CFB锅炉旋风分离器的磨损分析及解决措施
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。
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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
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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锅炉高温分离器耐磨砖墙存在问题及改进措施
大型ＣＦＢ锅炉高温分离器耐磨砖墙存在问题及改进措施代泽华１） 龚莲辉１） 龚兴利１） 营利萍２） 辛胜伟３）１）四川白马循环流化床示范电站有限责任公司 四川内江６４１００５２）无锡市宜刚耐火材料有限公司 江苏宜兴２１００００３）神华集团循环流化床技术研发中心 陕西西安７１００６５摘 要：针对白马公司３００ＭＷ高温绝热式分离器长时间运行后出现膨胀缝和耐火砖缝间隙增大，高温烟气、物料进入墙体内，造成墙体耐磨砖大面积脱落，导致分离器壳体超温、壳体发红等问题，提出了改进措施。
先在外筒壁上焊接耐热锚固件，再在保温层铺设２５０ｍｍ厚的轻质保温可塑料，工作层铺设１５０ｍｍ厚的ＳｉＣ耐磨可塑料；优化施工，在分离器直段与顶部、入口烟道等区域接口处设计膨胀缝，严格按烘炉升温曲线进行烘炉。
经改进后的高温绝热式分离器使用５年，再无壳体发红现象，改进效果明显。
关键词：高温绝热式分离器；耐磨砖；耐磨可塑料；膨胀缝；Ｙ型抓钉；靶区中图分类号：ＴＫ１７ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００１－１９３５（２０２１）０３－０２３５－０５ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１－１９３５．２０２１．０３．０１３ 循环流化床（ＣＦＢ）锅炉旋风分离器是锅炉的关键部件，主要作用是将大量高温固体物料从气流中分离出来，送回炉膛，以维持炉膛内的快速流化状态，保证燃料和脱硫剂多次循环燃烧反应，达到理想的燃烧效率和脱硫效果［１－３］。
因此，循环流化床锅炉旋风分离器的性能优劣及运行的稳定性，将直接影响整个锅炉的效率及运行寿命。
在ＣＦＢ锅炉的燃烧工况下，固体颗粒对受热面的磨损，一直是制约ＣＦＢ锅炉经济运行和发展的关键问题。
ＣＦＢ锅炉内部存在不同速度、不同角度、不同浓度的高温物料，它们以各种形式作用于内衬，加之腐蚀性气体和其他介质的存在，形成了复杂的磨损过程［４－５］。
随着循环流化床锅炉大型化的发展，对旋风分离器内部耐磨结构有更高的要求，它不但要能处理大容量的烟气，还要在高温、高速磨损等恶劣环境中可靠、稳定运行［６－７］。
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
循环流化床锅炉常见故障及预防措施
循环流化床锅炉常见故障及预防措施姓名：XXX部门：XXX日期：XXX循环流化床锅炉常见故障及预防措施循环流化床(CFB)锅炉是近几十年来发展起来的新型环保节能锅炉，是一种高效低污染清洁的燃烧技术，其以煤种适应性广、高燃烧效率、可以燃用劣质燃料、锅炉负荷调节性好、灰渣易于综合利用等优点，在世界范围内得到了迅速发展。
随着环保要求日益严格，普遍认为，循环流化床是目前最实用和可行的高效低污染燃煤设备之一。
但随着其被广泛应用，一些国产循环流化床在设计、安装和运行中也逐渐暴露出了某些问题。
如受热面易磨损、锅炉易结焦及物料循环系统不畅是运行中常见的故障。
因此，本文将主要分析循环流化床锅炉常见故障及预防措施，以提高循环流化床锅炉稳定运行水平。
