循环流化床锅炉防磨技术研究与应用

循环流化床锅炉防磨技术研究与应用

1概述

某煤电 < 集团〕有限责任公司矸石热电厂为节能、环保和综合利用型热电联产企业，设计规模为3炉2机,3台75t/h循环流化床锅炉.配2台12MW抽汽凝汽式汽轮机组•一期工程2炉2机已于2000年10月建成并投入运行，其中2台锅炉为国内某锅炉厂设计制造地 75t/h次高压、中温循环流化床锅炉 <型号规格为：XX-75/5.29-M1 ;额定蒸发量为75t/h;额定压力为5.29MP a;额定温度为

450C）•在锅炉机组地前期运行、检修和检查维护中发现： 2 台循环流化床锅炉及其系统设备由于燃料流速高以及运行工况、特性等对水冷壁、蒸发管、高低温过热器、炉墙内村、布风装置、旋风分离器和空气预热器等受热面地冲刷和磨损非常严重.多次出现炉墙内磨损脱落、锅炉对流受热面因磨损而爆管、旋风分离器两侧灰位不平衡、回送装置回灰不畅等问题，多次造成锅炉被迫紧急停炉抢修，严重影响了锅炉地安全、稳定运行•为此,针对受热面等磨损严重问题进行了不断地尝试、研究和分析、对易受磨损地系统设备或部位采取了一系列地防磨措施和技术改造？#6531（。

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行小时数均大于6500h各项经济技术指标基本达到了设计要求.

2锅炉磨损机理地研究与分析

XX-75 /5.29-M1型锅炉为CFB 75t/h循环流化床锅炉，其受热面按布置方式分为蒸发受热面、半辐射受热面和对流受热面等，受热面存在地主要问题是磨损，而磨损主要与运行参数、固体物料地浓度和速度、烟气中地含灰量、灰颗粒度、温度、颗粒地特性和流道几何形状及与受热面地碰撞角度等密切相关，影响受热面磨损地因素较多.

2.1炉内物料总体循环形式造成地磨损

循环流化床锅炉受热面地磨损与流经其表面地固体物料运动形式和速度密切相关，炉内物料总体循环形式由锅炉系统地几何形状和各种流动决定.流动因素包括布风送入地一次风、炉膛中部送入地二次风和三次风、燃料给入时地播煤风以及循环物料流化地返料风等等.

2. 2运行参数调整不当造成地磨损

循环流化床磨损程度与烟气速度成 nvn>3）次方关系，冲蚀磨损之所以产生，就是由于灰？#6531（。哂卸埽帕6 苡肫渌俣鹊钠椒匠烧龋缢僭礁

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2. 3锅炉燃料特性对磨损地影响

矸石热电厂地燃料煤种为矿区地原煤、洗煤厂地洗混煤和煤矸石按一定地比例进行混合地混合燃料，其灰含量和浓度较高，达38.5%，固体出渣量也较大，属于中等磨损燃料，对循环流化床锅炉受热面地磨损程度也相对增加. 2.4锅炉床料特性对磨损地影响

循环流化床受热面地磨损程度与床料地直径大小有关，床料颗粒直径很小时，受热面所受地冲蚀磨损程度很小；随着床料直径地增大，磨损量随之增加；颗粒形状对磨损地影响是带有棱角地颗粒比近似球形地颗粒更具磨蚀性.同时，床料硬度对磨损也有严重地影响，当颗粒硬度比被磨材料地硬度低时，磨损率较低；当颗粒硬度接近或高于被磨材料地硬度时，磨损率就迅速增加.

3锅炉防磨损措施地实施和技术改造

3.1锅炉受热面防磨处理与技术改造

2台75t/h循环流化床锅炉自投产以来，蒸发管壁厚由原来地3mm减少到2. 7mm 左右＜局部弯头处厚度不足1mm),过热器管壁厚由原来地3.5mm减少到3.2mm左右•为此，对蒸发管全部管束、高低温过热器、高温省煤器地迎风面和对流受热面管束所有弯头地背风面、以及与前后水冷壁交叉处地直管段部位都加装U型防磨管罩，所有管束弯头内外两侧对半包裹焊接，形成保护套?#65308。际醺脑旌螅粤魇苋让婀苁哪二鸪潭群透呶卵趸次捶(11)置飨员浠〉昧私虾玫男q ?

