淺談生物質(zhì)燃料循環(huán)流化床鍋爐防磨技術

李永新

摘 要：生物質(zhì)燃料循環(huán)流化床鍋爐的應用范圍比較廣，但是其在應用過程中面臨不可避免的磨損問題，影響了生物質(zhì)燃料循環(huán)流化床鍋爐的熱效率及使用壽命。為了提高生物質(zhì)燃料循環(huán)流化床鍋爐的穩(wěn)定性，需要采用防磨技術。本文將具體探討防磨技術在生物質(zhì)燃料循環(huán)流化床鍋爐的應用，為提高鍋爐使用壽命提供參考。

關鍵詞：生物質(zhì)燃料；循環(huán)流化床鍋爐；防磨技術

引言：隨著環(huán)保要求的不斷提高，生物質(zhì)燃料循環(huán)流化床鍋爐以其優(yōu)越性得到了快速發(fā)展，其燃料適應范圍廣、社會效益高，得到了業(yè)內(nèi)的重視。生物質(zhì)燃料循環(huán)流化床鍋爐的應用確實能夠減少污染物排放量，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標，但也需要認識到生物質(zhì)燃料循環(huán)流化床鍋爐的不足之處，即磨損問題的嚴峻性。

1生物質(zhì)燃料循環(huán)流化床鍋爐的磨損概述

1.1磨損原因

對生物質(zhì)燃料循環(huán)流化床鍋爐的工作環(huán)境進行分析，發(fā)現(xiàn)生物質(zhì)燃料循環(huán)流化床鍋爐處在超高溫的工作環(huán)境中，鍋爐燃燒溫度在800攝氏度以上，且溫度變化相對頻繁，很容易加大熱沖擊力。生物質(zhì)燃料循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)部有很多高溫固體物料，其對耐火材料進行沖刷，致使表面材料的磨損率不斷提升，影響了生物質(zhì)燃料循環(huán)流化床鍋爐的實用性[1]。

1.2影響因子

為了把握生物質(zhì)燃料循環(huán)流化床鍋爐的磨損機理，需要探討生物質(zhì)燃料循環(huán)流化床鍋爐磨損率的影響因子。以磨損速率為例，生物質(zhì)燃料循環(huán)流化床鍋爐很容易受到磨損速率的影響。磨損速率記錄了固體物料濃度、固體物料的運動速度，以及粒子的物理特征等，是一個是較為復雜的函數(shù)。在對磨損速率進行解析時，應該從函數(shù)角度出發(fā)，尋找影響函數(shù)的變量。首先，流化速度會對生物質(zhì)燃料循環(huán)流化床鍋爐的磨損速率產(chǎn)生影響。一般來說，煙氣速度和生物質(zhì)燃料循環(huán)流化床鍋爐的磨損速率成正比關系，煙氣速度越快，生物質(zhì)燃料循環(huán)流化床鍋爐的磨損速率越高，磨損程度越嚴重。其次，燃料特征會對生物質(zhì)燃料循環(huán)流化床鍋爐的磨損速率產(chǎn)生影響。燃料中的灰分摻雜著二氧化硅等元素，其中的二氧化硅的含量越高，對生物質(zhì)燃料循環(huán)流化床鍋爐的磨損程度越高，因此燃料的灰分特征也和磨損率密切相關[2]。再次，石灰石會對生物質(zhì)燃料循環(huán)流化床鍋爐的磨損產(chǎn)生影響。生物質(zhì)燃料循環(huán)流化床鍋爐運行所需的床料循環(huán)料一般不會發(fā)生變化，鍋爐內(nèi)石灰石的顆粒范圍也比較固定，250微米以下的石灰石顆粒占據(jù)主體位置，250微米以下的石灰石顆粒處在內(nèi)外循環(huán)物料粒徑范圍內(nèi)，能夠置換循環(huán)物料中的灰分。前者的硬度相對較大，因此增加石灰石顆粒量可以降低生物質(zhì)燃料循環(huán)流化床鍋爐的磨損率，減少石灰石顆粒量會增加生物質(zhì)燃料循環(huán)流化床鍋爐的磨損率。此外，循環(huán)倍率也會對生物質(zhì)燃料循環(huán)流化床鍋爐磨損率產(chǎn)生重要影響，循環(huán)倍率主要通過截面物料體現(xiàn)出來，截面物料量與循環(huán)倍率呈現(xiàn)出正相關的關系，會加速生物質(zhì)燃料循環(huán)流化床鍋爐的磨損。

