CFB锅炉受热面磨损与防护
14-张强-CFB锅炉磨损分析与防磨
某电厂灰渣分离后分析结果：深色含铁高，浅色含石英高。
2015-9-18 · 青岛 2016-12-8 山东 山东 · 济南
武汉理工大学
WuHan University of Technology
CFB锅炉磨损分析及防磨技术方案设想
含铁矿物 石英
同一灰渣，经分离后测试结果：深色含铁高，浅色含石英高。
武汉理工大学
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CFB锅炉磨损分析及防磨技术方案设想
不同电厂灰渣物相组成测试与比较分析
脱硫产物 脱硫剂
石英矿
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锅炉区域 CFB 燃烧室底部 CFB 燃烧室上部 CFB 对流烟道 煤粉炉对流烟道 煤气炉对流烟道 固体物料浓度（kg/m3) 100 - 300 5- 50 <4 <2 0 烟气速度（m/s） 4.5 - 6.0 4.0 - 6.0 8.0 -14.0 10.0 -15.0 >30.0
2015-9-18 · 青岛 2016-12-8 山东 山东 · 济南
事故率 （%）
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CFB锅炉磨损分析及防磨技术方案设想
1、关于CFB锅炉磨损分析： CFB锅炉运行特点及灰特性决定了其易磨损性。
a. 气-固两相体系：烟气中的颗粒固含量高， 1.0-200.0kg/m3,有时可达300kg/m3； b. 较大的气流速度：4.5-6.5m/s； c. 较低的运行温度：780-1050℃。 d. CFB灰渣特性：矿物组成、颗粒大小、形状等。
浅析CFB锅炉的磨损及其防护
浅析CFB锅炉的磨损及其防护【摘要】随着科技的告诉发展，我国在引进吸收以及主动研发基础上发展了CFB（循环流化床锅炉），大力推动了火电行业降耗节能、综合利用资源以及清洁燃烧。
但是从应用实况发现，各种因素导致CFB锅炉的磨损严重，如果不探析根源并进行防护，必然会影响到CFB锅炉正常使用。
本文是笔者根据多年工作经验，探析CFB锅炉磨损以及防护，给相关人士提供理论参考依据。
【关键词】磨损防护CFB锅炉1 前言CFB锅炉因燃烧效率高、对煤种的适应性广、环保等各种优势，被工业界所关注及广泛应用，有力促进了热电行业快速发展。
但是从应用实况来看，CFB 锅炉磨损情况一直比较严重，严重影响到锅炉正常运行。
因此，探析CFB锅炉磨损及防护具有现实意义。
2 CFB锅炉的磨损及其防护事实上造成CFB锅炉严重磨损因素并不是单一的，涉及到多个方面，因此本文有针对性探析磨损因素及防护。
2.1 膜式壁磨损及防护对于该锅炉中的膜式壁磨损主要是发生在和卫燃带的交界处、下部的密相区、对接焊缝处以及四角缝等处，下面就对这处磨损进行探讨：1）和卫燃带的交界处以及密相区磨损一般情况严重，而且处理处理起来比较难。
一旦膜式壁与浇注料之间存在凹面，物料流沿着壁面下降，就会和凸面相碰，那就会改变下降物料流的流向成涡流，两者的接触处管壁就会遭到磨损形成凹沟，好像八字胡一样，时间一长就会减薄管壁泄露。
防护措施：对于该处磨损主要防护措施有两种方法，其一就把凹沟进行补焊磨平，在管壁上贴紧加焊上防磨盖板，运行中要时刻观察，就会发现将水冷壁和盖板的上部焊缝逐渐磨开，渐渐磨下去一直到磨尽。
并且出现小涡流就会造成管壁因磨损而减薄，所以采用加盖板方式的效果不佳，要定期进行维护与修补。
其二就是折弯膜式壁，让膜式壁和浇注料形成上下一致垂直平面。
就能够让物料流沿着壁面竖直下滑，降低了产生涡流区域，降低了磨损量，甚至不能够看出磨损。
当打卫燃带之时，一旦浇注料完成之后及时拆除模板，要检查浇注料和折弯的上部膜式壁之间平滑，如果发现存在台阶或者渗浆形成棱角，必须要在没有硬化之前及时修理，在运行一段时间后你要将防磨涂料涂刷一层在卫燃带上，增加耐磨的效果。
大型CFB锅炉磨损原因分析及防止措施
大型CFB锅炉磨损原因分析及防止措施文章摘要：摘要：磨损是影响CFB锅炉稳定运行的重要因素，本文大型CFB锅炉运行过程中出现磨损严重部位进行原因分析，提出了相应的防止措施，在实际运行中对减轻磨损有一定的效果。
关键词：CFB锅炉磨损泄漏0前言中国华电集团公司石家庄热电厂八期技改工程安装有四台DG410/9.81-9型CFB锅炉。
锅炉主要由点火风道、水冷风室、布风板、炉膛、汽冷式高温旋风分离器、“J”阀回料器及尾部烟道组成。
锅炉采用前墙六点给煤、炉膛两侧排渣方式。
1出现的问题2002年11月底投运的#23、#24CFB锅炉，投产运行以来，存在的磨损问题如下：(1) 水冷壁磨损导致的泄漏情况经常发生，特别是密相区与稀相区交接面处。
