循环流化床锅炉受热面的磨损相关因素分析及对策探讨
循环流化床锅炉炉膛受热面磨损及防范措施
循环流化床锅炉炉膛受热面磨损及防范措施内容摘要循环流化床锅炉与常规煤粉炉相比,具有燃料范围广、高效率、低污染的优势,适应我国当前电站锅炉节能、环保要求,因此其发展前景广阔。
近年来,随着我国循环流化床锅炉技术的进步,新建并投运了一大批超临界循环流化床锅炉。
目前,我国已安装循环流化床机组3000台[3],世界单机容量最大的660MW的循环流化床锅炉也在我国建成并投运。
但是,循环流化床锅炉最大缺点是其受热面管子磨损问题,直接影响到锅炉运行的安全性和稳定性。
据统计,CFB锅炉在运行过程中,由管壁磨损等原因造成的机组停机约占停机次数40%[1]。
本文分析了循环流化床锅炉磨损的原因,并研究采取的对策,来提高机组运行稳定性。
关键词:循环流化床锅炉磨损床料受热面耐磨材料循环流化床锅炉炉膛受热面磨损及防范措施一、循环流化床锅炉原理及结构与煤粉炉不同,CFB锅炉的燃料是床料混合物,由煤颗粒、石灰石脱硫剂、煤渣等组成。
由于其燃料性质不同,CFB锅炉结构主要包括炉膛、布风板、风室、分离器、回料管及烟道等。
炉膛下部根据燃烧要求布置进风口、排渣口、循环灰入口、油枪孔。
炉膛上部四周为膜式水冷壁,布置烟道出口,与分离器入口连接。
分离器出口与布置省煤器、低温过热器、低温再热器的后竖井连接。
二、循环流化床锅炉磨损原因分析综合分析,影响循环流化床锅炉磨损的主要因素是床料对金属管壁的磨损。
2.1磨损的分类及原因根据研究,金属磨损分为附着磨损、疲劳磨损、磨料磨损、腐蚀磨损[1]四类。
就流化床锅炉磨损而言,磨料(床料粒子)磨损是主要磨损,是造成非正常停机的主要原因,本文主要讨论的是流化床锅炉的床料磨损。
磨料磨损即床料粒子对受热面管壁的持续冲刷和撞击:锅炉运行时,烟气携带床料粒子向上运动,部分大颗粒的床料粒子上升到一定高度后沿四面水冷壁管壁下落,下落过程中,床料粒子会对管壁造成磨损,根据磨损形成的原因主要分为以下两类:1)、床料粒子冲刷磨损沿炉膛四壁下落的床料粒子对管壁持续不断地切削、滚压、划擦,其中硬度较大、呈棱角状的离子会在壁面形成划痕,随着床料离子持续不断地回流冲刷,划痕逐渐加深、变宽,直至管壁变薄,壁厚小于最小安全厚度时,则发生爆管现象[2]。
浅析循环流化床锅炉尾部受热面磨损原因及对策
降 。二是 布 风板 改用 水冷 布风 板型 式从 而起 到 降低 床 温 的作用 。 三是适 当 降低二 次风 口位 置 ,二 次风 混 入炉 膛下 部能 够 吸收下 部密 相 区的热 量 ,从 而起
( )粒 径 的影 响 。受 热 面 的磨 损 量 与飞 灰 夹 1 杂 的颗粒 直径 大小 有 关 。颗 粒 直径增 大 ,磨损 量 也 增 加 ,反之 则磨损 量 减小 。在 实际运 行 中 由于燃 料 颗 粒度 达不 到设 计要 求 ,运行 中烟 速又 高 ,携带 大
1 对 于 易发 生第 一 类 故 障 的设 备 应 加 装 温 度 .
传感 器 ,并设 置温 度报警 ;当温度 报警 时 ,应 及 时 进行 现场 测试 分析 。 2 对 于 易发 生第 二类 故 障 的设 备 应 加 装 振 动 . 传感 器 ,并设 置振 动报 警 ;当振 动报 警 时 ,应 及 时 进行 现 场测试 分 析 。
生 ,运 行 中只有采 取加 大流 化风量 来 降低 床温 使其
保 持 在 9 0 9 0C 间 。 由此带 来 了一个 问题 即 流 0 ~ 5  ̄之
涂等 措施 来解 决 。但 尾 部受 热面 的磨 损却 成 了影 响
锅 炉 运行 周期 的关 键 因 素 。 正常 运行 状态 。 2 轴 承保 持 架横 筋存 在局 部裂 纹 缺 陷 。 .
化 风 量 的增 加造 成 炉膛 出 口及 尾部 受热 面 烟气 流速
现在 温度方 面 ,当设 备故 障发 展 到 中后 期 时才会 在
振 动方 面 明显 表现 ;第二 类设 备故 障 由于不 是 由设
3 变 化 的工 况 使 轴 承保 持 架 承 受 额 外 附 加 载 .
循环流化床锅炉磨损原因及改进措施
循环流化床锅炉磨损原因及改良措施1金属件的磨损1. 1布风装置磨损1. 1. 1原因分析循环流化床锅炉布风装置的磨损主要有2 种情况: 第一种情况是风帽的磨损, 通常发生在循环物料回料口附近, 主要原因是由于较高颗粒浓度的循环物料以平行于布风板的较大速度冲刷风帽造成的。
另一种情况是风帽小孔的扩大, 这类磨损将改变布风特性, 同时造成固体物料漏至风室。
1. 1. 2改良措施a. 改变风帽结构来延长风帽寿命, 用钟罩式结构的风帽来代替蘑菇状风帽, 有效减少磨损, 延长使用寿命。
b. 在炉膛底部四周打1 圈台阶, 可使流化床锅炉中沿墙面下流的固体物料转而流向布风板上面的空间, 从而防止冲击炉底的布风板和周界的风帽。
1. 2水冷壁管的磨损1. 2. 1原因分析循环流化床锅炉水冷壁管的磨损主要发生在炉膛下部敷设的卫燃带和水冷壁管交界的区域。
造成磨损的原因有以下2 个方面: 一是在这个过渡区域内, 沿壁面下流的固体物料与炉内向上运动的固体物料运动方向相反, 因此在局部产生了旋涡流; 另一个原因是沿炉膛壁面下流的固体物料在这个交界区域发生流动方向的改变, 对水冷壁管产生了冲刷。
1. 2. 2改良措施a. 采用金属外表热喷涂技术防磨。
涂层的硬度高于基体的硬度, 且涂层在高温下会生成致密、坚硬和化学稳定性更好的氧化层, 提供更好的保护。
b. 通过改变该区域的流体动力特性来到达水冷壁管防磨的目的。
在水冷壁管过渡区域的一定位置加焊挡板或浇注料梁, 用以阻挡固体物料向下流动, 采用这种措施后水冷壁管的磨损大大减轻了。
c. 另一种较常用的方法是改变水冷壁的几何形状, 耐火材料结合简易弯管使卫燃带区域与上部水冷壁管保持平直, 这样固体物料沿壁面平直下流时,撞击区下移至耐火材料局部, 消除了边界处造成的旋涡效应, 从而保护传热管不受磨损。
d. 炉膛下部壁面垂直段与渐缩段交界处、炉顶及炉膛出口等处, 都是易发生磨损的部位, 因此在设计时应在结构上给以考虑或加设防磨措施。
对影响循环流化床锅炉受热面磨损因素的分析研究
高 固体 颗 粒 浓 度 的 冲 刷 撞 击 环 境 下 工 作 的 . 因此 与 其 他 类 型
的 燃 烧 方 式 相 比 磨 损 要 严 重 得 多 由 于循 环 流 化 床 锅 炉 受 热
表 面 更 容 易 发 生 磨 损 . 角 过 多 的 非 球 形 颗 粒 要 比 接 近 球 形 边
l 磨 损机 理
磨 损 是 指 不 同 的物 体 相 对 运 动 时 , 对 接 触 、 动 的 表 相 运
面 不 断 产 生 损 失 或 发 生 残 余 形 变 的 现 象 按 照 其 机 理 不 同 .
