循環(huán)流化床鍋爐省煤器的磨損原因分析

大唐雞西熱電公司于2002年3月、2002年8月份分別安裝和投運(yùn)了二臺哈爾濱鍋爐廠生產(chǎn)的HG-420/13.7-YM3型循環(huán)流化床鍋爐，其爐膛采用膜式水冷壁結(jié)構(gòu)，爐膛出口布置高溫屏式過熱器，結(jié)構(gòu)緊湊，燃燒效率高、適用煤種廣、負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍大等優(yōu)點，給公司帶來了較好的經(jīng)濟(jì)效益。但是，鍋爐自運(yùn)行以來，由于受熱面的嚴(yán)重磨損，頻頻發(fā)生泄漏，給我公司造成極大的損失，特別是省煤器的磨損，雖然每次檢修都作為重點進(jìn)行檢查和檢修，花費(fèi)大量的財力、物力和人力，但效果甚微，往往運(yùn)行二個月或一個月就發(fā)生省煤器磨損泄漏，在高峰期有時一個月泄漏兩三次，不得不停爐檢修。

循環(huán)流化床鍋爐省煤器的磨損主要原因分析如下。

1、設(shè)計結(jié)構(gòu)存在缺陷

循環(huán)流化床鍋爐尾部煙道設(shè)計存在問題，在省煤器上方存在一轉(zhuǎn)彎煙道，煙氣在轉(zhuǎn)彎煙道內(nèi)流動時灰塵所受下降力是顆粒偏析力和顆粒本身重力之和，下降力要遠(yuǎn)大于灰塵顆粒的水平推動力，下降速度較大，因此灰塵顆粒在下降力的作用下，灰塵顆粒在煙道截面上分布呈現(xiàn)不均勻狀態(tài)，在速度終端灰塵濃度大，轉(zhuǎn)變煙道起端灰塵濃度低；另一方面，煙氣在省煤器上方轉(zhuǎn)彎處，部分灰顆粒碰到煙道墻壁時，瞬時速度為零，部分灰顆粒順墻壁面下流，在流動過程中，由于煙氣的擾流，灰塵顆粒在壁面位置二次飛揚(yáng)，灰塵濃度較大，雖然循環(huán)流化床鍋爐裝有旋風(fēng)分離器，但分離器未能收集而進(jìn)入尾部煙道的飛灰濃度仍然很高，達(dá)4kg/m3，由于實際運(yùn)行中分離器效率偏離設(shè)計效率，進(jìn)入尾部煙道的大顆粒也較多，因而造成磨損的強(qiáng)度大，加大了此位置的磨損程度。

2、煙氣流速高

在轉(zhuǎn)彎煙道處，煙氣流速較高，設(shè)計為8.33m/s，在實際運(yùn)行過程中，運(yùn)行工況要較設(shè)計工況復(fù)雜，送風(fēng)量及引風(fēng)量要高于設(shè)計風(fēng)量，造成實際煙氣流速要高于設(shè)計流速，灰塵顆粒的絕對速度是煙氣垂直速度加顆粒終端速度(重力加速度)，比爐膛內(nèi)煙氣是上升氣流時的絕對速度要高，根據(jù)試驗表明，磨損速率與顆粒速度的n次方成正比，如果煙氣流速與灰塵顆粒速度相等，則n=3，煙氣流速越大，灰塵顆粒要高于煙氣流速，導(dǎo)致省煤器等尾部受熱面的磨損加重。

3、管束設(shè)計結(jié)構(gòu)的影響

根據(jù)試驗數(shù)據(jù)，錯列管束第二排的磨損量比第一排磨損量約大2倍，順列的磨損量要小于錯列的磨損量。順列和錯列的管束第一排的局部磨損量基本相似，位于θ=45°～60°之間，而對于錯列管束第二排來說，局部磨損量位于θ=30°～45°之間，顆粒度越大，θ角卻越小。

    因此，該鍋爐省煤器磨損主要是由于設(shè)計存在缺陷與煙氣流速高造成的，在每次檢修時發(fā)現(xiàn)其煙氣明顯分布不均勻，在轉(zhuǎn)彎煙道處的省煤器受煙氣沖刷后磨損程度大，而在其流動方向的省煤器磨損程度要輕得多，使省煤器壽命只有2～3年。