(2) 前墙给煤口处磨损严重，有的已露出水冷壁管。
(3) “J”阀回料器下降段与上升段连接处磨损严重、烧红，甚至导致耐火材料大面积脱落。
(4) 冷渣器进渣管、冷渣器选择室回风管膨胀节磨损严重，经常烧红、漏灰。
(5) 炉膛内风帽、炉膛床温测点、冷渣器内风帽磨损严重。
(6) 屏过、水冷屏、冷渣器水冷管束迎风面磨损严重。
以上问题，造成锅炉停炉次数增加，严重影响着循环流化床锅炉连续稳定运行。
2磨损原因分析及防止措施2.1水冷壁磨损2.1.1原因分析CFBB炉膛内部存在着大量的床料内循环，延长了煤粒的炉膛内停留时间。
内循环量粒子流多为贴壁粒子流，其循环量要比外循环量大得多，这已为许多试验所证实。
在实际运行过程中水冷壁磨损导致的泄漏多发生在密相区与稀相区交结面处，特别是炉膛该区域四个角处。
（见图）炉膛内贴壁粒子流下落过程中，在密相区及稀相区交界处一方面受到收缩壁面的撞击，另一方面受到与流化风共同形成的回流区的影响。
这个回流区加大了粒子流对水冷壁的磨损，特别在炉膛此处的四个角处，磨损来自两个墙的粒子流，更加剧了水冷壁管爆裂，巨大的水压会使相邻管壁呲裂。
2.1.2防止措施(1) 在密相区与稀相区交结面处采用堆焊。
浅谈CFB省煤器磨损问题及防范措施
正项。当计算第一排管的磨损量时不必乘上该修正 项， 同时烟气流速取烟气进人管束前的平均烟速 。 灰粒 不可 能全 部 撞 上 管 壁 ， 有部 分 灰 粒 随 烟 总 气 绕 流 ， 有碰 撞 管 壁 ， 撞 频 率 因 子 小 于 １ ７ 没 碰 。＇ 值大的大小与准则数有关 ， 可从 图 １ 所示 曲线查得 。
（） ３
式中： 田 为各挡灰粒的碰撞频率因子； 足 为各挡筛子的筛余量 ，。 ｇ 般省煤器管壁允许磨损量为 ２ｍ 若确定了 ｍ，
一
行负荷 下烟速 的 比值 ， 于蒸 发量 Ｄ≥１０ｔｈ 对 ２ 锅 ／
收 稿 日期 ：０９ ６ １ ２０ Ｄ ． ５
作者简 介 ： 丁石磊 （９ ３一） 男 ， １８ ， 河北 易县 人 ， 助理工程师 ， 事锅炉运行工作 。 从
成 三次 方关 系 。
４
Ｓ ｄ３ ； ｊ ＝． ／＝ ． ｓ ａ２ ３ －３ ４ 图 ３ 烟气走廊示意
・
２ 管 子排 列 方 式 的 影 响 。对 于 错 列 布 置 的 ） 管 束 ， 二 排 管 的磨 损 量 最 大 ， 为第 一 排 管 的两 第 约 倍 。以后各 排 的磨 损 量也 大 于 第 一 排 ， 小 于 第二 但
分析一下省煤器的磨损原理 。 省煤器 的进 口烟温 已降至 ４０Ｃ左右 ， ５ｏ 灰粒较 硬 ， 采用 小 直 径 薄 壁 碳 钢 管 ， 容 易受 到 磨 损 损 且 很 坏 。其磨 损类 型有 冲刷 磨损 和撞 击磨 损两 种基本 类 型。冲刷磨损是灰粒相对管壁表面冲击角较小 ， 甚 至 接 近平行 。撞 击磨 损 是指 灰粒 相对 于管 壁表 面 的
浅析CFB锅炉磨损形式及预防措施
现 主 要 针 对 浇 注料 施 工 关 键 工 序 进 行 讨 论 。
厚 的胶合板 作为膨 胀缝 。三是 在 风帽 、 仪表 管件 、 属穿墙 金 件表 面缠绕 ２ ｍ厚 的陶瓷纤 维纸作 为膨胀 缝 。四是 可塑料 ｍ 施工 时可 用小 刀切 出一半 厚度 的缝 隙 ，以及在 可塑料 上扎
、
施 工 要 求
我公 司循环流 化床锅炉 炉膛 密相 区、旋 风分 离器 、 Ⅱ级 入 ，不得成 团掺人 。搅拌后 的浇注料存 放时 间不超过 ３ ０分
过 热 器 、 部烟 道上 部进 口管排 、 冷壁 下联 箱 、 防磨 的 尾 水 需 相 关部分 采用 带螺纹 的圆销 钉 固定 防磨结 构 ； 口烟道 、 出 料
格一 机务 安装 验收 合格一 销钉 焊接 及补 焊一施 工 面清理一 度不 低于 ｌ ｍ。二是浇 注料分 块间 隔浇注 ，分块处 用 ３ ｍ ｍ ｍ 涂 刷沥青漆或 膨胀材料一 验 收合格一 制模板 （ 控制 尺寸 ） 一 验 收合 格一 施工现 场准备一 浇注料 加料 、 配水一 制作试样一 搅拌 、 振捣 （ 站监 督 ） 旁 一检 查是否 有跑模 现象 （ 跑模 立 即拆
注料 一次施 工高度 在 ３０ ｍ一 ０ｒｍ之 间 ， ０ｒ ６０ ａ ａ 以便 于振 捣 。木 模要 按照 施工 图尺寸 要求 放样 ， 制 拼装 ， 面光 滑 ， 口 预 表 接
严密， 表面 刷两道脱 模剂 。 ３搅拌振 捣控 制 。每 次浇注 料搅拌 量不 易过多 ， 拌机 ． 搅
孔来 解决膨胀 的问题 。
浇 注 料 膨 胀 缝 预 留 非 常 重 要 ， 接 影 响 浇 注 料 的 热 养 生 直
锅炉受热面磨损的主要因素及防护技术措施
锅炉受热面磨损的主要因素及防护技术措施循环流化床锅炉各个受热面部位的磨损因为成因的多样性和控制的复杂性，始终成为困扰企业的一个生产难题，由于磨损而产生的水冷壁管爆管更是严重地影响了企业的安全经济运行。