循 环 流 化 床 锅 炉 磨 损 预 防 对 策
循环 流化床锅 炉安全 经济运行 和 大型化 、 泛化 推广 应用有 着重要 的意 义。 广
中图分 类号 : 2 96 TK 2 .6
文献标 识码 : A
文章 编号 :6 2 9 6 (0 OO 一 0 1 0 17 — 0 42 1 )l0 1 — 3
效率高 、 洁燃烧 , 清 负荷 调节 范嗣大等 , 近年来在 国 内外 得到
了广 泛 的 推 广 应 用 由 于循 环 流 化 床 锅 炉 的 大 多 数 部 件 是 在
2 受 热面 发 生磨 损的 主要 因素
影 响 循 环 流 化 床 锅 炉 受 热 面 发 生 磨 损 的 因素 有 很 多 . 但 主 要 可 分 为 2大 类 : 颗 粒 特 性 和 运 行 参 数 对 受 热 面磨 损 的 即 影 响。
重些。
磨 损 、 料磨损 和微动磨 损等 。循环 流化床锅 炉 以高 灰分 低 磨
循环流化床锅炉磨损分析及防磨措施
循环流化床锅炉磨损分析及防磨措施摘要:循环流化床锅炉采用介于煤粉炉悬浮燃烧和链条炉固定燃烧之间的流态化燃烧方式,即通常所讲的半悬浮燃烧方式。
炉内进行的是一种流态化反应,即高速运动的烟气与其所携带的固体颗粒密切接触,并有大量颗粒返混的过程;炉外,绝大部分高温的固体颗粒被捕集并送回至炉内再次燃烧,如此反复循环。
这种燃烧特性导致炉内磨损十分严重,影响锅炉正常使用,甚至会导致生产事故。
因此本文对循环流化床锅炉磨损分析及对策进行了分析。
关键词:循环流化床锅炉;磨损;防磨措施一、循环流化床锅炉的磨损机理循环流化床锅炉的高效率是由于大量的小循环和多次的大循环构成的,让燃料在里面循环燃烧。
在燃烧的时候炉子中的每个部分燃料的浓度不同,由于气流和重力的原因,通常在布风板上的风帽出口处的风速大,燃料被吹起后会下降或者朝着烟风推动力较小的地方漂移,在下降的途中会沿着水冷壁管表面移动,而此时就会对水冷壁管的表面和鳍片造成磨损,比如在炉膛下部卫燃带、炉膛水冷壁管过渡区等贴壁回流对管壁的撞击较大,因此对管壁磨损也比较大。
二、循环流化床锅炉磨损分析在循环流化床锅炉使用的过程中,其自身的水冷壁管磨损在很大程度上与煤粉炉有着密切的联系,其主要体现在以下两个方面:首先,在大量烟气排放的过程中,其自身包含的固体颗粒能够在一定程度上对水冷壁管进行冲刷,加强壁管内部的磨损;其次,基于锅炉内部存在的内循环作用,导致大量固体颗粒在运行的过程中,沿着炉膛四壁重新回落,以此形成第二次冲刷,尤其在水冷壁管和耐火材料层过渡区的凸出部位。
在影响训练流化床锅炉磨损的原因中,主要包括以下几个方面:(一)烟气流速影响在锅炉运行的过程中,排除的烟气流速越高,对锅炉的磨损越重;且烟气流速与风量也有着一定的联系,风量越大,则磨损量越大;若二次风量越大,则会对炉内燃烧的状况进行剧烈的扰动,直接增加受热面积的磨损量,而这些都会给锅炉造成损失。
(二)烟气颗粒浓度影响在锅炉燃料燃烧后,势必会排除大量的烟气,这些烟气在排出的过程中,烟气内颗粒浓度越大,则会直接增加锅炉的受热磨损面,其核心原因在于烟气颗粒的数目越大,在排除的过程中,会直接冲撞锅炉管壁。
循环流化床锅炉受热面磨损问题探讨与采用的防磨措施
循环流化床锅炉受热面磨损问题探讨与采用的防磨措施循环流化床锅炉以综合利用和燃烧技术的优势发展快速,但在实际运转中也暴露出了一些问题,其中最主要是磨损问题,直接影响了锅炉长期稳定的安全运转。
我们经过几年的不断探讨和实践,并借鉴循环流化床锅炉使用的先进经验,采用了一些解决实际磨损问题的措施。
公司现有二台75T/H次高压、次高温、中温分离循环流化床锅炉,一台75T/H次高压、次高温、高温分离循环流化床锅炉。
1#锅炉是96年北京锅炉厂生产中温分离锅炉,于2022年5月18日投入运转。
2#锅炉是2022年唐山锅炉厂生产中温分离锅炉,于2022年7月投入运转。
3#锅炉是2022年济南锅炉厂生产的高温分离锅炉,于2022年12月投入运转。
因1#、2#炉炉型属中温分离,该炉型的优点是煤种适应性广,热效率高,负荷调节范围大,运转易于控制稳定等特点,但是这种炉型的磨损问题是个薄弱环节。
磨损的问题主要在炉内受热面。
该炉在炉膛内由下而上交叉紧密布置了蒸发管层、高温过热器层,低温过热器层、高温省煤器层等受热面,直接受到高温烟灰气流的高速冲刷,管系磨损较快,这已是这种炉型存在及发展的弱点,且烧煤矸石量越大,磨损程度越快。
从国内已运转的该炉型来看,炉内受热面的布置和固定装置均存在不同的缺陷,管排中易形成烟气走廊,受热面大多数弯头、迎风面等未考虑有效的整体防磨措施。
另外蒸发管管壁厚度仅3毫米,再加上安装质量如控制不严格,就会大大减少该炉型的使用期限。
我们就有关问题考察和了解同类型的锅炉在运转的厂家,大多都存在上述问题。
锅炉运转率在80%以上,一般两年左右就要更换一套蒸发管,四年左右就要更换一套高、低过热器。
每次工期在15天左右。
由于我司1#锅炉属早期产品,存在上述不利因素较多,该炉已运转3年6个月时间,2#锅炉已运转3年4个月时间,在这期间暴露的磨损问题很多。
根据我们的经验出现磨损问题,要及时采取防磨措施,这样才能得到较好的效果。
循环流化床锅炉磨损机理及防治技术
循环流化床锅炉磨损机理及防治技术循环流化床锅炉是一种高效、环保、灵活性强的工业锅炉,广泛应用于煤炭、石油、天然气等多种燃料的燃烧。
循环流化床锅炉在长期运行过程中,容易出现磨损问题,对设备的安全性和经济性产生不利影响。
本文将从机理和防治技术两个方面,详细介绍循环流化床锅炉磨损问题及其解决方法。
一、循环流化床锅炉磨损机理:循环流化床锅炉磨损主要由以下几个方面的因素造成:1. 高速气固两相流条件下的颗粒碰撞:在循环流化床锅炉内,煤粒和补给燃料中的物料与气体经过高速流动,会产生颗粒间的碰撞。
碰撞速度和角度的不同会对颗粒造成不同程度的磨损。
