摘要：大量应用实例表明，循环流化床锅炉和传统锅炉相比，具有燃料适应性高、燃烧效率高、调节速度快等特性。所以被广泛应用在各大工业生产领域。但是在具体应用过程中循环流化床锅炉仍然存在一系列缺陷，比如：受热面的磨损问题一直得不到有效解决，在很大程度上限制了循环流化床锅炉安全经济的运行。
关键词：循环流化床；锅炉受热面；磨损
1循环流化床受热面磨损机理
在高倍率与高循环流化床锅炉中，气与固相流滑移速度很大。对于炉膛内部风速较大，而在炉壁周边，流化风速较小，在颗粒团紧随气流网上运动的同时，颗粒也会向上聚集，沿着炉壁往下流动，最终形成典型的CFB锅炉力学结构。在炉壁周边形成向下物料，并以加厚的浓度质量进行回流。在CFB锅炉中，颗粒浓度呈下高上低状态，越往炉膛下方靠近，颗粒的直径越大，浓度越高。在炉膛高度变化的同时，颗粒直径与浓度以反比呈现，下部磨损率明显超过稀相区。而炉壁磨损和物料回流有直接关系。炉壁垂直平滑时，通常只出现地应力滑动磨损，磨损率不高，危害小。局部磨损是酿成回流磨损的主要原因，有很大危害，同时也是锅炉泄露的根本原因。大部分局部磨损都是受热面结构所致，在炉膛壁面回流期间，若遇到凸台与局部障碍物，则很可能改变颗粒流动，让颗粒分到障碍物两端，并对管材进行磨损冲刷；或者颗粒反弹到凸台，少数颗粒到达水冷壁管，对管壁进行正撞击与斜冲刷。磨损程度和凸台大小、障碍物形状有极大关系，凸台越大，说明大颗粒的反弹率越高，磨损面积越大，相反，磨损范围越小，而超过凸台尺寸的颗粒反映很微小，大颗粒反弹率很低，通常会沿着凸台滚动。直径低于凸台高度的颗粒会出现反弹与分流，当母材被影响后，磨损就开始向管壁母材靠近，而被磨损的区域开始变薄，并增大凸台。在磨损增加的同时，凸台厚度与大尺寸颗粒都会增加，并在恶性循环的过程中，逐渐破坏母材强度。
2循环流化床锅炉受热面磨损原因
2.1锅炉受热面结垢
大量的研究数据表明，导致锅炉受热面损坏的原因有很多，其中，最常见的就是锅炉受热面结垢。在锅炉运行的过程中，其受热面一侧接触水或者油，另一面则直接与火焰和烟气接触，锅炉受热面与水接触的过程中，很容易发生结垢现象，影响锅炉的正常运行。产生这种现象的原因是水中含有硅酸盐等杂质，在高温条件下，很容易发生分解，形成沉淀物，附着在锅炉受热面上。沉淀物的密度较大，经过长时间的接触后，会在锅炉受热面上形成水垢，降低锅炉的运行效率，严重的还会使锅炉发生破裂，影响企业的经济效益。
2.2 锅炉受热面发生磨损
在锅炉运行的过程中，受热面主要起到良好的传递作用，能够将烟气中的热量有效传递。由于锅炉受热面需要与烟气接触，而烟气中带有大量的杂质，当烟气的流动速度较快时，其内部的杂质会直接与受热面发生碰撞，会对锅炉受热面产生一定的影响。由于锅炉受热面与烟气的接触时间较长，随着烟气的流动速度不断加快，其内部杂质会直接削掉受热面上的金属，使得锅炉受热面发生很大磨损。另外，如果锅炉受热面设计不合理，也会使得受热面发生一定的磨损。
2.3 缺水导致锅炉受热面管道破损
在锅炉运行的过程中，如果其内部缺水，会严重损坏锅炉受热面，严重的还会发生安全事故，影响企业的经济效益。由于锅炉内部缺水，其受热面管道不能得到相应的冷却。在高温状态下，受热面管道内部的温度不断升高，管道的抗拉强度不断降低。当达到一定温度时，受热面管道会发生变形，如果不及时采取有效措施解决，受热面管道会发生爆破，造成一定损失。
3防止循环流化床锅炉磨损的处置建议
3.1做好煤质控制工作
煤质对磨损量有非常大影响，因此，燃料部门在采购煤矿过程中必须确保煤质的质量，严格控制煤料中矸石含量、颗粒直径等，确保煤质的各项参数指标都能充分满足循环流化床锅炉运行的具体要求。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆同时在具体应用时，要根据实际情况，及时调整碎煤机锤头间隙，如果条件允许，要尽量采用多级破碎系统，确保煤料的均匀性，剔除大颗粒煤料，才能从根本上降低受热面的磨损量。