根据我公司实际运行中反映出的情况，我们对锅炉受热面磨损的相关部位、影响因素及防护技术做以下介绍。
标签：锅炉受热面磨损；主要因素；防护措施某公司为满足企业生产及生活用汽，安装了3台中温中压循环流化床锅炉，其技术参数为：额定蒸发量：75t/h；额定蒸汽压力：3.82MPa；过热蒸汽温度：450℃；给水温度：105℃；锅炉设计热效率：≧88.5。
锅炉采用单锅筒，自然循环方式，总体上分为前部及尾部两个竖井。
前部竖井为总吊结构，四周由膜式水冷壁组成。
自下而上，依次为一次风室、密相区、稀相区，尾部烟道自上而下依次为高温过热器、低温过热器及省煤器、空气预热器。
尾部竖井采用支撑结构，两竖井之间由立式旋风分离器相连通，分离器下部联接回送装置及灰冷却器。
燃烧室及分离器内部均设有防磨内衬，前部竖井用敷管炉墙，外置金属护板，尾部竖井用轻型炉墙，由八根钢柱承受锅炉全部重量。
1 炉膛受热面易磨损主部要位（1）卫燃带区域；（2）炉膛四角；（3）烟道口两侧水冷壁；（4）水冷壁连接处焊缝；（5）温度探测孔四周；（6）屏过翼形水冷壁；（7）热电偶及风压测量处。
2 影响锅炉受热面磨损的主要因素流化床锅炉受热面的磨损破坏机理比较复杂，是物理作用与化学作用交替进行的复杂过程。
化学作用是指化学腐蚀，由于炉气中含有硫气，含硫气体在高温环境里对受热面形成高温硫化腐蚀。
物理作用实质是一种气固冲蚀磨损，冲蚀的介质是以气体相和固体相所组成的混合型介质，在这里，气固冲蚀磨损也就是炉气混流体以一定的速度和不同的角度对锅炉本体受热表面进行的冲刷所造成的磨损。
冲蚀磨损的磨损速度由多种因素所决定。
2.1 磨粒的影响炉气混流体中所含的硬质颗粒杂物即为冲蚀磨损的磨粒，高硬度，高浓度的磨粒会加大磨损量，尖角形的磨粒比圆球形的磨粒在同等条件下产生更大的冲蚀磨损，另外磨粒的尺寸大小也是影响磨损速度的关键因素，当磨粒尺寸很小时，对冲蚀影响不大，随着磨粒尺寸增大，受热表面的冲蚀磨损也增加，因此，控制燃料的质量也可减缓磨损量。
CFB锅炉金属受热面的防磨技术
CFB锅炉金属受热面的防磨技术对于CFB锅炉金属受热面的磨损问题，人们已经采取了一系列措施，包括炉型设计、操作制度及各种表面强化与防护。
在炉型及操作制度既定的前提下，金属受热面的耐磨强化与保护, 是延长其工作寿命的主导方向。
迄今为止，在已被试用和开发的炉管强化和防护对策中，先后出现过预熔敷层、加装保护套、导向片、耐磨瓦、耐磨涂料、喷焊及堆焊等方法。
实践表明，尽管上述方法都在某种程度上起到一定作用，但在耐磨成效、传热和运转要求方面，尚有严重不足和弊端。
无疑，在诸多方法中，热喷涂技术是提供耐磨涂层最有效的一种，它已在国外取得良好成效并继续飞速发展中。
国内开展这项工作，已有多年历程，并逐步被电厂接纳与肯定。
热喷涂技术发展至今，已出现七八种工艺方法，但真正能用于电厂锅炉生产现场中，只有二三种。
出于经济方面的考量，电弧喷涂拥有相对优势，这也是我国大多采用此法的缘由。
就喷涂技术而言，涂层的耐磨性能，主要取决于喷涂方法及喷涂材料，当喷涂方法确定为电弧喷涂之后，喷涂材料的选择最为关键。
、热喷涂技术描述热喷涂技术整整有一百年的发展历史。
它是利用电能、燃烧能或其他形式的热源，将喷涂材料熔化或加热至塑性状态，在某种装置中获取一定速度，以熔滴或塑态颗粒状态，被喷射到工件表面，形成不同功能的涂层。
喷涂材料有粉末、丝(线)材、棒材或带材等不同几何形态，材质可以是金属、非金属、陶瓷、金属陶瓷、玻璃或塑料等。
依据热源形式的不同，热喷涂技术大体可分为火焰喷涂、电弧喷涂、爆炸喷涂、等离子喷涂、超音速火焰喷涂(HVOF)及冷喷涂。
各种喷涂方法所提供的火焰温度、颗粒(熔滴)的飞行速度及其所形成涂层的有关物理性能见表1。
由表1可看到，HVOF可获得最高的结合强度和最低的孔隙率，这对涂层的抗磨性能至为关键。
热喷涂技术之所以能在电厂锅炉耐磨抗蚀方面取得成功应用，主要有下列缘由：(1) 热喷涂工艺方法较多，能提供不同工艺条件，适应于多种材料形成涂层。
CFB锅炉的磨损形式、机理及防护措施
Ｔｈｅ Ｗ ｅ ｒ Ｆｏ ｍ ，Ｍ ｅ ｈ ｎ ｓ ｎｄ Ｐｒ ｔ ｃ ｉ ｅ ａ ｒ ｃ ａ ｉｍ ａ ｏ ｅ ｔｖ Ｍ ｅ ｓ ｒ ｓｏ ａ ｕ ｅ ｆ ＣＦＢ ｉ ｒ Ｂｏ ｌ ｓ ｅ
Ｘｉ ｎ Ｗａ ｇ Ｘｉｏｅ ｇ， ｎ ａ ｌｉ ｉ ｒ
（ ｒｉ ｂ ｉ ｒ ｌｎ ｉｄ ｓ ｉ ｏｌ ｓ ｏ ｐ ｎ ， ａｂｎ １０ ４ ， ｈｎ ） Ｈａ ｎ ｏ ｅ ａ ｔｎ ｕｔａ ｂ ｉ ｒ ｃ ｍ ａ ｙ Ｈ ｒｉ ０ ６ Ｃ ｉａ ｂ ｌ ｐ ｒｌ ｅ ５
第 １期
２ １ 年 １月 ０１
锅
炉
制
造
ＮＯ １ ．
Ｊｎ２ １ ａ ． ０１
Ｂ０Ｉ ＬＥＲ Ｍ ＡＮＵＦＡＣＴＵＲＩ ＮＧ