2. 高温气固两相流条件下的颗粒和管壁间的摩擦磨损:循环流化床锅炉内气固两相流在高温条件下,颗粒和管壁之间的摩擦会导致管壁的磨损。
高温还会引起管道中腐蚀和氧化,加速管壁的磨损。
3. 循环床燃烧飞灰的冲蚀:在循环床燃烧过程中,飞灰中的颗粒因为速度和角度的变化会冲刷锅炉内部设备的表面,导致设备表面的磨损。
二、循环流化床锅炉磨损防治技术:为了有效防止循环流化床锅炉的磨损问题,可以采取以下技术措施:1. 使用具有抗磨损性能的材料:选择具有耐高温、耐腐蚀和耐磨损性能的材料制造锅炉设备,如高铬铸铁、不锈钢等,可以有效降低设备的磨损。
2. 改变煤粒的物理性质:通过调整煤粒的粒径和密度,可以改变煤粒在循环流化床内的运动速度和碰撞能力,减少煤粒对设备的磨损。
3. 减少颗粒之间的碰撞速度和角度:可以通过改变流化床锅炉的结构及装置来减少颗粒之间的碰撞速度和角度,例如增加管道弯曲等,从而降低磨损。
4. 使用陶瓷内衬和橡胶衬里管道:在锅炉的高磨损区域,如循环床底部和管道弯曲处,使用陶瓷内衬和橡胶衬里管道,可以有效抵抗颗粒的冲刷和摩擦,延长设备的使用寿命。
5. 定期清理和维护设备:定期清理锅炉内部的结焦和飞灰,维护设备的正常运行状态,避免结焦和飞灰对设备表面造成的磨损。
三、总结:循环流化床锅炉的磨损问题对设备的安全性和经济性都具有重要影响,通过了解磨损机理,采取相应的防治技术可以降低设备的磨损,延长设备的使用寿命。
循环流化床锅炉磨损的主要原因及解决方法
循环流化床锅炉磨损的主要原因及解决方法循环流化床锅炉是一种高效、节能、环保的锅炉,随着国内经济的高速发展,工业污染加重,国内的环境问题也越来越严重。
因此更环保的循环流化床锅炉在国内得到了广泛的应用,在很多行业逐渐取代了传统的煤粉锅炉,特别像火电行业很多火电厂都陆陆续续的更换成了循环流化床锅炉。
循环流化床锅炉的优点使之在国内得到了推广和广泛的应用,但是也因为循环流化床锅炉自身特性,锅炉磨损问题严重的制约着其更广泛的应用,同时也严重困扰着火电厂的安全经济高效生产。
那么循环流化床锅炉为什么会磨损?火电厂该如何正确的解决循环流化床锅炉磨损问题。
循环流化床锅炉磨损主要原因简单得来说,因为循环流化床锅炉燃烧室燃料固体颗粒在不停的做不规则运动,对锅炉受热面造成磨损。
水冷壁是循环流化床锅炉主要磨损部位之一,造成水冷壁磨损的原因有很多,每台循环流化床锅炉水冷壁磨损问题都可能有所不一样,但是整体磨损原因也都大同小异。
循环流化床锅炉磨损造成的危害我们就不在此继续陈述了!在之前的文章中已经说过了很多,反正锅炉磨损问题很严重。
从循环流化床锅炉磨损问题发现至今,各路专家学者都提出了各种解决办法,现在市面上防磨技术已经有很多种了,如何选择防磨技术,这个要根据锅炉磨损问题和企业考虑的防磨成本来选择。
喷涂式防磨,是之前比较主流的循环流化床锅炉防磨技术。
其优点防磨效果好,施工简单。
缺点防磨不持久,需要每年重新喷涂,成本高,早期还是有很多电厂选择该技术解决防磨问题。
格栅防磨技术,是武汉永平科技首先向市场推出的防磨技术。
其防磨效果好、防磨持久、施工快,是目前市场上应用比较广泛的防磨技术。
火电厂循环流化床锅炉选择防磨技术还是需要根据自身锅炉磨损原因和其他因素,选择最合适的防磨技术才是最正确的选择。
循环流化床锅炉磨损成因及对策分析
循环流化床锅炉磨损成因及对策分析一、前言作为次高温次高压循环流化床锅炉运营中的一项常见现象,其磨损问题在近期得到了有关方面的高度关注。
该项课题的研究,将会更好地提升对磨损原因的掌控,并通过合理化的对策对其进行预防解决。
二、循环流化床锅炉主要金属部件的磨损1.布风装置的磨损循环流化床锅炉的布风装置中磨损严重的是风帽,而在风帽中在循环物料回料口部分的地方磨损最严重,造成这部分磨损的主要原因:在高温下,高浓度的煤粉颗粒高速冲击布风装置的表面而造成的较为严重的磨损,由于煤粉常年累月的冲刷,对设备造成了较大的损耗。
2.循环流化床锅炉水冷壁管的磨损循环流化床锅炉的水冷壁管的磨损出现在下面三个地方:一是炉膛下部卫燃带与水冷壁管过渡部分管壁处的磨损。
二是炉膛四个角落部分的管壁磨损。
三是不规则部分水冷壁管的磨损。
炉膛下部水冷壁管过渡和卫燃带管壁部分的磨损原因是由于在过渡区域内,沿壁表面往下流动的固体颗粒物与炉内向上运动的煤粉颗粒运动方向相反,在局部产生涡旋流。
3.循环流化床锅炉受热面的磨损循环流化床锅炉受热面的磨损主要集中在炉膛角落区域磨损、燃烧室管壁的磨损、尾部受热面磨损等、炉顶受热面磨损。
水平过热器管屏、炉膛内屏式过热器的磨损机理与循环流化床锅炉内水冷壁管的磨损机理相似,由锅炉内部受热面的具体结构和固体物料的流动特性来决定。
4.循环流化床锅炉烟道受热面的磨损循环流化床锅炉烟道尾部的对流受热面经常磨损部位包括炉膛出口到分离器进口烟道受热面,还有省煤器及空气预热器两端部分。
锅炉对流烟道受热面的磨损一般发生在省煤器端和空气预热器进口处,通常由于受热面材料质量不好,同时设计上存在一定的问题,安装上也有一定的误差造成了受热面的磨损严重。
三、循环流化床锅炉承压部件磨损的原因1.锅炉吊挂管迎风面的磨损原因在循环流化床锅炉的运行过程中,由于烟气在循环流化床锅炉内的流速过高,又加上工作人员不按照正常的施工工艺来对循环流化床锅炉防磨罩进行加装,所以正对循环流化床锅炉烟道入口的第一排吊挂管的迎风区域比较容易被磨成直角形,甚至会出现个别的循环流化床锅炉吊挂管的爆管现象。
循环流化床锅炉省煤器磨损的原因及措施
损严重问题, 减少了由于省煤器管排磨损泄露造成的停炉检修。 降低了检修费
用, 延 长锅 炉运 行 周期 , 仅 点炉 次数 这一 项 , 每年 便 能节 约资金 数万 元 。 8 结 论
省煤器 发生磨 损泄漏 , 不得 不停炉 检修 , 一方面对 设备本 身造成损 害 , 缩 短
