循环流化床锅炉磨损及防磨方法的探讨

循环流化床锅炉磨损及防磨方法的探讨

发表时间：2014-12-23T10:00:07.387Z 来源：《防护工程》2014年第9期供稿作者：陈公明

[导读] 未燃尽的煤粒子通过多次循环既可增加其炉内停留时间又可多次参与床层中剧烈的质量和热量交换，十分有利于其燃尽。

陈公明

江苏徐矿综合利用发电有限公司江苏省徐州市 221137

[摘要]循环流化床锅炉在使用过程中容易发生磨损，而磨损则在一定程度上直接影响着循环流化床锅炉的长期正常使用，也会给电厂的经济效益与安全生产带来较大的影响。本文对循环流化床锅炉特点与磨损部位进行了探讨，并提出了应对防磨的策略。

[关键词]循环流化床锅炉；磨损部位；防磨方法

循环流化床锅炉在实际使用过程中容易出现磨损问题，给电厂带来较大的影响。为此，认真分析循环流化床锅炉磨损产生的部位，并提出应对策略，从而促进锅炉长周期稳定运行，大幅度提升供热可靠性具有极其重要的意义。

1 循环流化床锅炉的特点及磨损重点部位

高温床料及返料的稳定循环，为入炉燃料的预热、着火创造了十分有利的条件。未燃尽的煤粒子通过多次循环既可增加其炉内停留时间又可多次参与床层中剧烈的质量和热量交换，十分有利于其燃尽。从国内循环流化床锅炉用户的运行情况来看，流化床锅炉可在 30%-

-110%负荷范围内运行，汽温、汽压均能保持在正常范围。可通过炉内喷钙等方式实现在简易脱硫，其灰渣含碳量低，灰渣活性好，易于实现综合利用。但是也存在着一些缺点，如受热面磨损严重，高温分离器外护板超温，锅炉浇注料脱落、大风室积渣、锅炉正压给煤机窜粉、锅炉排烟温度低等。

循环流化床锅炉磨损的重点部位主要有：循环流化床锅炉运行中受热面主要磨损部位为水冷壁的卫燃带处、锅炉烟道出口处及容易产生涡流的让管处、锅炉水冷壁四角处，还有过热器和省煤器管排的迎风面、穿墙管及弯头处。

2 防磨应对策略

2.1 在设计阶段应该做好提前预控

（1）锅炉水冷壁防磨设计。密相过渡区会产生一定速度的“面壁流”的物料颗粒，受风速很高的一次风的卷带，在靠近水冷壁处强烈的冲刷水冷壁（下图为硫化工况），因此所有容易产生涡流的让管口应设计在燃烧室浇注料层，例如落煤口、返料口、看火口及二次风口等，燃烧室浇注料层上部至锅炉出口的水冷壁不设计任何容易产生涡流的让管口。锅炉出口处水冷壁管应设计用浇注料包裹，解决因局部涡流冲刷水冷壁而造成的漏泄事故。增加卫燃带的高度可以减轻此处管壁的防磨。这是因为高度增加后，在耐火材料凸台附近沿壁面向下流动的固体物料在流量上有所减小，同时其中的大颗粒也比较少，因而管壁磨损也会轻一些。

硫化工况示意图

（2）过热器和省煤器防磨设计。过热器和省煤器的磨损主要是烟气中的灰颗粒对其冲刷导致，设计锅炉时尽量提高分离器的分离效率，降低分离器后烟气中灰颗粒含量，减轻过热器管排和省煤器管排的磨损。在过热器管排和省煤器管排制作完成后，先将的迎风面、穿墙管及弯头处做防磨喷涂，再用防磨护瓦包裹，提高过热器管排和省煤器管排的耐磨度。

（3）放渣管及风帽防磨设计。落煤口正对着放渣管，在运行放料时进入炉膛的燃煤会有部分大颗粒的直接被放出，造成锅炉的不完全燃烧热损失和放料管内结焦。放渣管设计在锅炉后墙边上或者锅炉两侧边上，大颗粒燃煤进入炉膛后就会与热料充分混合，预热、燃烧、破碎，经一次风扰动就不会被直接排除，既降低了锅炉的不完全燃烧热损失，又不会使放料管内结焦和磨损。

2.2采用喷涂方式进行防磨

表面喷涂是一项有效的局部水冷壁防磨措施。涂层的硬度比母材的硬度大，而且涂层在高温下生成致密、坚硬而且化学稳定性较好的氧化层。喷涂可以提高水冷壁重点磨损区域的耐磨性，延长锅炉连续运行时间；采用 LG88 电弧喷涂材料对金属受热面喷涂 0.6-1mm涂层，能有效增加受热面的耐磨强度和使用时间。喷涂前应经喷砂除锈合格，喷砂是涂层结合的必要条件，处理不当直接影响涂层质量，喷砂与喷涂两道工序易交替进行，通常喷砂达5~6m2后，再进行喷涂，以使二者之间的停留时间不能过长，磨损的严重的部位，涂层厚度应保证不低于 1mm，涂层表面应光滑、无凸起、起眸、开裂和脱落等现象，全部喷涂完成以后一次进行封孔，停留 24 小时后方可投入运行。以满洲里热电厂电喷涂 12MWCFB机组为例，需处理的面积为 30m2，一次喷涂费用约为 8 万元/ 台，喷涂前水冷壁泄漏周期为 3 个月，喷涂后，运行一个采暖期测厚，内弯处涂层略有减薄，水冷壁未发生泄漏。

2.3控制好入炉煤粒度

入炉煤的颗粒度对循环流化床锅炉的点火启动、运行控制、燃烧效率、风帽及水冷壁等部件的运行均有很大影响。入炉煤的颗粒度过大，会在床体中沉积形成死滞区，破坏正常的流化状态，使炉内温度场不均匀，造成床温过低或过高停炉。流化床的入炉煤粒度一般在0~13mm 范围内，若为了照顾大煤粒沸腾良好而加大风量，煤粒飞逸就会增多，加大锅炉损失。颗粒度增大，则会因照顾大颗粒流化而加大风量，致使小颗粒煤未及时燃烧而飞出炉膛进入旋风部的返料床上二次燃烧，使返料温度过高，造成返料器高温结焦，影响锅炉正常运

行。颗粒浓度较大，颗粒与颗粒间、颗粒与受热面间碰撞、摩擦的机会增多，对受热面的磨损也较严重，随着煤粉粒度和炉内温度的增加，煤粒沉降速度增大，煤粒对水冷壁的撞击力越大，磨损越严重。床料平均直径增加，床料流化所需最小流化风量亦增大，在一定风压下，床料阻力相比较致使流化状态向不良方向移动，而加速了布风板上风帽的磨损，同时飞灰损失随着最小流化风量的增大而增加，水冷受热面的磨损而成倍增加，从而导致锅炉运行周期大大缩短。

2.4 适当调整运行方式

循环流化床锅炉的运行基于流态化的高温物料悬浮燃烧。风量的大小将直接影响到锅炉的安全运行。通常认为，磨损的大小与烟气流速的 3 次方成正比，因此运行中必须合理配风，满足运行的前提下减小送风量，严格控制过量空气系数。循环流化床锅炉水冷壁的磨损是常见的磨损事故，运行中不可避免，严重影响锅炉的运行和供热安全，限制了循环流化床锅炉优点的发挥。总之，为确保循环流化床锅炉长期能够得到稳定的运转，则应该切实采取有效的防磨措施，基于锅炉设计、锅炉运行与管理等多个层面入手实施综合治理。

参考文献

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