文 章 编 号 ： Ｎ ３—１４ （ ０ １ ０ — ０ ３— ３ Ｃ２ ２ ９ ２ １ ） １ ０ ４ ０
Ｃ Ｂ锅 炉 的磨 损 形 式 、 理 及 防 护 措 施 Ｆ 机
的代 表性 ， 解 决 当今 迅 速 发 展 的 Ｃ Ｂ锅 炉 运 行 中 出现 的磨 损 问题 有 一 定 的 参 考 意 义 。 对 Ｆ 关 键 词 ： 化 床 ； 损 ； 面 流 ； 流 ； 注 料 流 磨 壁 涡 浇
中 图分 类 号 ： Ｋ ２ ． ６ Ｔ ２ ９ ６ 文献标识码 ： Ａ
型 的 Ｃ Ｂ锅 炉 ， 用 了将 膜 式 壁 折 弯 ， 该 处 浇 采 使
１ Ｇ Ｂ锅 炉磨 损 概 况 Ｆ
Ｃ Ｂ锅 炉 的 磨 损 主 要 发 生 在 ： 式 壁 、 热 Ｆ 膜 过
器、 省煤 器 、 空气 预 热器 、 帽及 浇注 料 。 风
１ 膜式 壁 的磨 损 。膜 式 壁 的 磨 损 位 置 主 要 ） 是 ： 卫燃 带 交 界 处 ； 部 密 相 区 ； 式 壁对 接 焊 与 下 膜
CFB锅炉的磨损形式
CFB锅炉的磨损形式CFB锅炉的磨损形式、机理及防护措施初探一、前言近年来，由于循环流化床(CFB)锅炉具有的燃烧效率高，煤种适应性广，负荷调节范围大，有利于环保等优点，而备受青睐，在我国热电行业得到了迅速的推广使用，但是CFB锅炉的磨损问题比较突出，严重制约了该炉型长期经济地运行。
本文就长期在75t/h流化床炉实际检修工作发现的各受热面的磨损状况进行了总结分析，供同行参考借鉴，借以抛砖引玉，希望大家共同来研究探讨CFB锅炉的磨损问题。
二、GFB锅炉磨损概况CFB锅炉的磨损主要发生在:膜式壁、过热器、省煤器、空气预热器、风帽及浇注料。
1、膜式壁的磨损膜式壁的磨损位置主要是:与卫燃带交界处;下部密相区;膜式壁对接焊缝处;四角缝;与炉膛出口、看火孔浇注料相邻处;布风板与落渣管接合处;膜式壁上的凸起物处。
膜式壁与卫燃带交界处及密相区的磨损此种磨损方式比较严重，且较难处理。
如果浇注料与膜式壁是如图一形式，那么沿膜式壁面下降的物料流(即壁面流)在碰到凸起的浇注料时，会改变流向形成涡流，使与浇注料相接处的管壁受到磨损而形成凹沟，形如八字胡，时间长了，管壁会逐渐减薄而泄漏。
防范措施:方法一，将凹沟补焊磨平后，贴紧管壁加焊防磨盖板，但运行一周后，会发现盖板与水冷壁上部焊接缝被磨开，并逐渐下磨，直至磨尽，同时管壁也因盖板凸台形成的小涡流而磨损减薄，看来加盖板的方法效果是有限的，需要定期维护和修补。
方法二，目前新型的CFB锅炉(如济锅75t/h炉466型)，采用了将膜式壁折弯，使该处浇注料与膜式壁肋片形成上下一致的垂直平面，如图二:这样物料流沿壁面平直下滑，消除了局部涡流区，使磨损量大大减轻，甚至基本看不出磨损。
打卫燃带时，在浇注料施工完毕后拆模板时，一定要检查浇注料与折弯上部膜式壁肋片过渡要平滑，不能出现台阶或渗浆造成的棱角，可趁浇注料尚未硬化前及时修理，运行一个周期后，要在卫燃带上涂刷一层防磨涂料，以增强耐磨效果。
CFB锅炉中防止受热面磨损问题的措施【2015.3.8】
一、CFB锅炉中防止受热面磨损问题的措施
（1）选择合理的分离器形式、布置位置及恰当可实现的分离效率；
（2）合理地选择各段烟速；
（3）烟道转弯处加装导向挡板，改善飞灰浓度场的不均匀性；
（4）在受热面的管束布置结构上，尽量采用顺列布置，少采用错列布置；
（5）可采用上行烟气流动结构；
（6）可采用膜式省煤器受热面结构；
（7）可在管束前加假管；
（8）局部易磨损处采用厚管壁或加装防磨罩、防磨瓦、防磨套管；
（9）采用管壁表面处理技术，如喷涂、渗氮等；
（10）在炉膛各检测孔四周不突出，且有防磨涂料；炉膛密相区耐火耐磨材料上边采用特殊形状，防止该段水冷壁管磨损。
300MW CFB锅炉受热面防磨防爆措施分析与预防
收 稿 日期 ：２ １ ０ ０ １— ２—１ 修 订 日期 ：２ １ ０ １ ０ １— ２—１ ８ 作 者 简 介 ：曹幸 卫 （ ９ ３一） 男 ， １７ ， 主要 从 事 锅 炉 设 备 生 产 管 理等１作。 火 材 料过 渡 区域 ； ２ 一炉膛四角区域； ３ 屏 穿 墙 区域 ； － ４ 一一般 水 冷壁 管
图 １ Ｃ Ｂ锅 炉 水 冷壁 重 点 磨 损 区 域 Ｆ
影 响炉 内磨 损 的 因素 很 多 ， 要 有 颗 粒 速 主 度、 烟气 速度 、 受热 面温度 、 烟气成 分 、 料循 环方 物 式 、 料 特性 、 燃 床料特性 、 热面材 料特性 、 受 冲刷 角
ＣＡＯ ｎ — ｉ Ｘｉ ｇ ｗｅ
（ ｈ ｎ ｕ ｈ ｎ ｏ ｇＰ ｗ ｒＣ ． ＬｄＭｉｏ ｇＴ ｅｍａ ｏ ｅ ｌ ｔ Ｕ ｕ ｉ ３ ０９ Ｃ ｉａ Ｓ ｅｈ ａＳ ｅ ｄ ｎ ｏ ｅ ｏ ， ｔ ｄ ｎ ｈ ｒ ｌ ｗ ｒＰａ ， ｒｍｑ ０ １ ， ｈｎ ） Ｐ ｎ ８
３ ％ ；２ 热应力交变撕裂造成 的泄露 ， 种泄露 占 ７ （） 这