具体 方案 : 在 下排 气旋 风分离 器 内距离省 煤器上 排 管 1 5 0 0 毫米 处加 装 ( 焊 接) 中1 5 0 0 ×6 的圆形钢 板 , 要求 节距6 o ×6 0 、 内孔径  ̄  ̄ 4 0 2 #锅炉 加装多 孔消 旋 均 流板 ( 见图1 ) 。 加装多 孔 消旋均 流板 , 可 较好 的消 除旋风分 离器旋 转气 流 , 定期检 查 和更 换 多孔 消旋 均流 板 , 便 可控 制省 煤器 的磨 损 。 5 . 产 生的 经济 效益 : 我厂2 #炉加装 多孔消旋 均流板 后 , 从 主动 防磨人手 , 消 除了省煤器 管排磨
体更换省煤器高温段, 投运时间半年。 省煤器频繁的爆管经详细检查发现, 下排
气旋 风分 离器扩 散区省煤 器上 排管防磨 瓦磨漏 , 造成 省煤 器管排 从后墙 到前墙
磨损逐渐加重。 从后墙数1 —1 0 { 4 E _ 上数一、 二根管磨损严重, 4 mm l g的管壁剩余 厚度2 mm以下, 个别管管壁剩余厚度不足l mm, 为保证生产用汽和冬季可靠供
前言
由于我单位锅炉燃用的低热值燃料, 煤矸石含量高、 含硫高、 硬度大, 一是
分离 器的分 离效率 达不 到设计要 求 , 进 入炉膛 的分离 灰不能满 足降低 床温 的需 要, 为 保证 锅炉满 负荷 运行 , 提 高一 次风量 , 导 致烟 气速度 加快 , 高速烟 气携 带 大颗 粒及灰粒 , 进 入 低温过热 器 、 下排气旋 风分 离力器 , 二是 由于厂房结 构原 因
循环流化床锅炉受热面磨损原因及解决方案
循环流化床锅炉受热面磨损原因及解决方案
循环流化床锅炉是现代工业生产中重要的设备之一,锅炉出现磨损问题会直接影响企业安全生产。
今天我们分析一下循环流化床锅炉受热面磨损原因及解决方案,受热面是锅炉的主要传热媒介,锅炉受热面的运行状态直接影响着锅炉的运行效率。
如果锅炉受热面一旦出现磨损问题,将会直接影响到锅炉安全性,严重还会威胁到人生安全。
循环流化床锅炉受热面的磨损是指水冷壁、省煤器、过热器、再热器泄漏等,在使用循环流化床锅炉的企业发生的停炉事故,受热面磨损导致停炉比重在百分之30左右。
锅炉受热面只要发生了泄漏,大多数都需要停炉检修,造成的经济损失是相当巨大的。
因此对使用循环流化床锅炉的企业,受热面防磨处理即为重要。
减少和杜绝泄漏和爆管事件的发生,大大提高了企业的经济效益。
锅炉受热面磨损主要是因为烟气冲刷和飞灰磨损,受热面的烟气冲刷和飞灰磨损一般都带有局部性,在烟速高的烟气走廊区和灰粉浓度大的区域,通常磨损较严重。
要彻底解决锅炉受热面的磨损,首先要了解锅炉受热面的磨损现状和磨损规律,分析研究泄漏主要原因并提出解决方案。
目前解决循环流化床锅炉受热面磨损的问题最有效的办法为格栅防磨技术,该技术是一种主动防磨技术,是通过在水冷壁表面沿水平方向和垂直方向,装设合金格栅板形成网格式格栅,阻断高速贴壁流的形成,优化水冷壁表面流场,消除局部涡流,降低气固两相流贴壁运动速度,减小物料颗粒对水冷壁的切削力,从而有效控制水冷壁磨损问题的一种主动防磨技术。
锅炉防磨的重要性不言而喻,特别像是在火电厂中,锅炉设备能否安全运行直接起着决定性的作用。
每一位锅炉人应该认真对待锅炉磨损问题,选择合适的防磨技术也尤为重要。
大型循环流化床锅炉受热面磨损的原因及防止措施探究
2 o l 7 年 第5 期I 科技创新与应用
大型循环流化 床锅炉受热 面磨 损 的原因及 防止 措 施探究
张 克廷
( 哈 尔滨锅炉厂有限责任 公司 , 黑龙江 哈 尔滨ห้องสมุดไป่ตู้1 5 0 0 4 6 )
摘 要: 大 型循 环 流化 床 锅 炉是 在 近 些年 开 始 广泛 应 用 的新 型 燃煤 锅 炉 , 因为 能够 进 行 炉 内脱 硫 以及 高 效燃 烧 等特 点 , 在 我 国的 电站 等 工 业领 域得 到 了广 泛的 应 用 , 并且 取 得 了较 好 的 效果 。但 是 由于 设计 、 运 行 以及 日常维 护等 方 面 的影 响 , 受 热 面会 发 生 一 定的 磨 损 , 会 直接 降低 受热 面 的使 用寿命 , 增加 维护 成 本 , 并 且 对锅 炉运行 的安 全 性 产 生一 定 的威 胁 。 所 以为 了提 高 循环 流 化 床 锅 炉 的 运行 效 率 , 文 章对 受热 面磨 损 的 原 因进 行 了分 析 , 然 后进 一 步 阐述 了防 止措 施 。
关键 词 : 大 型循 环 流 化床 锅 炉 ; 受热面; 磨损 ; 防 止措 施
屏蔽作用 , 从而 减 少 固体 颗 粒运 行 对 受热 面 的 磨损 。 此外 , 系统 结 构 改造后 , 能够保证锅炉在额定负荷下运行 , 有效提高锅炉的运行效 率。 除 了改造 风 机 系 统外 , 还 可 以结 构 设计 上 进 行改 造 。 因为后 墙 与 炉 顶 之 间的 空 间 较 小 , 所 以烟 气 在 此 空 间 内 的流 速 较 高 , 对 凝 渣 管 和 过 热 器 会 产 生 巨 大 的磨 损 。所 以在 不 影 响 锅 炉 正 常 运行 的情 况 下, 可拆 除部分后墙 , 增加烟气流通 空问 , 降低烟气流速 , 从 而减 少 固体 颗粒 对 受 热 面 的撞 击磨 损 。 2 . 2 对烟 气 流 速 的控 制 在对 锅 炉炉 膛 受 热 面发 生 严 重磨 损 的主 动 防治 上 , 比较 合理 的 方 式 是控 制 烟气 的流 速 。在 操 作 循环 流 化 床 锅 炉 的过 程 中 , 人 炉 的 风量有三种 , 即返 料 风 、 二次风 、 一次风 , 一 次 风 量 的 大小 不 但 会 制 约 到 烟气 的流速 , 而且 会 直 接制 约 到 颗粒 直径 与循 环物 流 量 。 为此 , 要 想避 免 颗 粒 流速 严 重 地损 害 炉膛 , 应 当 对一 次 风 量进 行 有 效地 控 制 。