關(guān)于循環(huán)流化床鍋爐磨損分析及對(duì)策

馬慧君

摘 要：循環(huán)流化床鍋爐在長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中，受鍋爐煙氣中飛灰雜質(zhì)的影響，其受熱面很容易出現(xiàn)嚴(yán)重的磨損現(xiàn)象，無(wú)法保證鍋爐工作性能的良好性及可靠性，不僅會(huì)加大鍋爐的維護(hù)成本，同時(shí)還存在較大的安全隱患。為了確保循環(huán)流化床鍋爐的安全、穩(wěn)定運(yùn)行，就需要采取科學(xué)、有效的策略，減輕循環(huán)流化床鍋爐磨損程度。文章依據(jù)循環(huán)流化床鍋爐磨損機(jī)理，對(duì)主要磨損位置及具體磨損原因進(jìn)行了分析，并提出了相應(yīng)的對(duì)策，具有一定的借鑒和參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：循環(huán)流化床鍋爐；磨損機(jī)理；磨損位置；磨損原因；解決對(duì)策

循環(huán)流化床鍋爐作為一種新興的燃燒技術(shù)，具有發(fā)電效率高、環(huán)境污染小、清潔性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于火力發(fā)電、工業(yè)生產(chǎn)、廢棄物處理等領(lǐng)域中。但是，就當(dāng)前的循環(huán)流化床鍋爐實(shí)際使用情況來(lái)看，其中還存在較多問(wèn)題有待解決，其中鍋爐磨損現(xiàn)象尤為突出，導(dǎo)致承壓的金屬管管壁厚度不斷減小，嚴(yán)重時(shí)會(huì)直接破裂，造成鍋爐無(wú)法正常運(yùn)行，對(duì)企業(yè)帶來(lái)了較大的損失，所以必須改善循環(huán)流化床鍋爐磨損問(wèn)題。

1 循環(huán)流化床鍋爐磨損機(jī)理

根據(jù)循環(huán)流化床鍋爐磨損機(jī)理的不同，可以將鍋爐磨損分為撞擊磨損和沖刷磨損兩種。循環(huán)流化床鍋爐在運(yùn)行過(guò)程中，煙氣中的灰塵雜質(zhì)是處于不斷運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)，所以灰塵顆粒物很容易以一定的速度和較大的角度撞擊到鍋爐壁面，鍋爐壁在灰塵顆粒撞擊作用下，會(huì)出現(xiàn)微小形變或者微小裂紋，短時(shí)間內(nèi)不會(huì)對(duì)鍋爐的工作性能造成影響，但是當(dāng)撞擊灰塵顆粒不斷增對(duì)、撞擊時(shí)間不斷累積后，受撞擊的鍋爐壁表面便會(huì)整片脫落，進(jìn)而造成撞擊磨損。一般情況下，循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)的溫度大于為900℃左右，煙氣中的灰塵無(wú)法軟化沉積在鍋爐底部，會(huì)在布風(fēng)裝置所形成的氣流作用下，不斷在鍋爐內(nèi)進(jìn)行流動(dòng)，不斷以較小角度或者平行角度沖刷鍋爐壁表面，鍋爐壁長(zhǎng)時(shí)間處于灰塵顆粒物的切削作用下，便會(huì)出現(xiàn)沖刷磨損現(xiàn)象[1]。

2 循環(huán)流化床鍋爐磨損主要位置及原因

2.1 爐膛水冷壁磨損

爐膛水冷壁磨損具體體現(xiàn)在3個(gè)方面，第一，爐膛水冷壁與密相區(qū)的交界處的磨損。在密相區(qū)關(guān)管壁和稀相區(qū)管壁相連接位置，灰塵顆粒在沿鍋爐壁隨氣流下降過(guò)程中，會(huì)因?yàn)橥蛊鸬拇嬖谛纬蓺饬麂鰷u，不斷對(duì)鍋爐壁造成侵蝕磨損。第二，爐膛角落區(qū)域的水冷壁磨損。循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)的氣體濃度在不同區(qū)域是不一樣的，其中爐膛角落區(qū)域內(nèi)的濃度相對(duì)較高，所含有的灰塵顆粒也比較多，并且該區(qū)域內(nèi)的床料在順氣流沿鍋爐壁下降時(shí)，運(yùn)動(dòng)方向很容易發(fā)生變化，進(jìn)而容易對(duì)鍋爐造成磨損。第三，爐膛不規(guī)則區(qū)域管壁的磨損。在鍋爐內(nèi)部存在較多的不規(guī)則區(qū)域，如穿墻管、爐墻開(kāi)孔處的彎管、熱電偶等測(cè)量元件、管壁上的焊縫等位置，因?yàn)檫@些區(qū)域具有不規(guī)則特點(diǎn)，氣流經(jīng)過(guò)時(shí)無(wú)法保持原有運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，出現(xiàn)較大波動(dòng)，會(huì)改變灰塵顆粒物的運(yùn)動(dòng)速度和角度，在這些部位出現(xiàn)磨損現(xiàn)象[2]。