１ 机 械 磨 损 的发 生 与预 防
作为 Ｃ Ｂ锅炉最容易出现的问题 ， Ｆ 机械磨损
的危 害最大 ， 一般 来 说 磨损 最 严 重 的 区域是 炉膛 水 冷壁 、 水冷 壁管 耐火材料 过渡 区域 、 炉膛 四角 区
应 用能源 技术
２１ ０ １年第 ４期 （ 总第 １０期 ） ６
３０Ｍ Ｃ Ｂ锅炉受热面防磨防爆措施分析与预防 ０ Ｗ Ｆ
曹幸 卫
（ 华神 东电力有 限责任 公 司新 疆米 东热 电厂 ，新疆 乌 鲁木 齐 ８０ １ ） 神 ３０９ 摘 要 ： 受热 面安 装建设 、 从 生产 期 间设备 管理 、 火材料 检查 、 耐 运行 管理 、 燃烧 调 整等 方 面 分析 总结 了 ３０ ０ＭＷ Ｆ Ｃ Ｂ锅 炉受热 面防磨 、 防爆 的控 制 方法和 注 意事项 。
CFB机组的部分磨损分析及预防措施
６ 高过， 过， 煤器， 低 省 空预器 的磨损
这 几个 部位 的 磨损 都 是 由于 烟气 携 带 大 量 的细 颗 粒 向尾部 烟 道运 动 ， 由于颗 粒 的质量 比烟气 大， 的 它 终 端沉 降速 度远 大于 烟气 的速 度 ， 如 同一颗 颗子 弹 就 射 向这 些受 热 面 ；同时 由于 烟温 的逐 渐 降低 ， 又会 使 Ｓ 成 Ｓ 其 它酸 性气 体共 同腐 蚀 尾部 受热 面 。 Ｏ形 Ｏ与 因此 ， 省煤 器 、 空预 器受 到 磨损 与腐 蚀 的共 同作 用 。
４ 炉膛 出 口与旋 风分离器及 高过横 梁的磨 损
炉 膛 出 口处 由于 烟气 流动 方 向的 改变 以及 排烟 温度 不低 于 结露 点 。 控
高 了金属 材 料 的表面 强度 ， 而卫 燃带 是 密相 区与稀 相 区的分界 线 ， 带 上部 的稀 相 区物料 比较少 ， 样 对 卫燃 这
打 上来 的浇 注料 凸 台磨损 就 比较 小 。
在 与烟 气迎 流 面 的管 子 上加装 护 瓦， 在省 煤器 的
上 面加 折 流挡板 ， 烟 气 流量 均匀 ， 底 清除受 热 面上 使 彻
收 稿 日期 ： ００ ０５ １ ２ ８— — ６
激： ｝ ｝ 迭纸 ０ 第期 ２８ ３ ０年
外 在 物料 离 开 凸 台 时 由于 速度 方 向的 改 变也 会 对 这 个 凹点形 成 持续 的热 压应 力 ， 合 作用 的结 果 就会 将 综 水冷 壁管 磨 穿 。
３３预 防 措 施 ＿ ６１ 磨 损 原 因 ．
比较 大 ， 炉开， ， 荷等情 形 时易发 生强烈 的 在锅 停机 变负 不均 等 应力 变化 ， 容 易造成 这部 分 浇注 料在 上部 最 很 薄 的地 方脱 落， 这个 最 薄的地 方会 形 成磨 损 。 就在 ３２卫 燃 带部 位 的磨 损 原 因 ．
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（CFB）锅炉是一种新型的高效、低污染的锅炉。
CFB锅炉的主要特点是既适用于燃烧高灰分燃料，又能燃烧低灰分燃料，具有很好的适应性。
但是，CFB锅炉在长时间使用过程中，锅炉部件会出现一定程度的磨损，严重影响锅炉的使用寿命和效率。
本文将从CFB锅炉的磨损机理及防治技术两方面进行探讨。
一、磨损机理CFB锅炉的磨损机理主要有以下几种：1.摩擦磨损CFB锅炉管束由沸石、半球形物料、煤灰等多种颗粒组成。
这些颗粒在流化床内旋转、碰撞和摩擦，长时间摩擦作用会造成锅炉管束的表面磨损。
特别是在抽送循环流化床锅炉中，当颗粒穿过旋转反应器时，由于颗粒运动的高速和离心力的作用，颗粒会对管道内壁造成很大的磨损。
2.冲刷磨损CFB锅炉管束内部的流体速度比较高，燃烧过程中的灰分、沙土等颗粒通过气体冲击和风力碰撞管道内壁，造成管道内壁的磨损。
3.腐蚀磨损CFB锅炉燃烧过程中可能会生成腐蚀性物质，这些物质会腐蚀管道内壁，造成管道内壁的磨损。
特别是在低温条件下或部分负荷工况下，烟气中的酸性物质容易与管道内壁形成酸蚀点，导致管道内壁的磨损加剧。
二、防治技术为了防止CFB锅炉管束内部的磨损，需要采取以下措施：1.材料改进CFB锅炉的内部受到颗粒磨损的主要部位是锅炉管束内壁。
因此，选择耐磨、耐腐蚀的管材和降低管束内壁磨损的材料，可以有效抑制磨损。
2.优化设计在CFB锅炉运行过程中，应根据颗粒流动的规律，对管道进行合理的设计，设计合理的管道截面和径向的流动速度，减小颗粒与管道内壁的摩擦和冲刷。
3.喷涂保护层针对CFB锅炉管束的磨损问题，喷涂耐磨、防腐蚀的保护涂层是一种有效的技术手段。
喷涂保护层能够形成一层弹性膜，减缓颗粒对管道内壁的直接冲击和磨擦，提高管道内壁的耐磨性和抗腐蚀性。
4.清灰措施CFB锅炉灰渣的积累也会加速管道内壁的磨损，因此对灰渣进行及时清除也是减少管道内壁磨损的有效措施。