1磨损及其预防措施循环流化床锅炉中高速度、高浓度、高通量的流体或固体颗粒以一定的速度和角度对锅炉受热面和耐火材料的表面进行冲击，会造成锅炉金属部件磨损，加上炉内温度的循环流动，造成对炉内耐火构件的热冲击，而且耐火构件不同热膨胀系数的材料之间也形成机械应力，这些都加剧循环流化床锅炉磨损破坏。
但实践中发现，循环流化床锅炉的磨损是可以避免的。
所以在运行中，可通过以下措施来预防CFB锅炉的磨损：(1)降低风速减小给煤粒度，确保流场的均匀性；同时，在安装过程中要特别注意烟道的平滑组合，避免安装原因造成几何尺寸的突缩或突扩，形成烟气走廊。
(2)定期对CFB锅炉进行检修，发现已磨损的部件和材料应及时更换；在水冷壁、落煤口、过热器等加装防护件。
第 2 页共 9 页(3)在安装时，应确保烟气进出口处、中心筒、导流设备的安装尺寸满足设计要求；在施工中，应严格控制旋风分离器简体组合尺寸和焊接变形；在耐火保温内衬施工之前，要检查简体内壁弧度，对凸凹部分做好记录，在筒体施工时进行调整；对向火面材料的施工，要保证严密度、严整度、垂直度以及内壁弧度和表面质量等，以减少受热面的磨损。
(4)运行期间，应尽量降低循环流化床的流速，以减少水冷壁及各部的磨损。
循环流化床锅炉磨损分析及对策
循环流化床锅炉磨损分析及对策摘要：对于流化床锅炉来说磨损的主要是其受热面，当其不断受到高浓度固体物料的冲刷，就会产生磨损，而对于影响流化床锅炉的受热面的磨损主要受到烟气的速度与其本身的特性影响。
因此对于流化床锅炉来说，其防磨损就显得十分重要。
本文基于此，首先介绍了循环流化床锅炉中比较容易磨损的部件，然后具体分析了流化床锅炉的受热面出现磨损的原因，最后结合以上的分析提出在流化床设计和运行的过程中应该采取怎样的措施来预防磨损，以作参考。
关键词：循环流化床锅炉；磨损；对策循环流化床锅炉是目前国内中小型发电机组采用的一种洁净煤燃烧锅炉，其可以燃烧多种燃料，并且对燃料的适应性也很好，基本能达到燃料99%的燃烧效率。
但是，在循环流化床锅炉的运行中发现很多部件在高温、高固体冲刷的外部环境下，很容易产生磨损，严重时会导致锅炉停炉。
虽然对此相关工作人员也采取了一定的防磨损措施，但是实际的锅炉运行结果表明这一现象依旧十分严重。
因此，结合防磨损机理的相关理论，采取进一步的防磨损措施，对于循环流化床锅炉的推广与发展来说都是十分重要的。
一、流化床锅炉在实际运行中易磨损的部件1、旋风分离器的磨损对于旋风分离器来说，其大部分的组成部件都设有耐火材料，因此，其在金属件的磨损方面并不是很严重。
反而在其入口处因为烟气的高速流动比较容易造成耐火材料的磨损。
一般来说，旋风分离器的筒体与锥体能经受住900度左右的高温，偶尔炉内温度也会达到1100度，这时过度的热冲击就可能会导致其产生裂纹。
旋风分离器布置在炉膛出口，是循环流化床关键部件之一，其主要作用是将大量高温固体颗粒从炉膛出口的烟气中分离出来送回燃烧室，保证燃料和脱硫剂(石灰石粉)多次循环、反复燃烧和反应，以提高燃烧效率和脱硫效率。
循环流化床锅炉分离器在实际运行中影响分离效率的原因有很多，主要归结如下。
一是分离器切向进口风速的影响。
前面已经讲过为降低床温而使用过大的流化风量造成分离器入口烟速过高。
谈循环流化床锅炉的防磨措施
谈循环流化床锅炉的防磨措施摘要:火力发电厂锅炉因受热面磨损造成的停炉事故约占锅炉总事故率的70%,金属部件的磨损是造成其运行事故的主要原因。
所以要特别重视锅炉受热面的防磨。
下面介绍了循环流化床锅炉金属部件磨损及其产生原因,提出了一些看法和防磨措施。
关键词:循环流化床锅炉金属部件磨损防磨冀中能源股份显德汪矿矸石电厂所用锅炉为江西锅炉厂生产的JG—65/3.82—M和JG—35/3.82—M循环流化床锅炉,为中温中压配套机组。
循环流化床(简称CFB)燃烧技术是一项新兴的燃煤技术。
循环流化床锅炉具有燃烧适应性广,燃烧效率高,氮氧化物排放低,负荷调节比大和负荷调节快等突出优点。
在CFB的运行中,含有燃料、燃料灰的固体床料在炉膛→旋风分离器→回料阀→炉膛这一封闭循环回路里处于不停的高温循环流动中,并在炉内850℃～950℃进行高效率燃烧反应。
