循環(huán)流化床鍋爐防磨原因分析

循環(huán)流化床鍋爐受熱面磨損是對循環(huán)流化床鍋爐正常運(yùn)行的巨大威脅，以下內(nèi)容針對循環(huán)流化床鍋爐常見磨損進(jìn)行了分析以及整改措施。 

　　循環(huán)流化床鍋爐是一種高效低污染、煤種適應(yīng)性好、調(diào)負(fù)荷能力強(qiáng)、造價(jià)相對便宜、技術(shù)相對容易掌握的鍋爐，國內(nèi)外應(yīng)用實(shí)踐表明，與常規(guī)煤粉鍋爐相比，采用循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)可使燃煤電廠鍋爐排煙中SO2和NOx等有害氣體含量減少80％-90％左右，可有效減輕燃煤發(fā)電對于大氣環(huán)境的污染，因此近年來循環(huán)流化床鍋爐在我國得到廣泛推廣和使用，如今循環(huán)流化床鍋爐在我國電力行業(yè)及工業(yè)生產(chǎn)中已形成很大規(guī)模。 
　　雖然流化床鍋爐有種種優(yōu)點(diǎn)，但卻有一個(gè)問題一直困擾著循環(huán)流化床鍋爐操作檢修人員，那就是設(shè)備磨損嚴(yán)重、防磨措施不力的問題，磨損是煤或灰粒以某一角度撞擊受熱面管子表面，引起沖蝕磨損，造成管子表面金屬流失。沖蝕磨損主要是沖擊與切削的作用，而切削是最主要的因素。固體粒子作為微小的切削工具在相對較軟的金屬表面上滑動(dòng)切削出槽溝的痕跡。磨損是非常復(fù)雜的失效過程，它不僅受力原因的影響，同時(shí)還與材料、環(huán)境、介質(zhì)等多種因素密切相關(guān)。CFB受熱面管子磨損是受煤粒子與灰粒子濃度、粒子特性、流體幾何形狀影響的。在固體粒子濃度較高區(qū)域，磨損主要取決于固體粒子及煙氣流與受熱面的相對運(yùn)動(dòng)。磨損與煙氣流速密切相關(guān)，固體粒子的速度是影響磨損的主要因素。因此嚴(yán)重磨損區(qū)域通常發(fā)生在流速突變區(qū)域。CFB的受熱面磨損主要發(fā)生在燃燒室的下部，爐膛的上部出口周圍及布置在燃燒室中屏式受熱面的下部。循環(huán)流化床鍋爐的嚴(yán)重磨損限制了鍋爐運(yùn)行周期，引起非計(jì)劃停爐率增高，檢修工作量增大。 
　　經(jīng)過歷年各廠運(yùn)行檢修積累的經(jīng)驗(yàn)來看鍋爐主要磨損包括： 
　　1.爐膛內(nèi)水冷壁管磨損 
　　1.1磨損分析：大量煙氣和固體顆粒在上升過程中對水冷壁管進(jìn)行沖刷磨損；另一方面大量固體顆粒沿爐膛四壁重新回落，對水冷壁管進(jìn)行劇烈沖刷磨損。特別在水冷壁管和耐火材料層過渡區(qū)的凸出部位。沿水冷壁管下來的固體顆粒形成渦流，對局部水冷管壁起到一種刨削作用。 
　　1.2水冷壁磨損分析 
　　水冷壁管的磨損主要集中在三個(gè)區(qū)域：爐膛下部澆注料與水冷壁管過渡區(qū)域管壁的磨損；爐膛四周角落區(qū)域管壁的磨損；不規(guī)則區(qū)域管壁的磨損。爐膛下部衛(wèi)燃帶與水冷壁管過渡區(qū)域管壁的磨損原因：一是沿爐膛內(nèi)壁面下流的固體物料在交界區(qū)域產(chǎn)生流動(dòng)方向的改變，因而對水冷壁管產(chǎn)生沖刷，對水冷壁管產(chǎn)生磨損；另一個(gè)原因是在過渡區(qū)域內(nèi)由于沿壁面下流的固體物料與爐內(nèi)向上運(yùn)動(dòng)的固體物料運(yùn)動(dòng)方向相反，在局部產(chǎn)生渦旋流，對水冷壁管產(chǎn)生磨損。爐膛四周角落區(qū)域管壁的磨損原因是角落區(qū)域內(nèi)壁面向下流動(dòng)的固體物料密度比較高，同時(shí)流動(dòng)狀態(tài)也受到破壞。不規(guī)則區(qū)域管壁的磨損原因主要是不規(guī)則管壁對局部的流動(dòng)特性造成較大的擾動(dòng)。 
　　 1.3處理及改造方法 　　

