循環(huán)流化床鍋爐的磨損問題探悉

1、循環(huán)流化床鍋爐的磨損問題探悉摘要:本文從循環(huán)流化床鍋爐的磨損機理入手，分析了造成循環(huán)流化床鍋爐磨損問題的原因，并根據(jù)掌握的理論知識和實際經驗在文章最后提供了經濟可行的防磨措施。關鍵詞;循環(huán)流化床鍋爐磨損防磨1循環(huán)流化床鍋爐磨損機理概述循環(huán)流化床鍋爐采用流態(tài)化的半懸浮燃燒方式，在循環(huán)流化床鍋爐的運行中，含有燃料、燃料灰、石灰石及反應物的固體床料在爐膛T分離器T回料閥T爐膛這一封閉循環(huán)回路里處于不停的高溫循環(huán)流動中，并在爐內850C900C進行高效率燃燒及脫硫反應。在重力作用下，床料在循環(huán)回路中不斷的進行循環(huán)流動，在循環(huán)回路的相應部位必然產生磨損，使鍋爐承受內壓的受熱面金屬管子壁厚減薄直至爆管停爐

2、，因此需要采取有效措施以控制磨損。2循環(huán)流化床鍋爐磨損的運行因素分析2.1燃料性質的影響循環(huán)流化床鍋爐使用的是含硫量較高和燃用熱值較低的煤種，由于燃料的顆粒硬度和灰分越大，且流速較高,就會造成受熱面管壁的切削作用較為強烈，使得循環(huán)流化床鍋爐的磨損程度也加重。特別是在摻燒煤矸石或者一些高硬度額燃料的時候，就會嚴重的縮短受熱面爆管的時間。2.2煙氣濃度的影響我們知道,由于循環(huán)流化床鍋爐其特有的燃燒方式，使得其爐內的固體物料的密度系數(shù)比煤粉爐高出很多，煙氣顆粒濃度越大，對整個循環(huán)流化床鍋爐的管壁的沖擊和沖刷力就會越大，整個受熱面的磨損量增加。2.3煙氣流速的影響煙氣流速是影響爐內壁磨損最主要的因素。

3、煙氣流速的大小直接影響到流動飛灰的運動動能和單位時間內沖擊到爐內壁的灰粒量。研究表明，在煤質和受熱面布置方式相同的情況下，管壁表面單位面積磨損量與煙氣流速的三次方成正比，即煙氣的流速增加一倍，磨損速度增加七倍。3循環(huán)流化床鍋爐磨損的結構因素分析循環(huán)流化床鍋爐受到嚴重磨損的區(qū)域通常發(fā)生在有下降固體粒子回流的區(qū)域，具體分析如下。3.1燃燒室管壁的磨損燃燒室中部是氣流向上的核心區(qū)，顆粒以大約5m/s的速度隨氣流流動。在核心區(qū)外圍顆粒則沿管壁向下流動形成回流，從上到下密度分布不均，在爐膛上部最小而在下部最大。影響爐膛上部磨損的因素主要有床料的粒徑、顆粒的形狀、顆粒的硬度以及供料量。爐膛下部床層處于濃相

4、流化態(tài)，顆粒速度和軌跡是雜亂無章的，這就大大加劇了下方水冷壁管沖蝕磨損問題的嚴重性。管壁上任何凹凸不平的不規(guī)則形狀都會加劇磨損，爐膛下部敷設耐火材料（衛(wèi)燃帶）與水冷壁管的交界處就是這種情況，有兩方面的原因：一是在交界區(qū)域沿壁面向下流動的固體物料與爐內向上流動的固體物料運動方向相反，在局部產生渦流，另一個原因是沿壁面下流的固體物料在交界區(qū)域產生流動方向的改變，對水冷壁管產生沖刷。3.2爐頂受熱面的磨損如果爐頂部受熱面與爐膛出口處上沿處于一個水平面上，或高度相差不大,由于氣固流在離開爐膛時在爐膛頂部區(qū)域轉彎，產生離心作用，將大顆粒物料甩向爐頂，煙氣中固體粒子因慣性會沖刷頂部受熱面從而易造成該部位磨