除床料在这一回路作外循环流动外,床料在重力作用下在炉内不断的进行循环流动。
因此,在循环回路的相应部位必然产生磨损。
磨损不仅影响锅炉的安全运行,还限制了这类锅炉一些优点的发挥。
磨损给锅炉造成直接危害是使承受内压的受热面金属管子壁厚减薄直至爆管停炉。
磨损使锅炉运行维护费用增大,机组利用率低,给企业造成巨大的损失。
磨损是煤或灰粒以某一角度(0～90℃)撞击受热面管子表面,引起冲蚀磨损,造成管子表面金属流失。
冲蚀磨损主要是冲击与切削的作用,而切削是最主要的因素。
固体粒子作为微小的切削工具在相对较软的金属表面上滑动切削出槽沟的痕迹。
磨损是非常复杂的失效过程,它不仅受力原因的影响,同时还与材料、环境、介质等多种因素密切相关。
CFB受热面管子磨损是受煤粒子与灰粒子浓度、粒子特性、流体几何形状影响的。
在固体粒子浓度较高区域,磨损主要取决于固体粒子及烟气流与受热面的相对运动。
磨损与烟气流速密切相关,固体粒子的速度和密度是影响磨损的主要因素。
因此严重磨损区域通常发生在流速突变区域。
CFB的受热磨损主要发生在燃烧室的下部,炉膛的上部出口周围及布置在燃烧室中屏式受热面的下部。
CFB锅炉旋风分离器耐磨损处理
CFB锅炉旋风分离器耐磨损处理两台燃用福建无烟煤的DG35/3.82－17型CFB锅炉累计运行达2586lh和2560lh，先后更换三次旋风分离器中心筒和出口转向室，并对筒体耐磨可塑料进行两次修补，费时费力又耗财，影响正常生产。
锅炉额定蒸发量35t／h，过热蒸汽出口压力3.82MPa，过热蒸汽出口温度450℃，锅炉设计热效率82.74％，燃料颗粒度≤8mm，分离器入口中心标高 24782.5mm。
结合CFB锅炉的燃烧机理，根据磨损情况分析认为，分离器的磨损是受到含尘烟气的高速撞击和冲刷而造成的，是一种冲蚀磨损。
主要是在设计时，低估了分离器恶劣的工作环境，没有充分考虑中心筒和出口转向室的磨损问题（其内壁没有衬任何耐磨材料），使高速的含尘烟气直接冲刷、撞击金属元件而造成严重磨损。
在充分调研的基础上，借鉴其他锅炉的成功经验，采用龟甲网+纯刚玉耐磨耐火可塑料对分离器进行技术改造：①打掉分离器人口处、筒体内壁敷设的耐磨可塑料表面层，露出销钉，在销钉上焊接规格为 20mm x 2mm的龟甲网，再敷设一层厚度为25mm的纯刚玉耐磨耐火可塑料；②对中心筒和出口转向室磨穿部位进行修补，然后在其内壁焊接龟甲网，再敷设23mm厚的纯刚玉耐磨耐火可塑料（中心筒和转向室金属部分仅起支架作用）；③对分离器出口连接烟道也采用龟甲网十纯刚玉耐磨耐火可塑料处理。
经上述处理，并累计运行5048h、4826h后对分离器进行检查，除分离器人口、迎流面和中心筒法兰处及中部有数处面积为10-30mm2左右的可塑料表面涂层脱落外，绝大部分耐磨耐火可塑料表面仍光滑如初，没有明显的磨损痕迹。
这表明，虽然烟气速度有所增大，但由于分离效率的提高，使飞灰浓度和颗粒度均大幅度降低，并且纯刚玉耐磨耐火可塑料的耐磨性能远远好于12CrlMoV钢和310S耐磨耐热不锈钢。
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。
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。
旋风分离器故障汇总
J阀（旋风分离器）故障（此故障主要出现在国产化的CFB锅炉）。
J阀（旋风分离器）故障主要现象J阀入口静压波动大导致J阀回料不连续，床压、床温出现大幅度的波动，严重时破坏外循环，使尾部受热面积灰严重，造成尾部烟道再燃烧，损坏空预器。
J阀（旋风分离器）故障主要原因1)旋风分离器回料不正常。
旋风分离器因灰位较高而影响了分离器的分离效果，从而使一定量未分离灰进入烟道造成空预器积灰严重，引起J阀入口静压波动。
2)过高的循环倍率造成J阀循环灰量过大，超出J阀流通能力。
3)燃烧工况的突然改变破坏了J阀的循环。
4)流化风配比不恰当，J阀回料未完全流化。