    （1）運(yùn)行調(diào)整方面：在保證床料充分流化的前提下，盡量降低一次風(fēng)量；在維持氧量的前提下適當(dāng)調(diào)整二次風(fēng)量，合理搭配上下二次風(fēng)量，保持合適的過剩空氣。滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)一次風(fēng)量在滿足流化及控制床溫的前提下盡可能小一些，適當(dāng)降低床層高度，延長燃煤顆粒在爐內(nèi)的停留時(shí)間，減小對水冷壁管的沖刷，同時(shí)也會(huì)降低飛灰含碳量。根據(jù)負(fù)荷變化選擇合適的床層差壓、床層密度及煙氣流速。 
　　（2）加強(qiáng)來煤管理，控制矸石含量挑出其他堅(jiān)硬雜質(zhì)，控制好入爐發(fā)熱量、煤粒度在合理范圍內(nèi)。 
　?。?）檢修改造方面：杜絕水冷壁管屏表面的凸起現(xiàn)象，檢修結(jié)束后將水冷壁管焊口打磨圓滑，水冷壁管鰭片應(yīng)該滿焊，不能留下縫隙或漏洞。在水冷壁管加裝防磨護(hù)瓦，應(yīng)注意防磨護(hù)瓦與水冷壁管間的間隙不能太大以防形成凸臺(tái)。選擇質(zhì)量較好的耐磨澆筑料，確保耐磨澆筑料不易脫落。 
　　（4）對密相區(qū)埋管以上的裸露水冷壁管進(jìn)行熱噴涂。 
　　2.屏式過熱器、再熱器的磨損 
　　2.1磨損分析 
　?。?）屏式受熱面穿墻管膨脹受阻，產(chǎn)生熱應(yīng)力造成受熱面管屏變形，耐磨澆筑料大量脫落。導(dǎo)致該區(qū)域磨損嚴(yán)重。 
　　（2）煙氣流速控制不合理，一、二次風(fēng)量太大，飛灰對屏式換熱器形成強(qiáng)烈沖刷。 
　?。?）屏式換熱器熱變形部分在停爐檢修時(shí)沒有受到重視未能得到及時(shí)有效處理，造成下次運(yùn)行時(shí)局部煙氣流速過大磨損嚴(yán)重。 
　　2.2處理及改造方法 
　?。?）機(jī)組運(yùn)行時(shí)盡量降低總風(fēng)量。 
　?。?）停爐檢修時(shí)全面檢查受熱面如有變形及時(shí)處理。 
　　（3）啟停爐過程中注意及時(shí)投入旁路保護(hù)好屏式再熱器。 
　　3.對流煙道內(nèi)受熱面的磨損 
　　對流煙道受熱面的磨損主要發(fā)生在省煤器和低溫再熱器兩端，磨損部位主要集中在迎風(fēng)面。 
　　3.1處理及改造方法 
　?。?）采用在受熱面迎風(fēng)面加裝金屬防磨蓋板的方法。 
　?。?）在易磨損的部位采用耐磨性能高的鋼材。 　　

    （3）將設(shè)計(jì)省煤器時(shí)，將其設(shè)計(jì)成為鰭片式。 
　　4.耐磨澆注料的磨損 
　　4.1磨損分析： 
　　循環(huán)流化床鍋爐的密相區(qū)內(nèi)、旋風(fēng)分離器及回料器等處的內(nèi)表面一般敷設(shè)耐磨澆筑料。耐火材料的覆蓋范圍就從布風(fēng)板開始，一直延伸到燃燒室中垂直壁與斜壁的交界處。在爐膛內(nèi)屏式受熱面轉(zhuǎn)彎及傾斜處、爐膛開孔處，床料顆粒流向的不均勻性也會(huì)造成磨損。煙氣向爐膛出口匯集時(shí)，其攜帶的不定向顆粒不可避免的會(huì)對該處造成一定程度的磨損。在過熱屏與蒸發(fā)屏底部彎曲并與煙氣的流動(dòng)方向垂直的部位，磨損更為嚴(yán)重。 
　　4.2處理及改造方法 
　?。?）密相區(qū)內(nèi)、旋風(fēng)分離器及回料器等處，通過附加防磨蓋板，罩殼內(nèi)附加銷釘?shù)榷喾N手段來達(dá)到防磨的目的。 
　?。?）爐膛出口附近的兩側(cè)，上部和下部都有耐火材料保護(hù)層。 
　?。?）過熱屏與蒸發(fā)屏底部彎曲并與煙氣的流動(dòng)方向垂直的部位也應(yīng)覆蓋有耐磨耐火材料。 
　?。?）在稀相區(qū)內(nèi)的水冷壁管壁上還可以采用噴涂也能防止磨損和腐蝕。