5、損。3.3旋風分離器的磨損旋風分離器的磨損主要發(fā)生在進口煙道和筒體上部，就是受入口高速煙氣所攜帶的固體粒子因慣性而直接沖刷的部位，在該處氣流方向發(fā)生90的偏轉，環(huán)形核心區(qū)的消失也會產生很大的脈動，使入口端鄰近區(qū)域受到極大影響，因此，必須采取必要的措施防止該處管壁失3.4尾部對流受熱面的磨損尾部對流受熱面的磨損主要發(fā)生在省煤器兩端和空氣預熱器進口處,煙氣中含有的飛灰顆粒沖刷受熱面，在爐膛出口處，氣固兩種物質的流向轉了90角，在尾部煙道煙氣是向下流，顆粒一邊隨煙氣流動一邊受重力作用，顆粒的絕對速度是煙氣速度加上顆粒速度，導致省煤器等尾部的受熱面磨損加重，在省煤器等尾部受熱面管束的彎頭與爐墻之間如間

6、隙較大，易形成煙氣走廓，磨損將加速。4循環(huán)流化床鍋爐防磨技術分析4.1耐火材料的使用循環(huán)流化床鍋爐中大部分受熱面都敷設有耐火材料，用來防治受熱面的磨損。耐火材料應具有耐高溫、抗侵蝕、耐磨損和抗熱震的性能。4.2水冷壁的防磨在爐膛下部錐段、水冷屏和水冷屏下部、爐頂?shù)暮蟛考盃t膛出口四周一定區(qū)域，為了防磨，敷設厚度約為60mm（水冷壁中心線）的防磨層;采用讓管技術：在錐段和垂直段交接的區(qū)域，水冷壁管子彎向爐外突出，保證爐膛內下落物料垂直落在耐磨層上；控制焊縫焊接質量：耐磨層以上的水冷壁管子煙氣側的對接焊縫要求磨平，焊縫殘留高度不大于1mm。門孔處水冷壁管點焊一些金屬防磨蓋板或噴涂耐磨材料。4.3爐膛

7、頂部及旋風分離器入口的防磨爐膛頂部及分離器長期經受著帶煤粒子的高溫煙氣高速沖刷，一般需要承受800C900C的高溫,而且溫度循環(huán)變化很頻繁。因此這一區(qū)域一般可通過將爐頂與距旋風分離器的水平煙道拉開足夠的距離來解決。同時采用耐火材料多層襯里，保溫層材料可以由致密的有不銹鋼絲的抗磨材料覆蓋。4.4旋風分離器及回料閥的防磨在旋風筒及回料閥中需要使用大量的耐火材料，這些區(qū)域一般是用燒好的耐磨耐火磚砌筑或用澆注料在現(xiàn)場澆注而成。而耐火襯里通常是帶有絕熱保溫層的，推薦使用振動澆注使襯里具有足夠的強度和耐磨性能，錐體部分推薦使用熱膨脹系數(shù)低的澆注料。特別強調的是高溫耐磨層，在施工過程中要求耐磨層表面平整，光滑過渡。分離器中心筒采用高溫高強度耐磨的奧氏體不銹鋼材料。4.5尾部對流受熱面的防磨對流受熱面防磨可提高氣固分離裝置的分離效率，或在爐內裝飛灰除塵器,通過降低煙氣中的飛灰濃度從而減輕對流受熱面的磨損；降低速度場和飛灰濃度場的不均勻性，如在煙道轉彎處加裝導向板等，以防止局部嚴重磨損。5結語目前,循環(huán)流化床鍋爐通過采取如上的防磨措施，取得良好的效果但仍不能做到盡善盡美，磨損仍是困擾循環(huán)流化床鍋爐安全持續(xù)運行的首要問題。因此如何從防磨機理出發(fā)，進一步采取有效的防磨措施,還要作進一步的