J阀（旋风分离器）故障采取措施1)发现回料不正常时，及时对旋风分离器的风量进行调整，必要时降低锅炉负荷；尾部烟道积灰严重时，加强对其吹灰（注意控制炉膛负压），必要时采用从事故放灰口放灰。
2)适当降低冷渣器用风，适当提高二次风量的比例，降低燃烧风量，保证炉内的燃料和床料在炉内有足够的停留时间，即增加内循环的时间和数量，降低旋风分离器的物料比例。
3)在燃烧工况突然改变导致循环被破坏时，应及时调整锅炉运行参数建立新的平衡。
4)加强对J阀风量配比的经验总结，寻找J阀各部分最优化参数,选择合适流化风量和松动风，建议在风量调定且回料正常时，不宜对该风量做随意变更。
料层差压不能控制的过于低。
当料层过于薄时，一次风量也比较大的时候，一次风所形成的向上托力大大的大于了料层的重力（也就是对一次风的阻力），那么炉内物料将被气流带走，形成了气力输送，就象仓泵输灰一样，那么此时锅炉运行是非常危险的，大量的一次风都从炉膛内吹走了（料层对一次风阻力大大的减小了）。
返料风所需的一次风大量减少，炉膛上部灰浓度大量增加，分离器收集的返料灰增加，返料器所返的灰增加、返料风却减小，将直接引起返料器堵灰，停止返料并有可能返料器内部结焦。
煤粒加入炉膛后，由于一次风气力输送作用被吹到炉膛出口，由旋风分离器收集而进入返料器中，进行燃烧，引起返料器内部高温结焦。
高温旋风分离器中心筒运行中产生的问题与解决方法
高温旋风分离器中心筒运行中产生的问题与解决方法山东省阳光工程设计院马会芹司丽丽250013摘要：针对循环流化床锅炉高温旋风分离器中心筒在使用中出现的各种问题，分析了产生问题的原因，并提出了解决方法。
关键词：旋风分离器中心筒分离效率磨损变形1中心筒简介旋风分离器是循环流化床锅炉的核心部件之一，而中心筒是安装在旋风分离器上的组成部件，即排气管。
它不仅排出分离后的烟气，更与分离器的外筒体形成环形通道，进入分离器的烟气绕着中心筒旋转，在离心力和重力和作用下，大部分灰粒被分离出来，含有细灰的烟气向上折转成为旋流，由中心筒排出进入尾部烟道。
目前中心筒有两种制作工艺：一种是用耐热不锈钢板卷制而成，一种是采用铬镍合金铸造而成的铸件中心筒。
2中心筒运行中产生的问题两种制作工艺制造的中心筒都能基本达到使用要求。
但在实际运行中，用耐热不锈钢板卷制的中心筒容易发生变形，影响烟气流旋转速度和分布，导致分离效率下降，循环倍率降低，锅炉烟气飞灰中的含碳量升高，锅炉不完全燃烧损失增大，锅炉效率降低，使电厂经济性下降。
烟气中的固体颗粒增加还会使过热器和烟道受热面磨损加剧，影响锅炉的安全运行。
铸造的中心筒则由于材质或制造工艺水平低，使铸造的中心筒在运行中出现裂纹、烧损、炭化现象，同样会影响锅炉的安全经济运行。
各锅炉厂的中心筒均不同程度的存在类似问题。
济南锅炉厂2000年生产的75t/h循环流化床锅炉，分离器采用高温旋风分离器。
用不锈钢板卷制的中心筒，在运行中中心筒出现上、下口及筒体变形严重，连接板断裂，十字撑开焊脱落，经过校正中心和重新固定方重新投入使用，坚持运行了8年。
铸造的中心筒问题更为严重，运行几个月就发生变形、炭化烧损现象，严重的甚至整个中心筒烧毁损坏了大半，烧毁的碳化物残片堵塞返料器，迫使锅炉停炉；而变形的中心筒影响烟气流通，分离效率下降，过热器严重磨损直至爆管被迫停炉。
中心筒插入分离器的深度对旋风分离器的分离效率起着决定性的作用。
循环流化床旋风分离器防磨措施
循环流化床旋风分离器是一种常用于固体颗粒分离的设备，但由于颗粒的高速旋转和碰撞，容易导致设备磨损。
为了防止磨损，可以采取以下措施：
1. 选择耐磨材料：选择耐磨性能好的材料作为旋风分离器的内部衬板和叶片材料，例如高铬合金钢、陶瓷等。
2. 衬板保护：在旋风分离器的内部衬板上安装耐磨保护层，如橡胶衬板、陶瓷涂层等，以增加其耐磨性能。
3. 减少颗粒速度：通过调节气体流速和分离器的结构参数，减少颗粒的速度，降低颗粒对设备的冲击力，从而减少磨损。
4. 增加分离效率：提高旋风分离器的分离效率，减少颗粒在设备内的停留时间，降低颗粒对设备的磨损。
