循環(huán)流化床鍋爐受熱面的磨損及防范問題探討

摘要：本文主要對(duì)于鍋爐受熱面的主要磨損部位及磨損預(yù)防控制措施進(jìn)行探討，就水冷壁的磨損、吊掛管及包墻管的磨損、爐膛內(nèi)屏式過熱器的磨損、以及過熱器、省煤器管的磨損問題進(jìn)行探討，并提出相應(yīng)的防范措施，希望對(duì)于今后的循環(huán)流化床鍋爐穩(wěn)定運(yùn)行具有一定幫助。

關(guān)鍵詞：循環(huán)流化床鍋爐；受熱面磨損；磨損預(yù)防；控制措施

引言

對(duì)當(dāng)前越來越多的循環(huán)流化床鍋爐來說，具有越來越大的裝機(jī)容量，諸多問題存在于循環(huán)流化床中，比如，相應(yīng)的燃燒調(diào)整問題、鼓料問題、金屬受熱面的磨損問題等，對(duì)于循環(huán)流化床的安全運(yùn)行來說，其中一個(gè)重要問題就是金屬受熱面的磨損問題，這個(gè)問題基本上能夠占到鍋爐停產(chǎn)故障的80%以上。目前，金屬受熱面磨損問題在循環(huán)流化床鍋爐中已經(jīng)引起越來越多的重視，也需要采取一系列措施得以解決[1，2]。循環(huán)流化床鍋爐受熱面的磨損問題涉及到鍋爐金屬受熱面的大部分，重點(diǎn)區(qū)域則是尾部煙道以及水冷壁位置。

1.鍋爐受熱面的主要磨損部位及磨損預(yù)防控制措施

考慮實(shí)際運(yùn)行中的循環(huán)流化床鍋爐特點(diǎn)，具有下降固體粒子回流的突變部分則是主要磨損部位的區(qū)域，這部分區(qū)域主要有測量儀器插入處、膜式水冷壁的凸凹區(qū)域、耐火材料時(shí)水冷壁與耐火材料的交界處、焊接缺陷以及旋風(fēng)分離器內(nèi)表面等。

1.1水冷壁的磨損及預(yù)防探討

結(jié)合相關(guān)的實(shí)際工程中的循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行，落煤管進(jìn)口處水冷壁的磨損則是水冷壁磨損的主要部位，這里根據(jù)此進(jìn)行說明。

改位置的工作條件往往較為惡劣，都處于鍋爐的密相區(qū)，一方面受到原煤重力的作用影響，另外一方面則受到灰渣和煙風(fēng)等的沖刷，在這種惡劣的工況條件下，容易使得該處的澆注料造成失效。

預(yù)防對(duì)策可以從以下幾個(gè)方面入手：一是，對(duì)于原煤質(zhì)量和粒度進(jìn)行一定控制，矸石含量過大的劣質(zhì)煤盡量不予適用；二是，澆注料在此處的質(zhì)量和施工一定要重視，為了盡量避免該部位水冷壁磨損，可以把金屬纖維增加到該處澆注料中；三是，在進(jìn)行停爐操作中，則應(yīng)該詳細(xì)檢查該部位，應(yīng)該及時(shí)消除所發(fā)現(xiàn)的缺陷；四是，在澆注料施工過程中，此處應(yīng)該在在澆注料上方設(shè)置12 mm厚度的耐磨耐高溫金屬板進(jìn)行覆蓋。

目前國內(nèi)有許多針對(duì)循環(huán)流化床的防磨技術(shù)，通過我們多次實(shí)踐，采取““兩噴一掛”， 防磨效果尤為明顯。

1.2吊掛管及包墻管的磨損及預(yù)防探討

對(duì)于鍋爐燃?xì)饣旌鲜业某隹诘陌鼔芎偷鯍旃軄碚f，由于此處的轉(zhuǎn)向作用，存在較為嚴(yán)重的煙氣沖刷現(xiàn)象，轉(zhuǎn)彎處存在不均勻的速度和飛灰濃度，這樣就造成磨損加劇在相應(yīng)的局部受熱面上。在設(shè)計(jì)角度，吊掛管的防磨則是需要考慮重點(diǎn)。在安裝過程中，吊掛管上部打澆注料則是一般鍋爐廠家的要求，為了防止吊掛管的沖刷，防磨瓦設(shè)置在下部，但需要在實(shí)際情況中的出現(xiàn)的新問題。

相應(yīng)的預(yù)防對(duì)策包括以下幾個(gè)方面，一是，焊接爪釘并澆筑30mm厚的澆注料則是在左右包墻上部2 m的位置，這樣能夠使得包墻管爆管有效防止；二是，為了更好對(duì)于吊掛管進(jìn)行保護(hù)，全部去掉原先澆注在吊掛管上部的澆注料，都采用相應(yīng)的焊接防磨瓦的措施，這樣能夠盡量其頂部形成堅(jiān)硬的錐體出現(xiàn)，能夠使得直接沖刷包墻管的氣流方向改變。