总之，CFB锅炉的优点在于高效、低污染，并且适用范围广，但是在实际运行中需要注意管道内壁磨损问题。
CFB锅炉的磨损形式、机理及防护措施
CFB锅炉的磨损形式、机理及防护措施初探山东省莒县金能热电有限公司许彦雷发布时间：2006年2月14日 14时6分[内容摘要]本文综述了CFB锅炉各部位的磨损形式，分析了其磨损机理，并提出了有效的防范措施，均具有一定的代表性，对解决当今迅速发展的CFB锅炉运行中出现的磨损问题有一定的参考意义。
[关键词]流化床、磨损、壁面流、涡流、浇注料。
一、前言近年来，由于循环流化床（CFB）锅炉具有的燃烧效率高，煤种适应性广，负荷调节范围大，有利于环保等优点，而备受青睐，在我国热电行业得到了迅速的推广使用，但是CFB锅炉的磨损问题比较突出，严重制约了该炉型长期经济地运行。
本文就长期在75t/h流化床炉实际检修工作发现的各受热面的磨损状况进行了总结分析，供同行参考借鉴，借以抛砖引玉，希望大家共同来研究探讨CFB 锅炉的磨损问题。
二、GFB锅炉磨损概况CFB锅炉的磨损主要发生在：膜式壁、过热器、省煤器、空气预热器、风帽及浇注料。
1、膜式壁的磨损膜式壁的磨损位置主要是：与卫燃带交界处；下部密相区；膜式壁对接焊缝处；四角缝；与炉膛出口、看火孔浇注料相邻处；布风板与落渣管接合处；膜式壁上的凸起物处。
1.1膜式壁与卫燃带交界处及密相区的磨损此种磨损方式比较严重，且较难处理。
如果浇注料与膜式壁是如图一形式，那么沿膜式壁面下降的物料流（即壁面流）在碰到凸起的浇注料时，会改变流向形成涡流，使与浇注料相接处的管壁受到磨损而形成凹沟，形如八字胡，时间长了，管壁会逐渐减薄而泄漏。
防范措施：方法一，将凹沟补焊磨平后，贴紧管壁加焊防磨盖板，但运行一周后，会发现盖板与水冷壁上部焊接缝被磨开，并逐渐下磨，直至磨尽，同时管壁也因盖板凸台形成的小涡流而磨损减薄，看来加盖板的方法效果是有限的，需要定期维护和修补。
方法二，目前新型的CFB锅炉（如济锅75t/h炉466型），采用了将膜式壁折弯，使该处浇注料与膜式壁肋片形成上下一致的垂直平面，如图二：这样物料流沿壁面平直下滑，消除了局部涡流区，使磨损量大大减轻，甚至基本看不出磨损。
CFB锅炉受热面磨损及预防措施
ｄ ｎ １ ——灰颗粒直径 ，单位为ｒ ｎ 。
塞，回料管堵塞，炉内受热面磨损造成爆管。因此，防
磨损是保证循环流化床锅炉长周期安全、经济运行的重 中之重。
２ ． 密相区的磨损
在燃烧室中，从床的底部至固体颗粒膨胀起来的 床 层界面称为流化床 。要使流化床上的 固体颗粒保持悬 。
浮 沸腾状态 ， 使煤粉颗粒得 以充分有效 的燃烧 ，从炉 底
【 关键词】循环流化床锅 炉 磨损
措施
磨 损速率 ： Ｅ： 式中
：
灰特性系数 ； （ ７ 一 烟气速度 ，单位为ｍ ／ ｓ ；
— —
一
、
前言
磨损是影 响Ｃ Ｆ Ｂ 锅炉安全可靠运行的主要 因素 。高
灰浓 度 ， 单位 为ｇ ／ ａ ｒ ｍ ￣ ；
浓度灰颗粒冲刷造成耐火材料失效、脱落，排渣管堵
３ ．内循环下降灰贴壁流方 向改变导致垂直水冷
壁管磨损
内循环下降灰贴壁流方向与垂直布置的水冷壁管
束方 向总体一致 ，但在某一部位发生跳跃时 ，下降灰贴
刷磨损， 是颗粒与固体表面的冲击角较小，甚至接近平 行；颗粒垂直于固体表面的分速度使它沿物体表面滑
动，两个分速度合成的效果起一种刨削作用形成的磨 ｉ 壁流产生涡流，对该部位造成快速磨损，如水冷壁管连 损。颗粒相对于固体表面的冲击角较大 ，或接近于垂 直，以一定的运动速度撞击固体表面使其产生塑性变形 或微裂纹称之为撞击磨损。长期且大量颗粒的反复撞击 接的焊口、筋片、安装时未割净的临时焊件、炉墙开孔 处、耐火材料终结部位如果有凹或凸部位时，将直接冲 击水冷壁管的某个部位，造成该处水冷壁管某个部位快 速冲刷磨损。当物料在下落过程中，在某一部位因为凹 台和物料堆积而突然发生转向时，局部将发生涡流而造
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浅谈CFB锅炉受热面磨损与防护畅世吉(神华准格尔能源有限公司,内蒙古薛家湾 010030) 摘 要:近年来CFB锅炉以自身对燃料的适应性广、燃烧效率高、低污染、负荷调节性能好等诸多优点得到了广泛的应用。
但是由于循环流化床锅炉炉内灰浓度高,通常为煤粉炉的几十倍、几百倍,甚至上千倍,磨损严重,可靠性不高,经常发生“四管”磨损泄漏、爆管等制约锅炉长周期安全运行的问题。
因此循环流化床锅炉的磨损要比煤粉炉严重得多,受热面和耐火材料的防磨问题应特别重视。
磨损问题解决得如何,直接关系到循环流化床锅炉设计的成败,也直接影响循环流化床锅炉机组的可利用率。
因此只有制定科学合理的防磨方案,才能预防和解决磨损的难题。