5. 定期维护：定期对旋风分离器进行检查和维护，及时清理堵塞的颗粒，修复磨损的部件，保持设备的正常运行状态。
6. 控制颗粒粒径：通过控制颗粒的粒径分布，减少大颗粒对设备的冲击力，降低磨损。
7. 加装过滤器：在旋风分离器的出口处加装过滤器，可以进一步过滤颗粒，减少颗粒对设备的磨损。
总之，通过选择合适的材料、加装保护层、调节流速和结构参数、定期维护等措施，可以有效地防止循环流化床旋风分离器的磨损。
循环流化床锅炉旋风分离器磨损问题
循环流化床锅炉旋风分离器磨损问题摘要本文介绍了循环流化床锅炉旋风分离器的结构特征和作用，通过对旋风分离器磨损问题的分析和研究，找出了磨损的原因和影响磨损严重程度的主要因素。
同时针对以上问题采取了改变原旋风分离器材质、改变旋风分离器的几何尺寸改变旋风分离器的烟气动力场、改变旋风分离器工作环境等措施，达到减少旋风分离器的磨损，延长旋风分离器的使用时间，特别是筒芯的使用时间可以延长了3倍以上，降低了锅炉的故障率，减少了锅炉的检修费用，提高了锅炉运行的经济性。
关键词旋风分离器；磨损原因；解决方法1 概述循环流化床锅炉以其适应燃烧煤种广，特别是能够燃烧低热值的褐煤，近二十多年在我国迅速发展起来，成为小型热电厂和供暖锅炉的首选炉型。
我公司从1992年～2002年先后建设了五台75吨/小时的循环流化床锅炉，在长期的生产运行过程中，我们发现旋风分离器磨损问题非常严重，通过我们的研究和分析，找到了一些解决方法，达到减少旋风分离器的磨损，延长旋风分离器的使用时间，特别是筒芯的使用时间可以延长了3倍以上，降低了锅炉的故障率，减少了锅炉的检修费用，提高了锅炉运行的经济性。
2 旋风分离器的结构特征和作用旋风分离器的结构主要是由外筒和筒芯组成的，挟带煤粉的烟气沿外筒内侧切向进入，在外筒和筒芯之间旋转，靠贯性作用，较大的煤粉颗粒撞向外筒，并沿筒壁下降，返回到炉膛继续燃烧，较小的粉尘随烟气经筒芯进入尾部烟道。
旋风分离器的作用就是风粉分离，这是循环流化床锅炉区别其他炉型的基本特征，有了旋风分离器使飞出炉膛的较大煤粒再返回炉膛，继续燃烧，与沸腾炉相比提高了锅炉的效率，与煤粉锅炉相比节约了碎煤机电耗，因此，循环流化床锅炉近年来得到了迅速发展。
3 旋风分离器存在的问题原设计的旋风分离器外筒和筒芯的材质是普通碳钢，在外筒内侧挂碳化硅砖，在运行的过程中由于温度的变化和磨损因素的影响，经常会发生碳化硅砖脱落的现象，碳化硅砖脱落后，外筒壁磨损非常快，3个月左右的时间就会把外筒壁磨漏，造成被迫停炉事故；筒芯的磨损相对于外筒小一些，一个新的筒芯，壁厚10mm，连续运行时间在一年左右，再坚持运行就要影响到锅炉的效率和出力，因此，循环流化床锅炉旋风分离器防磨问题是必须要认真对待和解决的。
CFB锅炉的磨损形式机理及防护措施初探
CFB锅炉的磨损形式机理及防护措施初探[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，负荷调剂范畴大，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，然而CFB锅炉的磨损问题比较突出，严峻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觉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，期望大伙儿共同来研究探讨CFB锅炉的磨损问题。
二、GFB锅炉磨损概况CFB锅炉的磨损要紧发生在：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要紧是：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峻，且较难处理。
假如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，时刻长了，管壁会逐步减薄而泄漏。
