循环流化床锅炉防磨技术探讨

摘 要：本文分析了循环流化床锅炉的运行机理和磨损原因，探讨其防磨技术和减少磨损的具体操作技巧，具有一定参考价值。

关键词：循环流化床锅炉防磨技术

中图分类号：TK229文献标识码： A

前言：

循环流化床锅炉是一种高效的节能设备，近年来，对循环流化床锅炉的研究越来越多。尤其是目前对环境保护的要求比较高，而循环流化床锅炉在燃烧的时候能有效降低对环境的污染，因此循环流化床锅炉就成了目前有效的能量转化设备，但是循环流化床锅炉也存在一定的问题，比如在燃烧的时候，炉膛内部会有大量的高温高浓度的煤粉和炉灰颗粒，而这些颗粒在高温下高速的冲击炉内的部件，磨损的问题就显得尤为突出.

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、循环流化床锅炉主要的磨损部件

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，而在给料和循环物料返料口地方的风帽磨损最严重，造成这部分磨损的主要原因是：在高温下，高浓度的燃料颗粒高速冲击布风装置的表面而造成的较为严重的磨损，由于燃料和灰长时间持续的冲刷，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主要表现在以下三个方面：

1）炉膛下部卫燃带与水冷壁管过渡部分管壁处的磨损。出现这些磨损的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燃料颗粒运动方向相反，在局部产生扰动；另外，流化床炉膛壁表面往下流动的固体颗粒在和燃料相遇的地方会产生流动方向的改变，于是就对水冷壁管的表面形成了不断的冲刷。

2）炉膛四个角落部分的管壁磨损。此种磨损是由于流化床锅炉的炉膛内部角落区域的管壁在高密度向下流动物料的不断冲刷所致。

3）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。产生这种磨损的首要原因是由于不规则管壁对局部固体颗粒的流动会造成较大的扰动，改变了固体颗粒的流动方向。

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。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的部位包括炉膛出口到分离器进口烟道受热面，还有过热器、省煤器及空气预热器等部分。锅炉对流烟道受热面的磨损一般发生在过热器、省煤器和空气预热器进口处，通常由于高速流动的烟气携带的灰和细小颗粒对管排造成的冲刷，同时设计上存在一定的问题，安装上也有一定的误差造成尾部烟道密封不好也是这部分了受热面的磨损严重的主要原因。

三、循环流化床锅炉的防磨措施

在循环流化床锅炉正常运行的过程中，加强锅炉的防磨措施，不仅能提高锅炉的热效率，还能在原有的基础上延长锅炉的使用寿命，在节省成本投入的同时，还保障了锅炉燃烧的经济效益。在其采取的防磨措施中，主要包括以下方面：

1、选择合适的流化床防磨材料

在提高循环流化床锅炉防磨措施的过程中，其基本前提在于选择合适的流化床方面材料，以便从根本上提高循环流化床锅炉的综合性能，在降低锅炉自身成本的同时，还能提高锅炉的使用性能。然而在材料实际选取的过程中，既不能选择过分昂贵的材料，避免锅炉的整体造价过高。在其选择的过程中，一般需要遵循以下原则：

1）低碳钢和合金钢用于氧化性气氛下的传热耐压件和其他结构件；

2）在锅炉材料选择的过程中，应偏重于高度耐高温复合耐火材料的选用。该材料在使用的过程中能够有效的提高锅炉的稳定性，在延长锅炉使用寿命的同时，还能增加锅炉自身的抗磨性。

2、炉膛受热面的防磨

循环流化床锅炉在运行的过程中，其炉膛受热面的磨损程度将直接影响着锅炉的整体热效率。由此就需要相关人员在锅炉的结构设计中，能够采用科学、合理的设计方式，加强炉内受热面的防磨。在其加强的过程中，主要包括以下几个方面：

1）锅炉内部受热面的设计要合理。比如在水冷壁的卫燃带处采用高强度耐磨耐火浇注料，保护卫燃带处水冷壁管；在卫然带上部起点处采用让管结构，可有效的避免此处扰动的产生，解决卫然带交接处的磨损为题。

2）在整个炉膛受热面防磨的措施中，炉膛内的插屏结构处采用捣打耐磨浇注料的设计，可以最大程度的保护该结构处的水冷壁管和水冷屏管，将磨损降到最低。

3、分离器的防磨

旋风分离器是目前循环流化床锅炉中最常用的气固分离装置，旋风分离器易磨区域的防磨方法是采用砖砌结构而不是采用常规的耐火材料浇注。在生产实践中主要的防磨措施有：

1）采用合理的烟气流速，可有效的降低烟气对分离器的冲刷，降低磨损；

2）选用高强度的耐磨浇注料对分离器进行保护；

2）布风板处的风帽磨损，采用耐高温耐磨材质解决，并需停炉时注意检查更换；

4、尾部烟道的防磨

尾部烟道的换热面作为锅炉的主要受热面，在锅炉运行中起着至关重要的作用，对锅炉能否带起负荷有着重要的影响，尾部烟斗的防磨是锅炉安全、稳定、高效运行的保证，在生产中我们采用的主要的防磨措施有：

1）在设计时，尾部选用合理的烟气流速，减弱烟气对管排的冲刷；

2）保证尾部烟道的密封，避免漏风处冷空气和烟气对管子造成冲击，尤其在管子穿墙的地方这种防磨措施尤为重要；

3）在尾部烟道中过热器和省煤器管排的迎风面管子和管子弯管处加防磨护瓦，可有效防止管子的磨损，切降低选用高强度材料的成本问题；

4）在空预器入口处加装防磨套管，可减少烟气对空预器管箱的冲刷，降低空气的磨损；

5、风帽磨损解决方法

对于风帽的防磨措施，可以使用新型钟罩风帽来解决，新型钟罩风帽是近年来电厂流化床锅炉普遍采用的一种新型节能型风帽。这种风帽优点较多，因此得到了广泛的推广和应用。新型钟罩风帽采用优质耐用合金铸造，平均每平方米有孔35个，采用这种风帽能够有效地延缓磨损，并且使用寿命大于3年。对锅炉的改造过程如下，先将原有的风帽全部去掉，露出布风板，再将原来布风板上的开口间隔封堵住，原则上按照每2个开口封堵上1个，呈等腰三角形布置，然后按照新开口的位置，安装、焊接风帽底座，在焊接好的底座上加装大钟罩风帽，最后在底座间打上浇注料。采用这个办法可以有效的缓解风帽磨损的问题。

6、过热器管磨损解决方法

可以在循环流化床锅炉的过热器上加装一道防磨瓦进行防护。但为了保险，在过热器下部也增设了防磨护瓦。同时，每次停炉都也要认真的检查管排，保证管子按照一定的顺序排列。这样可以有效的防止烟气走廊的形成，采用几根水平的不锈钢铁板插在管排的中间并固定，并在磨损严重的前3排管子上加焊护瓦，采用这样的被动防磨办法，就可以有效地减少磨损程度。

结论：

循环流化床锅炉的磨损是客观存在，也是持续存在，无论采取任何措施只能是减低磨损，确不会完全消除磨损。有时消除一处可能因为流场又出现另一处，而且每台锅炉都有特定磨损规律，不能照搬照抄，要灵活运用。

参考文献

[1]孙献斌，黄中.大型循环流化床锅炉技术与工程应用[M].北京：中国电力出版社，2009.

[2]杨建球，曾庭华，李焕辉，陈伟球，卢炼区，李劲.大型循环流化床锅炉运行优化及改进[M].北京：中国电力出版社，2010.