1.3 爐膛內(nèi)屏式過熱器的磨損及預(yù)防分析

在爐膛上部往往布置由12CrlMoVG的管子組成的屏式過熱器，其采用的結(jié)構(gòu)形式則為wing—wall結(jié)構(gòu)，相比于爐內(nèi)水冷壁管的磨損機(jī)理，具有一定的相似性，主要影響因素包括固體物料的流動(dòng)特性、受熱面的具體結(jié)構(gòu)等方面。考慮到外圍顆粒沿壁面向下回流影響以及燃燒室核心區(qū)顆粒向上的流動(dòng)特點(diǎn)，磨損情況同樣會(huì)發(fā)生在在燃燒室內(nèi)部的屏式過熱器下端情況。另外，渦流有時(shí)也會(huì)在屏式過熱器底部彎管的上方產(chǎn)生，經(jīng)過一定的沖刷作用，以及底部注料影響，則會(huì)產(chǎn)生脫落的可能，使得磨損泄露發(fā)生在屏式過熱器管子中。

相應(yīng)的預(yù)防對(duì)策則包括以下幾部分：一是，在進(jìn)行澆注料施工基礎(chǔ)上，把防磨瓦扣在其表面；二是，該處澆注料的質(zhì)量應(yīng)該高度重視，施工工藝嚴(yán)格控制；三是，一二次風(fēng)配比應(yīng)該進(jìn)行控制；四是，控制風(fēng)速不超過設(shè)計(jì)值，鍋爐出口負(fù)壓-0.15 kPa應(yīng)該盡量控制；五是，把50 cm高度的耐磨材料噴涂在屏式過熱器底部澆注料上方的管子上；六是，長銷釘應(yīng)該在屏式過熱器底部澆筑前進(jìn)行加設(shè)，并把其焊接成網(wǎng)狀，一次澆筑成型在圓弧形狀的底座中形成。

1.4過熱器、省煤器管的磨損及預(yù)防問題探討

省煤器的磨損在相應(yīng)的對(duì)流受熱面中最為嚴(yán)重，對(duì)于鍋爐中的錯(cuò)列布置的省煤器來說，錯(cuò)列管束的沖刷在煙氣作用下而較為強(qiáng)烈，相比于順序布置，則存在更多磨損，同時(shí)，考慮相對(duì)較硬的煙氣中灰粒，存在比較低的煙氣溫度，相比于過熱器及空預(yù)器，上述因素使得省煤器磨損更為嚴(yán)重，省煤器磨損爆管主要存在以下幾種情況：一是，在省煤器管彎頭處，煙氣走廊則是在省煤器管的豎井煙道兩側(cè)墻和彎頭之間，由于阻力較小造成較高的煙氣流速，存在嚴(yán)重磨損；二是，省煤器第二、第三排管子。對(duì)于錯(cuò)列布置的省煤器來說，較低煙速作用于省煤器第一排管子，以后則引起了煙速提高，加上減小的煙氣流通截面作用，則使得煙氣中灰粒具有較大的沖擊力，造成第二、三排的存在磨損較為嚴(yán)重的管子。

2.結(jié)語

對(duì)于循環(huán)流化床鍋爐的磨損問題涉及到鍋爐的制造、設(shè)計(jì)、運(yùn)行和檢修的各個(gè)方面，為了處理好這個(gè)問題，我們應(yīng)該在運(yùn)行過程中嚴(yán)格控制好升降溫，注意調(diào)整風(fēng)量，控制好原煤粒度，鍋爐設(shè)計(jì)煤種盡量采用在選購燃煤過程中。對(duì)于出現(xiàn)的問題，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該加強(qiáng)和檢修一線人員的溝通，檢修人員需要在每一次停爐之后對(duì)于鍋爐進(jìn)行全面檢查，各個(gè)管子的壁厚應(yīng)該定期測量，發(fā)現(xiàn)問題則要及時(shí)處理。為了保證循環(huán)流化床鍋爐的長周期安全平穩(wěn)運(yùn)行，就必須經(jīng)過多方的共同努力。

參考文獻(xiàn)：

[1]朱大立，華海峰，任海.循環(huán)流化床鍋爐磨損及防磨方法探討[J].民營科技，2013，（11）.

[2]張瑞卿，楊海瑞，呂俊復(fù).應(yīng)用于循環(huán)流化床鍋爐氣固流動(dòng)和燃燒的CPFD數(shù)值模擬[J].中國電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2013，（23）.

作者簡介：雷濤（1977.4-），籍貫：湖北武漢，職稱：中級(jí)，研究方向：工學(xué)。