一次分量的大小跟燃烧效率 、 锅炉流化状态等一 系列的要素存 在 必然 的联 系 。 因此 , 能 够在 控 制 这 一 系 列要 素 的 基础 上 来 控 制 烟 气 流速 , 进 而有 效地 控 制 磨损 的速 率 。 2 . 3 控制 床料 的粒 径 和硬 度 床料的粒径大小和硬度与受热面 的磨损量成正相关的关系 , 所 以 通过 改 善 床料 粒 径 和硬 度 , 是 降 低 磨 损 量 的重 要 途径 之 一 。首 先 应 该 对 燃 煤 的粒 径进 行 控 制 , 从 初 选燃 煤 开 始 , 再 利用 高蝠 筛 和破 碎机来减少燃煤 的粒径 , 控制在合理的大小范围内。 其次 , 提高煤粉 的 质量 , 煤 粉 中尽量 少 含有 硅 、 铝成分 , 降低 燃 料 的硬 度 。 再次, 还 应 该对 脱 硫 剂 以及 残 渣等 物 质 进行 有 效 控 制 , 最 大程 度 控 制 床料 的粒 径 和硬 度 , 从 而 降低 对 受 热面 的磨损 量 。 2 . 4 改善 锅炉 受 热 面 材料 除 了主动 防磨 措施 外 , 还 可 以采 取被 动 防 磨 材料 设 计 。 材料 防 磨 技术 指 的是 通 过 喷涂 以及 更换 耐 磨 材 料 的手 段 防 治 炉膛 的磨 损 。 目前 经 常 使用 的耐 磨材 料 喷 涂技 术 是 火 焰 喷涂 、真 空 离子 喷 涂 、 电 弧 喷涂 等 等 。其 中 , 电弧 喷涂 是 通 过 电弧 喷涂 装 置来 融 化 金 属合 金 丝, 且在事先防锈的锅炉表面喷涂 。因为喷涂之后 的金属合金丝 的 特点是耐腐蚀 、 耐高温 、 耐磨等 , 所以能够将防治高温磨损与高温腐 蚀 的保 护提 供 给 锅 炉炉 膛 受 热 面 , 从 而保 证 锅 炉运 行 的 稳定 性 和 可 靠性 。 3 结束 语 受 热 面作 为 大 型循 环 流 化床 锅 炉 中的重 要 组 成 部分 , 其 运 行 状 态 直 接 影 响 到锅 炉 的运 行 效 率 。受 热 面 长期 处 于 磨损 状 态 , 不 仅 会 床料 颗 粒 大 小与 受 热 面磨 损 量直 接 相 关 。 对 锅 炉 运 行 的安 全 性 产 生 影 响 , 同 时从 经 济 性 的 角度 考 虑 , 也 不 利 1 . 4床 料 颗 粒成 分 对磨 损 的 影 响 于锅 炉 的正 常运 行 。 文 中对 大 型循 环 流化 床 锅 炉受 热 面磨 损 的机 理 床 料 颗 粒 的成 分 与受 热 面磨 损 也 有 直 接关 系 , 床 料 在 烟 气 的 带 和原 因进 行 了分 析 , 并 且 提 出 了相 应 的 防 止 措施 , 对 于 促 进 大 型 循 动下 与受 热 面碰 撞 时 , 床料 颗粒 的硬 度 越 大 , 受热 面产 生 的磨 损 量 环 流 化 床锅 炉 的 长久 稳 定 运行 具 有重 要 的 意 义 。 就越 大 , 床 料 颗粒 的硬 度 越小 , 受 热 面 的 磨 损量 就 越 小 。所 以 , 如 果 参考 文 献 床料 中含有硅和铝等成分 , 其硬度就较高 , 如果钙和硫的成分较多 , 【 1 】 王晓霞, 陈 志伟 , 高 少娟 . 循 环 流 化 床锅 炉受 热 面 磨损 成 因及 对 策 则 床 料 硬 度低 。为 了控 制 受热 面 的磨 损 量 , 控 制床 料 成 分 是 重要 途 [ J 】 . 煤 气 与热 力 , 2 0 1 1 . 径之一。 [ 2 】 鲁维奇. 如何降低循环流化床锅炉受热 面的磨损f J 1 . 黑龙 江科技信 2循 环 流化 床 锅 炉受 热 面 磨 损预 防 措施 息. 2 0 1 4 . 2 . 1锅炉 风 机 系统 以及 结构 设 计改 造 『 3 ] . V - - 荣, 沈炳耘 , 王永红. 对影响循环 流化床锅 炉受热面磨损 因素的 为 了降 低燃 料 固体 颗粒 对 锅 炉受 热 面 的磨 损 , 可 以通 过 改 善 锅 分 析研 究[ J ] . 能 源与 环境 , 2 0 1 0 . 垆系统结构 , 优化运行方式来达到 目的。 其中主要是对引风机 、 送风 饥和一次风机进行改造 ,通过增加风轮直径和叶轮上叶片的数量 , 来增加风机的额定 出力 , 从而优化各个风机 的风量和风压 。通过改 造之后 , 二、 三次 风 的 风速 大 幅提 升 , 对 一 次 风 和 物料 起 到 了有 效 的
循环流化床锅炉受热面易磨损部位探讨
循环流化床锅炉受热面易磨损部位探讨随着科学技术的不断创新与发展,各种新技术的层出不穷,循环流化床锅炉技术的出现更是大大推动了工业锅炉的发展。
它作为一种新技术,具有燃烧适用性广、高效脱硫、NOX排放低等优点,因此在国际上得到了广泛的发展与使用。
在其整个发展过程中,循环流化床的受热磨损情况极其严重,且影响着整个机组的运行。
文章主要针对循环流化床锅炉因受热而引发的各种磨损现象进行了详细的分析与总结,并就存在问题提出了合理化的解决措施,仅供参考。
标签:循环流化床锅炉;磨损;部位引言循环流化床以其独特的优势被广泛的应用于各个领域之中,它不仅仅能有效的降低燃烧过程中所产生的污染浓度且燃烧率比较高。
但与传统的煤粉炉燃烧相比较而言,循环流化床锅炉主要是通过物料的反复燃烧来实现的。
从某种意义上而言,循环次数越多,锅炉内物料燃烧浓度水平也就越高,这些燃烧物料将大量冲刷着锅炉的受热面以及耐火材料,大量物料的燃烧势必是普通锅炉燃烧热量的几倍、十几倍、甚至是上千倍。
故此,在采用循环流化床锅炉燃烧技术的同时,必须对其受热面磨损情况进行研究分析,针对不同受热面的受损情况进行具体问题具体解决,以便更好的促进循环流化床锅炉的使用。