2.2 尾部受熱面磨損

尾部受熱面也是循環(huán)流化床鍋爐磨損現(xiàn)象比較嚴(yán)重的部位。為了實(shí)現(xiàn)氣固分離，在鍋爐內(nèi)都設(shè)有高效分離器，但是因?yàn)椴糠譄煔獠蹲讲患皶r(shí)，分離后的床料中仍含有大量灰塵顆粒物。在氣流作用下以及重力作用下，這些灰塵顆粒物會(huì)以較高速度向下運(yùn)動(dòng)，對(duì)鍋爐造成嚴(yán)重磨損。經(jīng)常出現(xiàn)磨損現(xiàn)象的部位主要有過(guò)熱器前排管子、水平煙道底部彎頭、穿墻管等位置。

2.3 布風(fēng)裝置磨損

風(fēng)帽磨損是循環(huán)流化床鍋爐布風(fēng)裝置磨損的主要體現(xiàn)。在循環(huán)流化床鍋爐上安裝風(fēng)帽時(shí)，主要有七字型風(fēng)帽、大口徑鐘罩式風(fēng)帽等幾種，這幾種風(fēng)帽與布風(fēng)板之間的空隙較大，空隙平均寬度大約有300mm，床料隨氣流循環(huán)至此時(shí)，會(huì)有氣流漩渦產(chǎn)生，引發(fā)磨損現(xiàn)象。

3 循環(huán)流化床鍋爐磨損對(duì)策

3.1 爐膛水冷壁磨損對(duì)策

首先，為了解決爐膛水冷壁與密相區(qū)的交界處的磨損，可以采用讓管技術(shù)對(duì)水冷壁管進(jìn)行改造。在安裝水冷壁管時(shí)，使其偏離鍋爐進(jìn)行彎曲，澆筑耐磨材料的時(shí)候，選在靠近鍋爐的水冷壁管一側(cè)，這樣便不會(huì)有凸起存在，也不會(huì)造成水冷壁磨損。改造前后的對(duì)比圖如圖1所示。其次，為避免爐膛角落區(qū)域的水冷壁出現(xiàn)磨損現(xiàn)象，需可以在該區(qū)域打上澆筑一層耐磨材料或者防磨材料，進(jìn)行圓滑過(guò)渡處理。針對(duì)爐膛不規(guī)則區(qū)域管壁磨損現(xiàn)象，可以澆筑一層耐磨材料，并對(duì)角落位置的凸起進(jìn)行打磨處理，提高不規(guī)則區(qū)域的光滑度和平整度，確保氣流運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性。

3.2 尾部受熱面磨損對(duì)策

為了解決循環(huán)流化床鍋爐尾部受熱面磨損現(xiàn)象，需要從鍋爐氣流速度、灰塵顆粒物含量、灰塵顆粒物與管子之間的角度等多種因素進(jìn)行綜合考慮。首先，應(yīng)該控制好氣流速度，可以加大尾部煙道截面積，或者降低進(jìn)風(fēng)量和吹風(fēng)速度，來(lái)減小氣流流動(dòng)速度。其次，應(yīng)該對(duì)氣固分離器進(jìn)行優(yōu)化改造，提升其工作性能，實(shí)現(xiàn)更加理想的分離效果，盡可能的降低鍋爐煙氣中的灰塵顆粒物含量。也可以通過(guò)加強(qiáng)對(duì)原燃料的質(zhì)量控制，避免混入較多雜質(zhì)來(lái)降低灰塵濃度。同時(shí)，應(yīng)該控制好受熱面在橫向方向上應(yīng)等間距分布，并且盡量靠近爐墻。

3.3 布風(fēng)裝置磨損對(duì)策

針對(duì)布風(fēng)裝置出風(fēng)帽磨損現(xiàn)象，在安裝風(fēng)帽時(shí)，應(yīng)該盡可能的縮減與布風(fēng)板之間的間距，防止出現(xiàn)氣流漩渦。同時(shí)，還需要采用定向法使風(fēng)帽間隔分布，防止風(fēng)帽之間氣流相互直吹，引發(fā)的氣流漩渦現(xiàn)象，確保經(jīng)過(guò)風(fēng)帽出的氣流呈勻速流動(dòng)狀態(tài)，避免出現(xiàn)磨損現(xiàn)象。最后，還可以控制好鍋爐進(jìn)風(fēng)量和進(jìn)風(fēng)速度，保證氣流的穩(wěn)定性，降低對(duì)布風(fēng)裝置的沖刷程度。

4 結(jié)束語(yǔ)

以循環(huán)流化床鍋爐磨損機(jī)理為理論依據(jù)，針對(duì)不同原因造成的不同部位磨損現(xiàn)象，需要采取針對(duì)性的解決措施，對(duì)鍋爐進(jìn)行優(yōu)化改造，盡量避免磨損現(xiàn)象的發(fā)生，保證循環(huán)流化床鍋爐的安全、穩(wěn)定運(yùn)行，延長(zhǎng)去使用壽命，降低企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)成本，確保循環(huán)流化床鍋爐應(yīng)用優(yōu)勢(shì)的充分發(fā)揮。

參考文獻(xiàn)

[1]王勇，夏鋒社，韓劍.循環(huán)流化床鍋爐水冷壁磨損機(jī)理分析及對(duì)策[J].中國(guó)特種設(shè)備安全，2012，（2）：50-52.

[2]張書(shū)位，張沖.循環(huán)流化床鍋爐磨損分析及對(duì)策[J].引文版：工程技術(shù)，2015，（12）：13.

（作者單位：太原鍋爐集團(tuán)電力工程有限公司）