2生物質(zhì)燃料循環(huán)流化床鍋爐的防磨技術

2.1燃燒室防磨技術

對生物質(zhì)燃料循環(huán)流化床鍋爐的磨損區(qū)間進行分析，發(fā)現(xiàn)生物質(zhì)燃料循環(huán)流化床鍋爐在固定物料濃度較高的受熱面會出現(xiàn)大面積磨損情況，主要包括以下四個部分：第一，生物質(zhì)燃料循環(huán)流化床鍋爐的燃燒室。第二，生物質(zhì)燃料循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)屏式受熱面底部及爐膛出口兩側(cè)。第三，生物質(zhì)燃料循環(huán)流化床鍋爐的旋風分離器。第四，生物質(zhì)燃料循環(huán)流化床鍋爐的回料閥門[3]。為了降低生物質(zhì)燃料循環(huán)流化床鍋爐的磨損率，可以在分別區(qū)域進行防磨設計，采用必要的防磨技術。以燃燒室的防磨技術為例，燃燒室下部的物料濃度很高，因此這一部位很容易出現(xiàn)磨損問題，影響了生物質(zhì)燃料循環(huán)流化床鍋爐的使用壽命。在燃燒室的下部密相區(qū)，應該鋪上多層防磨材料構成的防磨梁，對防磨材料進行固定，避免材料移動導致防磨功能失效。如果燃燒室內(nèi)已經(jīng)有水冷屏裝置，氣固兩相流流場向上延伸有受熱面屏，那么受熱面屏會受到氣固兩相流的沖擊，也會出現(xiàn)磨損問題，加快生物質(zhì)燃料循環(huán)流化床鍋爐的磨損速度。如果在穿墻位置，氣固兩相流繞流回流，也會產(chǎn)生磨損問題，因此氣固兩相流向上運動的位置、在氣固兩相流繞流回流的位置，都應該鋪上一層防磨材料，延長生物質(zhì)燃料循環(huán)流化床鍋爐的使用年限。

2.2旋風分離器防磨技術

在生物質(zhì)燃料循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)部有平面和圓弧面，對于一些大面積區(qū)域可以鋪設防磨磚，如耐磨磚、保溫磚等等。在鋪設耐磨磚的過程中，應該對耐磨磚進行分層，并對耐磨磚進行加固[4]。加固過程中可以應用拉鉤，將拉鉤焊接在分離器上。耐磨轉(zhuǎn)的下方應該鋪設保溫磚，且二者之間應該由灰漿縫隙，為2毫米左右。在高溫環(huán)境中，磚體可能會出現(xiàn)膨脹情況，因此需要留出膨脹縫，避免耐磨磚、保溫磚出現(xiàn)裂縫情況。除了應用耐磨磚和保溫磚之外，還可以應用耐磨磚和保溫澆注料。耐磨磚和保溫澆注料的組合方式比較復雜，如果生物質(zhì)燃料循環(huán)流化床鍋爐旋風分離器為鋼殼形狀，則可以采用耐磨磚和保溫澆注料。耐磨磚之間需要留出灰漿縫隙，灰漿縫隙仍然為2毫米左右，此外間隔還要有膨脹縫。最后，還可以采用耐磨澆注料和保溫澆注料，如果生物質(zhì)燃料循環(huán)流化床鍋爐的分離器內(nèi)襯比較復雜，那么可以應用上述組合方式。耐磨澆注料和保溫澆注料的常用組合方式為“Y”型結構，在抓釘?shù)纳戏綉撏磕r青，避免熱脹冷縮導致防磨功能被削弱，在耐磨澆注料中還可以添加不銹鋼纖維，增強澆注料的耐磨效果。

2.3非金屬防磨技術要求

在應用防磨技術的過程中，還應該遵循既定的技術要求，否則防磨技術效果將會變差，生物質(zhì)燃料循環(huán)流化床鍋爐的磨損率將無法下降。具體的技術要求如下：第一，需要優(yōu)化耐磨耐火材料。對生物質(zhì)燃料循環(huán)流化床鍋爐的磨損進行分析，發(fā)現(xiàn)耐磨材料被破壞，會影響生物質(zhì)燃料循環(huán)流化床鍋爐的磨損率。在裂縫過大的情況下，耐磨耐火材料很容易出現(xiàn)剝落破損的問題，因此應該增強耐磨耐火材料的物理性能，加大耐磨耐火材料的抗壓程度、抗折強度等[5]。第二，需要對澆注料進行維護保養(yǎng)。在澆注料中增加鋼纖維之后，還應該控制抓釘之間的距離。如果施工難度較大，則應該對澆注料進行維護保養(yǎng)，定期在澆注料中增加不銹鋼纖維。第三，需要采用拉鉤轉(zhuǎn)結構。分層拉鉤轉(zhuǎn)能夠?qū)δ突鹉湍ゴu進行固定，避免耐火耐磨磚在高溫環(huán)境中出現(xiàn)脫落等情況。第四，需要設置膨脹縫。無論是應用耐磨耐火磚，還是應用耐磨耐火澆注料，都需要設置膨脹縫，避免因熱脹冷縮而發(fā)生脫落情況。膨脹縫中需要增加一些耐火纖維，膨脹空間需要得到保證。

此外，在對鍋爐防磨問題解決過程中，還要注重對鍋爐運行中的磨損問題進行把握。在這一過程中，主要涉及到了沖蝕磨損。沖蝕磨損主要涉及到了沖刷磨損和撞擊磨損。在對運行磨損問題解決是，要注重對運行參數(shù)的調(diào)整，以及從燃料特性入手，選擇物料密度小、粒度小、硬度小的燃料，從而降低磨損速率，以有效降低鍋爐磨損。

結論：綜上所述，為了提升生物質(zhì)燃料循環(huán)流化床鍋爐的可用率，需要采用高效的防磨技術，應用優(yōu)質(zhì)的耐磨材料。通過對耐磨材料的有效應用，使鍋爐的防磨性能水平得到更好地提升，以提升鍋爐的使用壽命。此外，要注重對防磨技術進行創(chuàng)新，加強新技術手段地應用，從而使鍋爐性能水平更好地滿足實際需要。

參考文獻：

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