通過大量实践研究可知,高倍率的燃烧一定意义上确实促进了循环流化床锅炉技术的发展,但是其受热面受损现象严重导致锅炉非正常情况下停炉的现象也是比较严重的,受损严重的管道磨损程度平均大约在0.685~1.2mm,局部严重损坏程度高达0.025mm其在每小时范围内,甚至会在更短的时间内出现泄漏等现象,严重影响循环流化床锅炉的使用,也威胁着人们生命财产安全,所造成的后果是不可估量的,所以一定要引起重视。
1 循环流化床锅炉受热面的磨损首先,让我们先简单的了解一下什么是磨损?在机械作业概念里,物体表面所使用的材料与介质运动中不断产生的某种损耗现象就被称之为磨损。
按照磨损原理的不同,可以将磨损分为以下等几种方式:粘着磨损、疲劳磨损、腐蚀磨损等。
循环流化床锅炉受热面磨损分析及对策
循环流化床锅炉受热面磨损分析及对策发表时间:2019-05-24T11:12:39.877Z 来源:《防护工程》2019年第3期作者:朱建锋[导读] 循环流化床锅炉技术是日益发展的一项高效低污染清洁燃烧枝术。
宝钢集团广东韶关钢铁有限公司广东韶关 512123摘要:循环流化床锅炉技术是日益发展的一项高效低污染清洁燃烧枝术。
在发展的同时,也暴露出了一些问题,本文简单介绍引起循环流化床锅炉受热面磨损的相关原因,及控制和防止磨损的一些对策,供大家参考。
关键字:循环流化床锅炉;磨损;对策1 概述循环流化床锅炉的英文全称是采用流态化燃烧方式的锅炉。
目前国内对循环流化床锅炉的研究、开发和应用已成熟,但是,有关于循环流化床锅炉受热面磨损的问题还是比较普遍的,磨损严重造成受热面管子穿孔引起汽水泄漏导致锅炉非计划停炉,给生产造成严重损失。
2 分析循环流化床锅炉受热面磨损的原因磨损的可以简单地把它看作是一个纯机械作用的过程,磨损与撞击在金属表面上粒子的总动能是成正比的。
循环流化床锅炉在实际运行的过程中容易磨损的部件主要是炉膛水冷壁管、旋风分离器、对流受热面等。
2.1烟气影响2.1.1烟气流速影响。
磨损量与烟气流速的3次方成正比关系。
流化床锅炉不同部位的烟气流速、锅炉受热面金属的防磨性能都是由锅炉设计工况所决定的。
一次风量大,磨损量就跟着大,甚至是更大。
炉内燃烧情况的扰动也会根据二次风量的变化而发生变化,扰动越大越剧烈,受热面磨损量也会跟着越大。
在循环流化床锅炉中,每个部位的烟气流速是不一样的。
2.1.2烟气颗粒影响。
烟气内的颗粒数量越大,对管壁的撞击和冲刷也越是强烈,也就是说颗粒浓度越大,受热面磨损量就越大。
2.2锅炉结构影响锅炉磨损按部位划分可分为两种,一种是局部磨损,又称“点”磨损,还有一种是区域性磨损,又称“面”磨损,这是炉内水冷壁受热面磨损的两种主要形式。
局部磨损,与结构有关。
像膜式炉壁和鳍片等部件的垂直度、光滑度差异对磨损的影响也是不同的,对管屏和壁面都将带来大大小小的磨损。
循环流化床锅炉炉内受热面磨损分析及对策
循环流化床锅炉炉内受热面磨损分析及对策摘要:循环流化床锅炉受热面磨损问题比较严重,常常造成泄漏停炉故障,其中炉内受热面的磨损占据了泄漏故障中较大比例,是影响机组安全经济运行的突出问题之一。
影响炉内磨损的因素很多,主要有物料颗粒速度、烟气速度、受热面温度、烟气成分、燃料特性(颗粒度、可磨度等)、床料特性(颗粒直径、颗粒形状、颗粒硬度、物料浓度、颗粒成分等)、受热面材料特性(受热面材质、硬度、热物理性能等)、冲刷角度、磨损时间等。
CFB锅炉的磨损问题不只是炉型本身特性和上述影响因素所致,同时还受结构设计、运行维护、处理措施等方面因素的影响,也有因防磨措施不当而引起的局部磨损等。
因此,应从多方面去分析产生磨损的原因,制定防范对策。
关键词:CFB锅炉;磨损机理;原因分析;防范措施一、循环流化床锅炉的概况从结构上来看,循环流化床锅炉由两部分构成:其中之一是使物质在锅炉内形成可循环的回路。
还有一部分是锅炉内部的对流烟道,是一种换热装置。
表1给出了某电厂的循环流化床锅炉的主要技术参数。
二、循化流化床锅炉的磨损2.1磨损机理在循环流化床锅炉内部的有关受热面、金属材料和耐火材料,这些部分具有的一大特点就是均具有磨损的过程,这个过程常称之为冲蚀磨损。
冲刷磨损的过程是固体粒子与材料表面产生的一种冲力,从而使固体粒子在物体表面前滑,使材料表面产生磨损。
2.2循环流化床锅炉受热面磨损量的测量2.2.1炉膛水冷壁的磨损锅炉炉膛中,水冷壁管位于四周分布,组成了炉膛内主要的受热面。
在循环流化床锅炉中,受热面磨损现象的出现,最为典型的现象就是水冷壁管壁面发生了磨损。
根据各部位磨损实际情况不同,炉膛内的水冷壁发生的磨损常见的主要种情况。
一方面是炉内水冷壁和耐火材料的连接处发生的磨损现象。
初期的设计中,循环流化床锅炉的燃料燃烧过程和受热面吸热过程处于不同的两个单元,进入锅炉的物料处于快速流化床快速燃烧,锅炉炉膛铺设有耐火材料,水冷壁管壁在耐火材料的保护下无明显磨损。
循环流化床锅炉受热面磨损分析及防磨措施
循环流化床锅炉受热面磨损分析及防磨措施摘要:循环流化床锅炉受热面因磨损导致泄漏是造成其停炉事故的主要原因。
本文结合作者多年的锅炉检验检测经验,对循环流化床锅炉的磨损机理、特点进行探讨分析,总结了磨损发生的主要部位及磨损原因,提出了切实可行的防磨措施。