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，会发觉盖板与水冷壁上部焊接缝被磨开，并逐步下磨，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，看来加盖板的方法成效是有限的，需要定期爱护和修补。
方法二，目前新型的CFB锅炉（如济锅75t/h炉466型），采纳了将膜式壁折弯，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：如此物料流沿壁面平直下滑，排除了局部涡流区，使磨损量大大减轻，甚至差不多看不出磨损。
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，不能显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，以增强耐磨成效。
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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文章编号:100428774(2003)05250204CFB锅炉旋风分离器的磨损分析及解决措施收稿日期:2003203203吴剑恒(福建省石狮热电有限责任公司福建石狮362700) Analysis and Countermeasure on T ear2and Wear of CFB Boiler Cyclone SeperatorWU Jian2hen摘 要:文章介绍石狮热电有限责任公司两台D G35/3.82-17型CFB锅炉存在的旋风分离器磨损情况,对其原因进行了分析,并采取各种解决措施以及所产生的效果。
关键词:CFB锅炉;旋风分离器;磨损;解决措施中图分类号:T K22916+6 文献标识码:B1 前言两台燃用福建无烟煤的D G35/3.82-17型CFB锅炉于1998年12月30日移交生产试运行。
1#、2#炉累计运行达25861h和25601h,先后三次更换旋风分离器中心筒和出口转向室,并对筒体耐磨可塑料进行过两次修补,费时费力又耗财,给正常的生产经营带来较大的影响。
本文对这两台CFB锅炉旋风分离器(含筒体、中心筒、出口转向室)的磨损进行了原因分析,并介绍采取的各种解决措施以及所产生的效果。
2 锅炉技术规范锅炉额定蒸发量: 35t/h过热蒸汽出口压力: 3.82MPa过热蒸汽出口温度:450℃锅炉设计热效率:82.74%燃料颗粒度:≤8mm分离器入口中心标高:24782.5mm3 磨损情况及原因分析3.1 旋风分离器简介该炉采用中温分离技术,两个旋风分离器左右对称布置在水平烟道出口。
分离器采用下出灰、上排气方式,分离后的烟气通过布置在分离器上部的连接烟道引出,进入省煤器上部烟道。
分离器与回料器之间设有储灰仓,储灰仓的灰通过回料装置送入炉膛循环燃烧。
该分离器直径较小,分离效率较高,可提高锅炉燃烧效率;设计入口烟温为567℃,回料温度远远低于煤的着火温度,不存在分离器内燃烧结焦等问题,利于锅炉安全、连续运行。
分离器入口截面为1950mm×340mm,设计烟速25.0m/s,用12mm厚的12Cr1MoV钢板制成,入口处、四周及顶部焊有60mm长的<6mm销钉(密度174mm×174mm),敷设70mm的耐磨可塑料。
筒体通流部分直径<1620mm。
中心筒直径800mm,长度1887mm,厚度12mm,材质12CrlMoV,额定工况下中心筒内的设计烟速为35.0m/s。
出口转向室用12mm厚的12CrlMoV钢板制成,出口截面为1288mm×898mm,设计出口烟速为1413m/s。
3.2 旋风分离器磨损情况1999年9月,发现1#炉(累计运行5538h)分离器漏灰,停炉检查发现左侧中心筒法兰处被磨穿一个长152mm、宽12mm的口子,右侧中心筒相同部位有一个长93mm、宽8mm的口子;左、右侧转向室法兰处则分别磨有128mm×9mm、86mm×7mm的口子;其他部位也有磨损痕迹。