关键词:CFB锅炉;磨损;防护 中图分类号:T K224.9+1 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2012)23—0086—03 内蒙古神华准能矸电厂一期2×300WM机组锅炉选型为东方锅炉厂自主研发的型号为DG1177/ 17.4-Ⅱ2一次中间再热自然循环汽包炉,紧身封闭、平衡通风、固态排渣、全钢架悬吊结构、炉顶设密封罩壳。
本工程从基建期对受热面的防磨防暴工作给予了高度重视,针对CFB锅炉水冷壁易产生磨损泄漏采取了增设防磨梁、加大焊接工艺和浇铸料施工过程控制等切实可行的手段预防机组投产后受热面频繁泄漏事件的发生。
机组投产后,针对CFB锅炉不同于煤粉炉受热面防磨防爆的特点制定了受热面防磨防爆检查与锅炉运行调整的具体实施方案,经过近一年的推广应用已基本达到了预期效果。
1 水冷壁及受热面防磨的机理分析:在循环流化床锅炉床料流化过程中,由于烟气流速高,烟气中的灰量大,炉墙和受热面受到大量固体颗粒的冲刷,炉内金属受热面和非金属炉膛的磨损比煤粉炉要严重的多。
当高浓度的烟尘携带床料粒子高速流过时,就会在炉膛或金属受热面表面产生磨损。
这种由于烟气携带大量颗粒对固体表面的磨损主要分为冲刷磨损和撞击磨损两种类型,冲刷磨损是指固体颗粒相对于固体表面的冲击角度小,甚至接近平行,颗粒垂直于固体表面的分速度,使颗粒锲入被冲击物体的表面,而颗粒与固体表面的分速度使它沿固体表面滑动,这两个分速度的合成效果,就起到一种"刨削"或"犁销"的作用,若固体表面经受不起这样的作用,就会被切削掉很微小的部分,形成小而深的磨蚀坑,这种现象大量重复时,固体表面就产生明显的磨损。
撞击磨损是指颗粒相对于固体表面的冲击角度大,或接近于垂直时,以一定的运行速度撞击固体表面,使其产生微小的塑性变形或显微裂纹,在大量颗粒的反复撞击下,逐渐使变形层整片脱落而形成磨损。
一般在循环流化床锅炉受热面的磨损中,床料颗粒与受热面的冲击角度0～90之间,因此循环流化床锅炉受热面的磨损是上述两种磨损基本类型的综合作用,其主要原因为:一是贴壁流速度高;二是贴壁流浓度大。
通常认为物料对炉内受热面管壁的磨损速率主要与贴壁流物料速度、物料粒径、物料浓度以及流场不均匀性有着密切关系,通常磨损量与物料速度的3次方成正比,与物料粒径2次方成正比,与物料浓度成正比,关系如下:图1E=KW3U2D式中:(E-磨损速度 m100/h;K-比例系数;D86内蒙古石油化工 2012年第23期 -物料粒径,mm;U-物料浓度W/(m2.S);W-物料速度m/s)2 锅炉受热面磨损部位及原因分析通过检测和运行数据分析,磨损区域主要集中在以下几个部位: 炉膛下部卫燃带与水冷壁过渡区域管壁的冲刷、撞击磨损; 炉膛中、下部四角区域管壁的冲刷磨损; 炉膛出口附近管壁的切向冲刷磨损; 汽冷式旋风分离器的切向冲刷磨损; 密相区浇注料的易磨损区域; 不规则区域管壁的冲刷、撞击磨损。
通过多次检查和运行数据分析磨损的主要原因如下:2.1 炉膛下部卫燃带与水冷壁过渡区域管壁的磨损原因一是沿炉膛内壁面下流的固体物料在交界区域产生流动方向的改变,因而对水冷壁管产生冲刷;另一原因是在过渡区域内由于沿壁面下流的固体物料与炉内向壁面下流的固体物料上运动的固体物料运动方向相反,在局部产生涡旋流,对水冷壁管产生磨损。
2.2 炉膛四周角落区域管壁的磨损原因角落区域内壁面向下流动的固体物料密度比较高,同时流动状态也受到破坏。
炉内的烟气携带物料颗粒会受到不同程度的扰动,流动的方向和速度受到影响,甚至局部会出现涡流现象,造成在这一部位的磨损。
2.3 炉膛出口及旋风分离器的切向冲刷磨损原因大量的烟气携带部分细颗粒进入旋风分离器,由于旋风分离器的入口截面积远小于炉膛的横截面积,所以烟气流在炉膛出口由于流通面积的缩小流速会有很大的提高,同时由于在炉膛出口烟气的流动方向发生改变,所以受热面在烟气方向和速度改变处发生严重的磨损。
2.4 密相区浇注料的磨损原因CFB锅炉为控制磨损,因此在炉内密相区和磨损较为严重的区域,敷设了耐磨浇注料。
浇注料在施工过程中,施工难度较大再加上浇注料施工以后要进行烘烤才能达到它的最佳性能状态,在烘烤以后就会有变形,这时就会在个别部位出现裂纹或形状没有达到要求,有凸台等形状,在运行中回落的物料在浇注料的边缘不能实现“软着陆”,在凸台处出现剧烈的冲刷。
上升的烟气和物料流在这个部位会出现涡流,造成浇注料边缘部位的受热面受涡流的影响,出现严重磨损。
2.5 不规则区域管壁的冲刷、撞击磨损原因损。
3 防护技术根据受热面防磨的机理和磨损部位及原因分析,经过精心论证后,从设计、安装、施工运行维护方面采用了以下防护技术。
3.1 在炉内采用了防磨梁技术该防磨装置由销钉和耐火耐磨浇注料形成凸台,并通过销钉将凸台固定在水冷壁上;凸台沿水冷壁高度方向以一定间距水平或倾斜多阶布置。
如图2。
图23.2 采用水冷壁外弯管防磨结构优化内容:标高19m处水冷壁与耐火材料交汇处采用外弯管防磨结构分析:在炉膛下部水冷壁和耐火材料交汇处所产生的磨损,则主要是由于沿壁面下落的床料在交汇处台阶上,产生反弹与飞溅现象而产生的。
