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)流化床鍋爐正常運行的巨大威脅，以下內容針對循環(huán)流化床鍋爐常見磨損進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、煤種適應性好、調負荷能力強、造價相對便宜、技術相對容易掌握的鍋爐，國內外應用實踐表明，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)生產中已形成很大規(guī)模。 
　　雖然流化床鍋爐有種種優(yōu)點，但卻有一個問題一直困擾著循環(huán)流化床鍋爐操作檢修人員，那就是設備磨損嚴重、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切削出槽溝的痕跡。磨損是非常復雜的失效過程，它不僅受力原因的影響，同時還與材料、環(huán)境、介質等多種因素密切相關。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動。磨損與煙氣流速密切相關，固體粒子的速度是影響磨損的主要因素。因此嚴重磨損區(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)流化床鍋爐的嚴重磨損限制了鍋爐運行周期，引起非計劃停爐率增高，檢修工作量增大。 
　　經過歷年各廠運行檢修積累的經驗來看鍋爐主要磨損包括： 
　　1.爐膛內水冷壁管磨損 
　　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：一是沿爐膛內壁面下流的固體物料在交界區(qū)域產生流動方向的改變，因而對水冷壁管產生沖刷，對水冷壁管產生磨損；另一個原因是在過渡區(qū)域內由于沿壁面下流的固體物料與爐內向上運動的固體物料運動方向相反，在局部產生渦旋流，對水冷壁管產生磨損。爐膛四周角落區(qū)域管壁的磨損原因是角落區(qū)域內壁面向下流動的固體物料密度比較高，同時流動狀態(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特性造成較大的擾動。 
　　 1.3處理及改造方法 　　

    （1）運行調整方面：在保證床料充分流化的前提下，盡量降低一次風量；在維持氧量的前提下適當調整二次風量，合理搭配上下二次風量，保持合適的過剩空氣。滿負荷運行時一次風量在滿足流化及控制床溫的前提下盡可能小一些，適當降低床層高度，延長燃煤顆粒在爐內的停留時間，減小對水冷壁管的沖刷，同時也會降低飛灰含碳量。根據負荷變化選擇合適的床層差壓、床層密度及煙氣流速。 
　　（2）加強來煤管理，控制矸石含量挑出其他堅硬雜質，控制好入爐發(fā)熱量、煤粒度在合理范圍內。 
　　（3）檢修改造方面：杜絕水冷壁管屏表面的凸起現(xiàn)象，檢修結束后將水冷壁管焊口打磨圓滑，水冷壁管鰭片應該滿焊，不能留下縫隙或漏洞。在水冷壁管加裝防磨護瓦，應注意防磨護瓦與水冷壁管間的間隙不能太大以防形成凸臺。選擇質量較好的耐磨澆筑料，確保耐磨澆筑料不易脫落。 
　?。?）對密相區(qū)埋管以上的裸露水冷壁管進行熱噴涂。 
　　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，產生熱應力造成受熱面管屏變形，耐磨澆筑料大量脫落。導致該區(qū)域磨損嚴重。 
　?。?）煙氣流速控制不合理，一、二次風量太大，飛灰對屏式換熱器形成強烈沖刷。 
　?。?）屏式換熱器熱變形部分在停爐檢修時沒有受到重視未能得到及時有效處理，造成下次運行時局部煙氣流速過大磨損嚴重。 
　　2.2處理及改造方法 
　　（1）機組運行時盡量降低總風量。 
　　（2）停爐檢修時全面檢查受熱面如有變形及時處理。 
　?。?）啟停爐過程中注意及時投入旁路保護好屏式再熱器。 
　　3.對流煙道內受熱面的磨損 
　　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面。 
　　3.1處理及改造方法 
　?。?）采用在受熱面迎風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）將設計省煤器時，將其設計成為鰭片式。 
　　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、旋風分離器及回料器等處的內表面一般敷設耐磨澆筑料。耐火材料的覆蓋范圍就從布風板開始，一直延伸到燃燒室中垂直壁與斜壁的交界處。在爐膛內屏式受熱面轉彎及傾斜處、爐膛開孔處，床料顆粒流向的不均勻性也會造成磨損。煙氣向爐膛出口匯集時，其攜帶的不定向顆粒不可避免的會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方向垂直的部位，磨損更為嚴重。 
　　4.2處理及改造方法 
　?。?）密相區(qū)內、旋風分離器及回料器等處，通過附加防磨蓋板，罩殼內附加銷釘?shù)榷喾N手段來達到防磨的目的。 
　?。?）爐膛出口附近的兩側，上部和下部都有耐火材料保護層。 
　　（3）過熱屏與蒸發(fā)屏底部彎曲并與煙氣的流動方向垂直的部位也應覆蓋有耐磨耐火材料。 
　?。?）在稀相區(qū)內的水冷壁管壁上還可以采用噴涂也能防止磨損和腐蝕。