检修时,在磨穿部位外部加焊10mm厚的钢板。
2000年2月春节检修时,两台炉(分别累计运行8233h 、8119h )的中心筒和转向室磨损严重,其中1#炉左侧中心筒法兰处被磨穿一个长862mm 、宽42mm 的口子,中部被磨穿三个分别为372mm ×24mm 、165mm ×13mm 、146mm ×11mm 的口子(如图1);右侧中心筒相同部位则分别有356mm ×22mm 和170mm ×12mm 、126mm ×9mm 的口子;中心筒还有许多深3～6mm 的冲蚀点,局部冲蚀点已经连接成片。
1#炉左、右侧转向室法兰处分别被磨穿一个736mm ×41mm 、650mm ×27mm 的口子。
分离器入口处、迎流面等局部磨损严重,可塑料表层部分脱落。
2#炉磨损情况类似。
因此只能更换全部中心筒和转向室,并对可塑料脱落部分进行修补。
图1 中心筒磨损情况从中心筒和转向室的磨损情况可以清楚地看出,被磨损部位都是由内侧往外壁磨的,同时烟气流冲蚀轨迹清晰可见(如图2)。
图2 中心筒冲蚀情况3.3 原因分析结合CFB 锅炉的燃烧机理,根据磨损情况可以判断,分离器的磨损是受到含尘烟气的高速撞击和冲刷而造成的,即是一种冲蚀磨损。
对于CFB 锅炉而言,冲蚀磨损的影响因素主要有粒子速度、粒子浓度、粒子颗粒度、环境温度、材料性能及冲蚀时间等。
根据有关试验得出经验公式:ε∝v 3d 2p/2g ,即:磨损率ε与粒子浓度p 成正比关系,与粒子颗粒度d 成二次方关系,与粒子速度v 成三次方关系。
由于影响分离器磨损的因素较多,其中部分因素是实际运行中产生的,简要分析如下:3.3.1 燃料特性入炉煤细粉所占比例过大,小于1mm 的颗粒重量百分比达到47.44%(如表1),远远高于设计值(30%),并且无烟煤煤质脆、强度低,煤粒在挥发分析出阶段破碎和燃烧过程磨损、挤压产生大量细粉,提高了分离器入口的飞灰浓度,增大磨损速度。
表1 实际燃用煤种筛分特性粒径范围(mm )所占百分率(%)从小到大累计百分率(%)>810.82100.008～322.0589.183～119.6967.131～0.69.4347.440.6～0.2813.3638.01<0.2824.6524.653.3.2 回料装置料位理论上讲,当调整好回料装置的回料风、松动风并建立正常的灰循环后,循环灰量应随锅炉负荷的变化具有自平衡特性。
但实际运行中,由于燃用煤种灰分含量高(如表2),分离器收集的灰量无法全部返回炉膛再燃烧(否则床温无法维持或过热蒸汽超温),就会出现积灰现象;同时,缺乏有效的料位监测仪器,不能确切掌握灰位而进行排灰,多余的灰就在分离器下部聚积,达到一定高度后,就直接从中心筒排到尾部烟道,造成中心筒和转向室的严重磨损(每次停炉检查,灰位达到分离器锥体人孔门处)。
表2 实际燃用煤种特性项目单位无烟煤备注低位发热量MJ/kg 20.72外在水分%8.00收到基挥发分% 3.58收到基灰分%26.91收基基固定碳%61.51本表数据为2001年8月～2002年4月进厂原煤日加权平均值3.3.3 分离效率理论上讲,小直径旋风分离器对100μm 左右的粒子应有非常高的分离效率。
但从表3可以看出,电除尘灰中d >98μm 的粒子所占比例达到87199%;从表4可以看出,回料灰中d <125μm 的粒子所占比例仅为24.02%。
分离器对98μm <d ≤121μm 的粒子分离效率较低,不仅造成飞灰可燃物含量偏高,降低了锅炉运行效率,而且提高了分离器后的飞灰浓度,加剧中心筒和转向室的磨损。
表3 电除尘飞灰筛分特性粒径范围(mm )所占百分率(%)从小到大累计百分率(%)>0.12128.62100.000.121～0.09859.3771.380.098～0.0538.3612.01<0.0533.653.65表4 回料灰筛分特性粒径范围(mm )所占百分率(%)从小到大累计百分率(%)>0.600.60100.000.60～0.2833.2199.400.28～0.12542.1766.19<0.12524.0224.023.3.4 负荷波动我厂以供热为主、热电联产,热负荷波动大,锅炉负荷频繁变化。