3 ． 2 炉墙内衬防磨处理与技术改造循环流化床锅炉在密相区原

装设地是氮化硅异形砖 ,运行 1 年来暴露地主要问题是：密相区域内衬多次发生大面积拱起和掉砖,尤其落煤管附近脱落频繁 ,而悬浮段高铝砖表面冲刷磨损也较严重 ,致使脱落地异形砖经常堵塞落渣口和事故放渣口或使得床料不能流化,造成紧急停炉抢修. 分析认为 ,一是在过渡区域内由于沿壁面下流地固体物料与向上运动地固体物料运动方向相反 ,在局部产生涡流造成磨损；二是沿炉膛壁面下流地固体物料在交界区域产生流动方向地改变,对炉衬产生冲刷

磨损；三是在密相区地氮化硅异形砖采用砖边相互压接地整体结构 , 且砖缝未做密封处理 ,仅靠单个螺丝固定在膜式水冷壁上 ,此区域温度高、运行环境恶劣 ,高温灰份容易进入砖后 ,一旦螺丝被高温氧化和碳化而脱离 ,只要有其中三块砖掉下 ,就会引起相邻地砖大面积拱起、脱落 .针对上述情况 ,在落煤管、二次风入口、锅炉墙角及入孔门等复杂区域 ,不再使用砖结构 ,改用耐高温 .耐磨损地铬钢玉可塑浇注料或亚白刚玉浇注料材料 ,利用不锈钢龟甲网或抓钉综合浇注捣打施工；在燃烧室密相区域和悬浮段改用双孔磷酸盐刚玉砖,并利用硅酸铝棉板、

高温胶泥、亚白刚玉浇注料及耐热不锈钢螺栓、抓钉等综合防磨处理.双孔磷酸盐刚玉砖采用双只耐热不锈钢螺丝固定在膜式水冷壁上, 砖边不再采用相互压接方式 ,砖与砖之间互为独立 ,且砖缝用高温胶泥进行密封处理以防止螺丝高温氧化和碳化, 防磨效果非常理想 .

3．3 炉膛布风板风帽防磨处理与技术改造 2台 75t／h 循环流化床锅炉使用地是柱体风帽 ,自投产运行以来 ,在每运行大约 4 个月地时间内就发现大面积地风帽本体表面磨损、筋板处断裂、顶盖脱落和局部结焦而熔化等 .为此 ,针对风帽地材质和性能进行技术分析和研究 ,对每台炉 242 只风帽进行分期分批更换 ,选用耐高温耐磨损地耐热铸钢材料进行加工制作 ,使用寿命延长到 1 年以上.3．4 旋风分离器防磨处理与技术改造 2台 75t／h 循环流化床锅炉使用地是中温旋风分离器 ,旋风分离器地内衬原设计为异型氮化硅和高铝砖砌筑 ,经过运行 ,暴露地主要问题是：一是经多次启停炉后 ,旋风分离器内壁所敷设地高铝砖表面易产生碎裂而层层起皮脱落 ,或局部整砖脱落；二是旋风分离器顶部出料口钢制内筒及出口水平烟道在运行不到 1 年地时间内 ,就发现磨损严重 ,甚至 8mm 厚地 Q235 －A ．F 钢板被磨薄和磨穿 . 为解决以上问题 ,拆除了旋风分离器内壁原来所敷设地高铝耐火砖 ,在钢制旋风分离器内壁上采用焊接方式敷设 2.5mm 厚度地不锈钢龟甲网＜高出内壁 20mm) ,然后在网上捣打厚度为 5mm 地耐高温耐磨损地铬钢玉可塑浇注料 ,并在其表面涂 1 层耐高温地防磨涂料；旋风分离器地厚度为smm钢制旋风中心筒更换成厚度为 8mm耐高温耐磨损地不锈钢旋风中心筒，增强其机械强度和抗磨性能•自改造以来，未发现旋风分离系统设备异常，其内村磨损