关键词:循环流化床;磨损量;磨损机理;冲蚀Circulating fluidized bed boiler heating surface wear and abrasion proof measures Meng Xiang-ding,Ma Xi-cheng(Boiler pressure vessel inspection institute of Shanxi Province,Taiyuan 030012,China)Abstract:It is the main reason for circulating fluidized bed boiler shutdown which is caused by wear and leakage of the heating surface. Combining with the experienceof boiler inspection and testing for many years,this paper analyzes the wear mechanism and characteristics of circulating fluidized bed boiler and sums up the main parts and the causes of wear. At last the author puts forward practical measures to prevent wear.Key words:circulating fluidized bed;the wear volume;the wear mechanism;erosion循环流化床锅炉不同于传统的煤粉锅炉,它的固体床料是由燃料、石灰石、燃料灰及其反应产物组成,在炉膛→ 分离器→ 返料阀→ 炉膛这个封闭的循环回路中不停的高温循环流动;床料除了在这一回路中做外循环流动外,还在重力作用下,不断的进行炉内内循环流动。
循环流化床锅炉受热面磨损的原因及防磨措施分析
循环流化床锅炉受热面磨损的原因及防磨措施分析循环流化床锅炉具有燃料适应性广、燃烧效率高、负荷调节范围宽、可以实现炉内脱硫等突出特点,近年来得到迅速发展。
但是,由于循环流化床锅炉自身流化燃烧和物料循环的特点,燃烧产生的高温烟气中携带大量灰粒,锅炉金属受热面在换热过程中难免发生磨损。
本文对循环流化床锅炉受热面磨损的原因进行分析,并提出一些防磨措施,以供参考。
标签:循环流化床锅炉;受热面磨损;原因;防磨措施1、循环流化床锅炉受热面磨损的原因分析1.1锅炉系统结构设计方式造成的磨损受热面的磨损主要是固体颗粒在运动的过程中与管壁发生碰撞造成的,而固体颗粒的运行速度和方向都会对磨损的程度产生一定的影响,所以在锅炉内的燃料进行总体循环时,锅炉系统的结构设计会对烟气流速有直接影响。
布风板送人的一次风,炉膛运行时送人的二次风和三次风以及燃料的给入方式都是影响燃料运行轨迹的重要因素,所以锅炉系统内部的结构设计会对受热面的磨损产生很大的影响。
1.2运行参数调整不当造成的磨损磨损量与烟气速度成n(n>3)次方关系,冲蚀磨损之所以产生,就是由于灰粒具有动能,颗粒动能与其速度的平方成正比。
不但如此,磨损还于灰浓度、灰粒撞击频率因子和灰粒对被磨损物体的相对速度有关。
若近似认为烟气速度和颗粒速度相等时,磨损量就将和烟气速度的3次方成正比,烟气速度的提高,促使上述有关的作用加强,导致冲蚀磨损迅速增加。
1.3床料颗粒成分对磨损的影响床料颗粒的成分与受热面磨损也有直接关系,床料在烟气的带动下与受热面碰撞时,床料颗粒的硬度越大,受热面产生的磨损量就越大,床料颗粒的硬度越小,受热面的磨损量就越小。
所以,如果床料中含有硅和铝等成分,其硬度就较高,如果钙和硫的成分较多,则床料硬度低。
为了控制受热面的磨损量,控制床料成分是重要途径之一。
1.4床料特性对磨损的影响从一定程度上来说,受热面的磨损量是与床料的直径成正相关的关系。
料直径很小的时候,受热面的磨损量也会变的很小。
循环流化床锅炉磨损的因素分析及防磨措施(全文)
循环流化床锅炉磨损的因素分析及防磨措施1概述黑龙江化工集团热电分厂于1998年投产济南锅炉厂设计制造的YG-75/3.82-M1型循环流化床锅炉。
锅炉采纳下部收缩的锥形炉底,中部垂直分布的膜式水冷壁,其由∮60×5的20g钢管和δ5的Q235钢板焊接而成。
顺着烟气流向布置上吊下支的绝热旋风分离器,悬挂式高低温高热器,在尾部烟道竖井中设有省煤器、空预器。
经过多年的运行实践,各受热面因磨损出现大量事故。
2 循环流化床锅炉磨损的主要因素分析2.1循环流化床锅炉炉内物料总体循环形式的影响在循环流化床锅炉中,受热面的磨损与流经其表面的固体物料运动形式紧密相关。
还与锅炉系统的几何形状以及配风方式和燃料、石灰石给入方式等有关。
而对其影响最大的因素是物料的循环方式,单侧回料的循环物料在转弯处,大颗粒物料产生偏析因而使受冲刷部位的磨损较为严峻,而双侧回料与单侧回料的方式不同,均是较高浓度的大颗粒物料由上而下流动产生的磨损。
2.2运行参数的影响2.2.1烟气速度的影响。
实验结果表明,冲蚀量E和烟气速度Ug之间存在下述关系,即E∝Ugn,其n值的大小是与灰粒的性质、浓度、粒度等因素有关。
磨损量与烟气速度成(n>3)次方关系,烟气速度的提高会导致冲蚀磨损迅速增加。
2.2.2气流湍流强度的影响。
通过对湍流强度的实验得知,随着湍流强度的增加,颗粒的湍流扩散作用加强,致使一部分本来应和壁面碰撞的颗粒受湍流脉动的影响而远离壁面,碰撞频率因子下降,冲蚀磨损量也随之而减少。
2.2.3烟气温度、受热面温度的影响。
烟气温度的变化影响受热面管壁温度,管壁温度的变化很大程度上影响到金属材料的机械强度。
金属壁面的耐磨性与壁面氧化膜的厚度及其硬度有紧密关系。
磨损随壁温的变化是由这些氧化层的组合所产生的,当烟速不高时,飞灰颗粒只能把管壁外的腐蚀物冲刷掉,只有当烟速大于某个临界速度后,飞灰颗粒的撞击作用已足以破坏氧化膜层后,金属表面才开始产生磨损。
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循环流化床锅炉受热面的磨损相关因素分析及对策探讨[摘要]:由于循环流化床锅炉具有燃烧适应性好、污染物排放低、燃烧效率高及负荷调节范围宽等优点,成为了一种经济有效的低污染燃烧技术,在生产生活领域受到广泛使用。
可是,运行中磨损问题较为严重,经常造成停产、停工现象出现。
因此,本文对循环流化床锅炉受热面的磨损原因进行了系统分析,并提出了有效改善措施,从而保证锅炉的使用性能和运行效率。
[关键词]:循环流化床锅炉受热面磨损原因有效措施