此外烟气在交汇处由于流动方向变化而产生涡流涡流将部分上升状态的床料颗粒拉向交汇处,进一步加重了交汇处的磨损,如图3。
图387 2012年第23期 畅世吉 浅谈CFB锅炉受热面磨损与防护在标高19m处水冷壁与耐火材料交汇处,水冷壁浓相区与稀相区过渡段3.5m范围采用超音速电弧喷涂技术,防磨喷涂采取了双层涂层构成的复合保护层,即采用超音速电弧喷涂技术,工作层材料选用硬度特别高、耐冲刷磨损性能优异,同时具备抗高温氧化和耐腐蚀性能好的金属合金丝材,面层采用KM型高温耐磨防腐专用封孔剂封孔,此复合涂层具有优异的抗磨损、耐腐蚀性能,结合强度高,涂层边缘设置过渡区域,使涂层与非涂层平滑过度,效果较好。
喷涂耐磨合金材料增强水冷壁的抗磨能力,增加水冷壁的使用寿命,特别是对于某些燃用优质煤的锅炉,在采用喷涂后显著增加了水冷壁的使用寿命。
3.4 汽冷式旋风分离器磨损部位采用耐火耐磨浇铸料加高耐磨强力胶的复合施工工艺在水平烟道入口水冷壁、水平烟道采用耐火耐磨浇铸加高耐磨强力胶的复合施工工艺,在分离器筒体部位采用“搓板”式防磨结构。
旋风式分离器的磨损主要发生在炉膛到分离器的水平烟道内、分离器入口处、分离器的圆筒形部分区域,在炉膛到旋风分离器的水平烟道中,来自炉膛的高温烟气在此加速并转向,在进入分离器时,其速度高达20～30m/s,床料颗粒的加速过程要慢得多,在分离器的旋风筒入口处,颗粒速度才基本与烟气速度一致。
因此,在水平烟道靠近炉膛的一端,磨损相对的较轻,而靠近分离器的一端,磨损则较为严重。
高浓度含尘烟气高速(20～30m/s)流入分离器时,在分离器入口处因流通截面突然扩大,流场发生改变而产生磨损,同时高速气流会在正对入口的分离器筒壁上产生撞击磨损。
为了减轻水平烟道入口水冷壁、水平烟道等磨损,采用了濮阳濮耐公司生产的耐火耐磨浇铸料加高耐磨强力胶的复合施工工艺(循环流化床锅炉燃烧温度为850～950℃,因此要选用在这个温度区耐磨度最大的材料)。
该材料具有极强的粘结性和热震稳定性,不易脱落,不易产生裂纹,可有效抵御物料的高速冲击力和剪切应力,同时由于可塑材料厚度增加增强了该处使用寿命。
3.5 运行维护方面采用的技术相对于煤粉炉而言,循环流化床锅炉的高倍率循环灰的流动使炉内磨损十分严重,磨损速率主要与贴壁物料、风速、物料粒径、物料浓度以及流场的不均匀性有关,针对这些特点我们采取如下措施:根据机组负荷变化及时调整锅炉床压,控制炉内循环物料在合理范围内。
在保证安全经济的同时调整上,优化合理调整一次风量,保证安全经济的同时尽可能降低一次风量,降低气流速度(磨损量大约与气流速度的三次方成正比)。
加强对入炉煤的监视,保证入炉煤粒度在合理范围内(粒子直径愈大,磨损量愈大,磨损量与粒子直径的平方成正比)。
降低了炉膛贴壁流的速度和浓度,从而大大减轻了贴壁流对炉内受热面的磨损。
其次是坚决杜绝锅炉超温、超压事件的发生。
锅炉防爆工作中,运行人员所要做的主要工作之一就是防止受热面超温,而超温的原因是多种多样的,对每台炉的超温问题要做具体分析。
为了防止超温超压,我们采用SIS系统(生产是监测系统)对运行主要参数进行实时连续监测统计,长期推行“秒秒压红线”运行竞赛,每个月对超温超压情况进行统计汇总评比,奖优罚劣,同时在每台炉放置了《超温超压记录本》,要求运行人员对超温超压设备、超温时间、幅度、原因及采取措施进行认真记录,技术管理人员每月对超温超压事件进行统计分析,根据情况制定相应预防措施,及时通知运行人员,改进运行操作控制,对于超温又不做记录值进行考核。
将管理思想和考核客观化、时实化和量化,将技术水平和收入挂钩,充分调动运行人员的积极性和责任心,收到良好的效果。
锅炉超压也是导致锅炉承压部件暴漏事故的一个主要因素,甚至可以造成设备的严重损坏。
锅炉超水压试验和安全阀整定严格按规程进行。
锅炉水压试验、超水压试验和热态安全阀校验工作制定专项安全技术措施,防止升压速度过快或压力、气温失控造成超压超温现象。
4 结论综上所述,CFB锅炉受热面磨损是一个复杂的过程,是众多因素共同作用的结果。
要制定科学合理的防磨方案,才能预防和解决锅炉受热面磨损的难题。
神华准能矸电一期工程建设较为理想,取得了全国同类项目锅炉技术优化最多、安全施工质量较好的业绩,各项技术措施在现场应用后得到了很好的效果。
在全国电力行业CFB机组安全运行及经济技术指标竞赛中,1#机取得第2名、2#机取得第6名的好成绩。
通过对本工程建设中出现的问题进行反思、探讨,为后续工程建设提供了宝贵的经验。
[参考文献][1] 江苏金通灵风机有限公司.离心风机使用说明书[Z].[2] 刘辉.循环流化床锅炉水冷壁防磨探讨.CFB机组技术交流论文集,北京:2011.88内蒙古石油化工 2012年第23期 。