低负荷(Q <25t/h )运行时,床温较低,分离下来的灰无法全部返回炉膛,最终经中心筒排出;超负荷(Q >40t/h )运行时,风量增加到50000m 3/h 以上(一、二次风之和),运行烟速比设计值提高28%以上,这些均加剧中心筒和转向室的磨损。
3.3.5 设计原因锅炉厂在设计时,低估了分离器恶劣的工作环境,没有充分考虑中心筒和出口转向室的磨损问题(其内壁没有衬任何耐磨材料),使高速的含尘烟气直接冲刷、撞击金属元件从而造成严重磨损。
4 解决措施及其效果4.1 采用耐磨耐热不锈钢2000年11月,新换的12Cr1MoV 钢板(δ=12mm )制成的中心筒和出口转向室运行仅9个月(分别累计运行6310h 、6231h ),又发现漏灰,停炉检查发现中心筒和出口转向室局部已被磨穿,部位和磨损情况与2000年2月所发生的基本一致(如图3)。
图3 转向室磨损情况为此,公司耗资十几万元,采用12mm 厚的310S (0Cr25Ni20Si2)耐磨耐热不锈钢替代12Cr1MoV ,更换了中心筒和出口转向室。
4.2 龟甲网+耐磨耐火可塑料20001年11月,310S 不锈钢制成的中心筒和转向室分别累计运行6270h 、6425h ,又被磨穿,磨损情况与2000年2月发生的相似。
公司技术管理人员在充分调研的基础上,借鉴其他锅炉的成功经验,采用“龟甲网+纯刚玉耐磨耐火可塑料”对分离器进行技术改造:(1)打掉分离器入口处、筒体内壁敷设的耐磨可塑料表面层,露出销钉,在销钉上焊接规格为20×2的龟甲网,再敷设一层厚度为25mm 的纯刚玉耐磨耐火可塑料;(2)对中心筒和出口转向室磨穿部位进行修补,然后在其内壁焊接龟甲网,再敷设23mm 厚的纯刚玉耐磨耐火可塑料(中心筒和转向室金属部分仅起支架作用);(3)为减小烟速增大对分离器出口连接烟道造成的磨损,对其也采用“龟甲网+纯刚玉耐磨耐火可塑料”处理。
4.3 影响及效果4.3.1 烟气速度由于浇注一层耐磨耐火可塑料,使分离器进口截面缩小为1920mm ×310mm ,额定工况下进口烟速增至27.8m/s ,增加了11.1%;中心筒内径减为<730mm ,通流面积减小11.50%,烟速增加到3916m/s ,增加13.0%;转向室出口截面缩为1242mm ×852mm ,出口烟速增加到15.6m/s ,增加9.3%。
4.3.2 烟气阻力由于分离器通流面积减少,提高了分离器进、出口烟气速度,增大了分离器本体的阻力。
在同等负荷下,引风机的电流也有所增加。
4.3.3 分离效率通过比较表5与表3可知,电除尘飞灰中d >98μm 的粒子含量由改造前的87.99%降低到38150%,降低了49.49个百分点;比较表6与表4可知,回料灰中d <125μm 的粒子含量由24.02%增加到56.11%,增加了32.09个百分点。
这表明,旋风分离器效率有所提高,降低了分离器后的飞灰浓度和颗粒度,从而减小了分离器的磨损率。
表5 电除尘飞灰筛分特性粒径范围(mm)所占百分率(%)从小到大累计百分率(%)>0.12115.81100.00 0.121～0.09822.6984.19 0.098～0.05356.9461.50<0.053 4.56 4.56表6 回料灰筛分特性粒径范围(mm)所占百分率(%)从小到大累计百分率(%)>0.600.15100.000.60～0.287.2699.850.28～0.12536.4892.590.125～0.08831.4356.11<0.08824.6824.684.3.4 磨损情况2002年10月,对分离器(分别累计运行5048h、4826h)进行检查,除分离器入口、迎流面和中心筒法兰处及中部有数处面积为10～30mm2的可塑料表面涂层脱落外,绝大部分耐磨耐火可塑料表面仍光滑如初,没有明显的磨损痕迹。