中图分类号:f416.4 文献标识码:f 文章编号:
1009-914x(2012)29- 0067 -01
近十几年来,循环流化床锅炉基于自身优良的使用性能在工业生产领域得到广泛使用,成为一种迅速发展起来的洁净煤燃烧技术之一。
然而,自从循环流化床锅投入运行以来,运行过程中产生了严重的磨损问题,每年因磨损造成锅炉停工、停产数次,成为影响锅炉运行周期的关键。
为了保证循环流化锅炉的运行周期和效率,研究与探讨受热面磨损的相关因素与应对措施具有非常重大的价
值和意义。
一、循环流化锅炉受热面磨损机理及影响因素
由于循环流化床锅炉中物料具有流动性特点,导致炉膛内物料强烈返混造成大量物料冲刷受热面,致使受热面在循环反复中受到严重磨损。
简单说,磨损机理就是物料以一定速度和角度对受热面不断进行冲击而造成了磨损,严重时能够使表面变形或脱落。
另外,
如果炉膛中心物料向上流动,近壁处物料向上流动也会造成受热面磨损。
由此可见,循环流化床锅炉受热面磨损受到物料循环方式、物料特性、流道几何形状等影响,并且与锅炉运行参数、受热面布置形式有着密切关系。
(一)物料特性影响因素
通常而言,物料磨损能力越大受热面磨损程度越严重,而物料磨损能力受到物料特性(直径、浓度、硬度)等方面影响。
在一定范围内,物料颗粒直径越大,磨损越快;物料浓度越大,物料磨损能力越强;物料硬度越高,受热面磨损率的增加速度越快。
一般而言,受热面表面硬度远远高于新鲜物料硬度。
但是,锅炉运行过程中物料表面会形成一层膜,当其硬度逐渐接近或高于受热面表面硬度时,就会加快磨损速度。
(二)运行参数影响因素
床温、烟气流速等运行参数是影响受热面磨损程度的重要因素。
床温升高直接影响着烟气的温度和受热面的表面温度,而受热面表面温度上升将会导致金属材料强度严重下降,容易产生磨损;烟气流速增加直接导致磨损率迅速增加,加快受热面的磨损进程。
理论认为金属的磨损量与烟气速度的三次方成正比,所以烟气流速的增加会加剧受热面的磨损。
因此,烟气流速运行参数是造成受热面磨损的重要因素。
在锅炉运行过程中,炉膛一次、二次风量较大情况下,烟气流速也会较快,而其携带的物料量及及其动能也会增大,进而加剧磨损程度。
(三)其他影响因素
设计安装过程中受热面布置不当、安装出现误差也会造成受热面磨损加剧;不规则的管壁影响局部位置的流动性能,对受热面造成较大影响;受热面表面敷设的耐磨材料性能不良也会造成受热面磨损;煤种煤质低下导致发热量较低,以致于物料浓度较高、颗粒明显较大,增加了对受热面的磨损影响;等等。
二、解决受热面磨损的有效措施
结合循环流化床锅炉磨损的相关影响因素及磨损机理,我们不难发现易发生磨损的部位包括水冷壁与耐火材料交接处、炉膛烟气出口四周及尾部受热面等位置。
要想有效解决受热面磨损问题,应结合影响因素对易磨损部位采取针对性的改善措施。
(一)降低物料浓度及颗粒下滑高度,处理水冷壁磨损问题
为了减轻物料特性、烟气浓度对受热面的磨损影响,应当通过加焊挡板、增加耐火平台、加焊直向防磨片、加焊防磨槽等措施降低颗粒下滑高度,使物料在下行过程中减缓速度,并自然堆积在挡板和平台上,进而减缓物料对水冷壁的冲刷。
另外,也可通过改变水冷壁几何图形方式保证受热面表面平滑,使物料沿着管壁平直下流,能够有效消除宜磨区。
除此之外,解决水冷壁磨损最有效的方式就是对其进行喷涂处理,提高管壁的表面硬度,进而减少水冷壁管的磨损和爆管。
(二)尽量降低床温,从而减少流化风量和烟气流速
要想有效缓解受热面的磨损程度,应采取有效措施尽可能降低
床温,减少流化风量和烟气流速。
降低床温的方式主要包括以下几个方面:
第一,合理降低水冷壁耐磨浇注料的高度,改用其他方式有效方式防止水冷壁磨损。
比如,改用合金喷涂的方式。
另外,适当减少下部耐磨浇注料的厚度,有效增加密相区的吸热量。
这样一来,床温也会随之下降,从而达到降低床温的目的。
第二,采用冷水板布风板,直接降低床温。
第三,二次风进入炉膛下部能够有效吸收下部密相区的热量,直接降低床温。
因此,应当适当减低二次风口位置,使风能够准确进入炉膛下部。
第四,提高分离器分离效率,增加返回炉膛密相区的物料量,也可有效降低床温。
(三)调整部分运行参数,防止出风口四周磨损
从调整运行参数角度思考,应当通过调整灰浓度、风量、灰粒粒度等运行参数降低受热面磨损。
与此同时,在保证锅炉出力情况下,适当降低一次、二次总风量,将出风口四周含氧量控制在3-4%之间,能够有效降低炉膛内烟气流速,大大降低磨损量。
(四)其他防磨措施
磨损严重的受热面应当采用顺列布置,顺列布置的防磨性能好。
尽管错列管束传热强、价格便宜,但是最大磨损量要高于顺列一倍之多。
如果非要采用错列布置,那么应在煤器迎风面管排加焊防磨护瓦,可以有效减轻磨损问题。
除此之外,在过热器和省煤器向火侧迎烟气的第一排管、弯管外弧处加装防磨护瓦和防磨挡板;在磨损严重的后顶部弯管处加装限流板,改善烟气的流动特性也可降低磨损程度;在宜磨部位喷涂优质耐磨材料,等等。
这些措施都是有效减轻受热面磨损问题的方式,但是却不能从根本上起到防止效果。
因此,为了有效方式受热面磨损,除了进行物理处理方式研究外,还应不断进行化学方面的研究与探索。
三、结束语
当前,尽管循环流化床锅炉在生产生活领域得到广泛使用,但是磨损问题已经成为其进一步推广的关键和障碍。
想要有效改善和解决受热面磨损问题,就必须清楚认识磨损机理及相关因素,针对性地采取合理处理方式。
当前,由于受到技术条件和认知程度限制,受热面防磨处理仍然停留在降低床温、降低烟气流速、改变相关运行参数以及其他物理方式上。
尽管这些防磨措施起到了一定作用,但是却不能从根本上消除磨损问题。
因此,从化学角度研究如何防止磨损问题可能成为未来防磨措施研究的主要方向。
参考文献:
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