3.2设置保护面
在循环流化床锅炉容易磨损的部位，比如：密相区的埋管、蒸发管、过热器管屏、空气预热器进出口等。通过在这些容易磨损的位置加装防磨盖板，能很大程度上降低磨损量。防磨损材料要根据防磨位置和烟气温度的具体情况进行科学合理的选择。最常用防磨材料主要有两种，一种是1Cr18Ni9Ti，另一种是20G钢，防磨覆盖面的厚度不得小于2mm。在需要防磨的表面，通过堆焊的方式，在金属材料的表面添加熔焊金属，从而提高母材抗磨损性，此种处置方式主要应用在循环流化床锅炉的过热器、风帽等部位。
3.3确保循环流化床锅炉运行的合理性
在循环流化床锅炉运行过程中，要尽量避免超负荷运行、超温度运行、超气压运行。每个设备都具有一定的结构特性，如果运行环境超出了其能承受的范围，就一定会降低设备的性能和使用寿命。因此，在具体运行过程中，把流化床的温度控制在规定允许范围当中，避免超温和结焦等问题发生，降低磨损速率。同时在确保循环流化床锅炉正常运行的前提下，尽量降低一次和二次风量，以期最大限度上减少炉膛的负压，如果炉膛的严密性比较好，可以微正压运行，以达到降低烟气流速，减少循环流化床锅炉受热面磨损速率的目的，在冷态启炉布风实验及低负荷时，要尽量降低一次风的风量，只要确保循环流化床锅炉能正常运行即可。
3.4受热面磨损的防范措施
为了有效减少锅炉受热面发生磨损，采取相应的防范措施具有至关重要的作用，相关工作人员在实际工作当中，需要不断优化锅炉内部结构，并选择合理的设计方案。在保证锅炉安全运行的基础上，严格控制锅炉烟气的流动速度与锅炉风量，从根本上减少锅炉受热面的磨损。并合理控制锅炉灰粒直径，有效提高锅炉的运行速度，减少资源的浪费，从而提高企业的经济效益。除此之外，企业的管理人员还要不断提高锅炉工作人员对其工作的重视，并定期到现场视察，针对锅炉运行中存在的问题，及时采取有效措施解决，保证锅炉能够更好的运行。通过采取相应的防范措施，不仅能够有效减少锅炉受热面的磨损，还能够提高资源的利用率，延长锅炉的使用寿命。企业的相关工作人员还可以在锅炉中安装相应的过滤设备，有效减小烟气杂质对锅炉受热面的影响。
3.5锅炉缺水的防范措施
如果锅炉内部缺水，炉受热的温度不断升高，影响锅炉的运行速度，因此，采取相应的防范措施具有特别重要的作用。相关工作人员可以从设计工艺入手，在锅炉受热面中采用相应的保护措施，可以在锅炉系统中安装相应的补水系统，当锅炉缺水时，给补水系统会自动加水，保证锅炉能够稳定运行，防止锅炉受热面管道发生爆炸，从而保证企业的经济效益。除此之外，相关工作人员还可以设计自动停炉装置，当锅炉内部的温度过高时，该装置会自动切断电源，停止锅炉运行。工作人员也可以根据锅炉的实际运行情况，设计相应的报警装置，当锅炉运行温度超过规定数值时，该装置会及时发出警报，提醒工作人员，有效减少了安全事故的发生。
结论
综上所述，循环流化床锅炉的特殊燃烧方式，决定了受热面磨损是一种客观存在的现象，不可能从根本上完全杜绝磨损现象的发生。这一点也是长期以来限制循环流化床锅炉向大容量、大功率发展的主要因素。但是通过对循环流化床锅炉特性和磨损机理以及影响磨损因素进行深入分析，可以通过相应的抑制措施来缓解磨损效率，以达到经济运行和提高使用寿命的目的，从而为为企业为社会创造更多的经济、环境效益。
参考文献：
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论文作者:张学进
论文发表刊物:《电力设备》2018年第16期
论文发表时间:2018/10/1
标签：锅炉论文; 磨损论文; 流化床论文; 颗粒论文; 烟气论文; 发生论文; 炉膛论文; 《电力设备》2018年第16期论文;