的浇注料，但因其燃烧层温度较高，又有一次风夹带物料的不断冲刷，浇注料一旦脱离布封板，哪怕出现很小的缝隙，短时间内也会把厚壁水冷壁管吹损，尤其是回料口附近对浇注料的冲击最为强烈。
2.3 二次风口的磨损
锅炉前后墙密相区上部各装有12个二次风口，二次风与贴壁流、上升气流相遇后，会改变气流运动方向，造成对二次风口的急速冲刷，二次风口的浇注料如有缺损，便会对密封板和水冷壁产生较快的吹损。
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2.4 高温过热器及水冷蒸发屏的冲刷
高温过热器与水冷蒸发屏吊挂管布置在燃烧室顶部靠前墙位置，高速升腾的高温物料和细小颗粒经过炉膛出口进入回料器，过热器和蒸发屏布置在烟气出口附近，虽然底部包敷浇注料，但飞速流动的烟气夹带细小颗粒对管屏的冲刷非常严重，包敷管屏的浇注料极易剥落造成管屏吹损。
2.5 水平烟道的磨损
水平烟道处于炉膛出口和旋风分离器入处，水冷壁与包墙过热器管之间装有非金属膨胀节，炉膛出口与回料器入口的边角、非金属膨胀节两侧的浇注料由于处于负荷变化的敏感区，温度的变化和振动很容易使浇注料开裂和脱落。
2.6 旋风分离器的磨损
旋风分离器内包墙过热器的磨损虽然没有水冷壁和过热器强烈，但旋转的气流带动灰粒在离心力的作用下从烟气中分离出来，如果浇注料开裂或脱落旋转颗粒会很快把过热器管吹损。
3 防磨措施
（1）选择合适的耐火材料：采用高强度耐高温复合耐火材料，该材料在工作状态下材料表层形成一层釉面，极大地提高了该材料的高温强度、耐温性能和高温中的抗磨损、抗蚀损性能及热稳定性。（2）布风装置的防磨：在返料器回灰口处将浇注料筑成抛物线状，使返料灰下落过程中形成播撒而不是直接冲刷风帽。这样可以使煤粒扩散范围加大，有利于流化燃烧更充分。同时，使风帽磨损更均匀些。在风帽类型的选择上，可以选用钟罩型风帽，此种风帽对帽顶的冷却能力好，使用寿命明显延长。（3）水冷壁过渡区的防磨：采用水冷壁管向外弯制的避让结构，并采取金属喷涂措施，另外在耐火材料施工过程中做好垂直度、光滑度及平面度，减少产生涡流的可能。（4）炉膛受热面的防磨：炉膛内屏式过热器和屏式再热器，采用膜式壁结构，烟气在其中间垂直流动，不会发生异常磨损。但在烟气直冲和转向部位即其下部及炉膛出口处，由于烟气方向改变易引起磨损部位均加设防磨护瓦和浇注料。（5）炉膛四个角落区域管壁的防磨：目前一般采取对炉膛角落的几根水冷壁管进行沿高度方向全部敷设耐磨浇注料（保持直角形状）的措施，解决角部的磨损问题。（6）炉膛不规则区域管壁的防磨：不规则区域管壁（如穿墙管、炉墙开孔处的弯管或制造过程中存在的焊缝不光滑的地方等）的磨损原因主要是不规则管壁对局部的流动特性造成较大的扰动。边壁区向下流动的高速和高浓度的灰粒子碰到不规则的突起改变方向冲刷水冷壁所致。
4 减少磨损的运行管理
每一台锅炉安装调试结束后，都是交给运行管理，除设备设计、安装采取防磨措施外，更应该重视锅炉的运行管理。
（1）每一台锅炉都有相应的设计煤种，尽量采用设计煤种或接近设计煤种。控制入炉煤灰分和水分。（2）严格控制入炉煤的粒度小于10mm，发现粒度超标， 要通知维修及时调整破碎机。（3）在保证炉内床料流化良好的前提下，适当减小一次风量，提高二次风压。（4）维持合理的料层床压，一般控制在7～9kPa。（5）根据煤种的不同，保证烟气含氧量在3%～6%之间，设法降低炉渣和飞灰的含碳量。（6）燃烧烟煤，床温可控制在850～900℃，燃烧无烟煤时，床温可适当提高到900～950℃之间。（7）保持合适的锅炉出口负压，一般控制在―0.1～-0.2kPa。（8）司炉精心操作，根据锅炉负荷的变化情况，及时调整风量和煤量。（9）控制好给水温度，在满足主蒸汽压力的情况下，减少燃煤量。（10）锅炉尽量不超负荷运行。
结束语
循环流化床锅炉中金属部件的磨损是造成其运行事故的主要原因之一。循环流化床锅炉长期使用用不可避免的产生了各种磨损，主要的磨损有炉膛水冷壁的磨损，炉内其他受热面的磨损，尾部对流烟道受收面的磨损。从防治的角度来说，采用防磨喷涂技术，优化炉内浇注料，增设多级防磨梁，调节炉内的运行参数都可以有效的减缓受热面的磨损。
参考文献
[1]黄晓平.循环流化床锅炉床温控制过程的探讨[J].科学中国人.2017(23)
[2]张华军.循环流化床锅炉床温控制优化分析[J].工业设计.2016(01)
论文作者:魏建伟
论文发表刊物:《基层建设》2017年第35期
论文发表时间:2018/3/20
标签：水冷论文; 磨损论文; 锅炉论文; 炉膛论文; 流化床论文; 管壁论文; 烟气论文; 《基层建设》2017年第35期论文;