循環(huán)流化床鍋爐安裝檢修質(zhì)量對部件磨損的影響及預(yù)防措施

趙保生

（中海石油舟山石化有限公司，浙江 舟山 316015）

1 循環(huán)流化床鍋爐的工作原理

與普遍鍋爐有著很大的不同，流化床鍋爐內(nèi)物質(zhì)的燃燒是以氣相、固相流體理論為基礎(chǔ)，是先進(jìn)的潔凈材料燃燒新技術(shù)。鍋爐本體主要由燃燒系統(tǒng)、對流煙道系統(tǒng)和氣固分離系統(tǒng)構(gòu)成，一次燃燒空氣經(jīng)過底部布風(fēng)裝置輸送至爐膛中，風(fēng)帽設(shè)置在布風(fēng)裝置上，爐膛內(nèi)部的燃料經(jīng)過一次風(fēng)進(jìn)行流化處理以后，將以流體形式充滿在爐膛中，燃料、脫硫所需要的石灰石等粒徑控制在8 mm左右，通過空氣吹送后燃料、硫化物質(zhì)等會快速充滿鍋爐膛空間。二次風(fēng)經(jīng)過爐膛下側(cè)一定高度部位進(jìn)入到爐膛內(nèi)來為分級燃燒提供充足的氧氣，固態(tài)顆粒在爐膛中進(jìn)行氣態(tài)、固態(tài)流動。爐膛內(nèi)小顆粒物質(zhì)在聚集作用、團聚作用影響下形成大顆粒燃燒物質(zhì)，在風(fēng)流作用下會變成逆向下運行，然后被快速上升氣流打散還原為細(xì)小顆粒，在氣流的作用力下會轉(zhuǎn)變向上運動，小顆粒燃燒物會循環(huán)下沉、吹散、上升，不斷以該種循環(huán)方式進(jìn)行燃燒。同時，鍋爐出口會利用高溫狀態(tài)的煙氣帶出小顆粒物質(zhì)，再通過回收裝置再次送回進(jìn)行二次燃燒，這樣就能進(jìn)行爐膛內(nèi)循環(huán)燃燒，保證熱量與燃料的平衡，使流化床鍋爐可以正常運行。從上述原理中不難發(fā)現(xiàn)，影響流化床工作面磨損主要是由燃料顆粒直徑、速度決定的，需要在進(jìn)行鍋爐安裝中對部件磨損采取預(yù)防控制措施，科學(xué)合理地控制燃料物質(zhì)粒徑，盡可能將顆粒直徑控制到最小，可以降低對流化床鍋爐受熱面的磨損。而流化床鍋爐部件磨損還受到煤種、燃燒狀況調(diào)整等其他因素影響，在對流化床鍋爐進(jìn)行安裝的過程中，需要先對設(shè)備的原理進(jìn)行了解，再采取科學(xué)合理的防磨措施，這樣才能提高設(shè)備的安全性、穩(wěn)定性。

2 循環(huán)流化床鍋爐安裝質(zhì)量對部件磨損的影響分析

2.1 吊掛管安裝質(zhì)量

防磨罩沒有按照設(shè)計要求加工，沒有根據(jù)規(guī)范要求進(jìn)行操作，快速流動的煙氣會對煙道口第一排吊掛管產(chǎn)生沖擊磨損，迎風(fēng)面會被磨成直角或爆管，需要設(shè)置防磨板，在安裝過程中檢查防磨板是否存在彎曲、脫落等現(xiàn)象。

2.2 水冷壁管焊縫質(zhì)量

循環(huán)流化床鍋爐水冷壁管為對接焊縫，如果焊接質(zhì)量達(dá)不到設(shè)計要求，會使管壁中殘留鐵器物質(zhì)，這就加速了水冷壁管部件的磨損。鍋爐落煤口下側(cè)澆筑材料持續(xù)運行2~3個月就會存在一定程度的磨損，嚴(yán)重情況下會被完全磨損掉，進(jìn)入到爐膛內(nèi)的粉煤類會與水冷壁管直接接觸，加速了水冷壁管的磨損。如果沒有及時發(fā)現(xiàn)磨損問題，水冷壁管長期處于磨損狀態(tài)會導(dǎo)致壁管厚度不斷變小，存在著爆管的風(fēng)險，會對鍋爐的正常運行產(chǎn)生很大的影響。

2.3 管束間隙、平整度的控制

如果同列管束煙氣進(jìn)、出口管束間隙分布不均，會在噴嘴作用力影響下使管束間隙突變部位產(chǎn)生磨損。在管束安裝施工前，沒有對管束平整度進(jìn)行檢查，安裝過程中沒有對管束相對位置進(jìn)行限制，會使同列管束中間部位產(chǎn)生錯位，會進(jìn)一步增加管束磨損風(fēng)險。

2.4 省煤器、空氣預(yù)熱器的安裝質(zhì)量

循環(huán)流化床鍋爐尾部受熱面、省煤器兩端、空氣預(yù)熱器進(jìn)口等部位也容易出現(xiàn)磨損，是尾部受熱面主要磨損。主要原因有：粉煤灰雜質(zhì)含量多，飛灰中含有質(zhì)地堅硬顆粒，會加速受熱面磨損；煙氣流動速度快，進(jìn)入到省煤器后溫度變小，灰粒會變得質(zhì)地更為堅硬；受到熱脹冷縮影響，灰粒體積收縮變化會形成棱角，會造成省煤器管排產(chǎn)生較大的磨損；空氣預(yù)熱器進(jìn)口附近的管壁，受到煙氣流動速度和方向改變影響，也會造成一定程度的磨損，受熱面材質(zhì)也會受到不同程度磨損。

2.5 布風(fēng)裝置風(fēng)帽的安裝質(zhì)量

風(fēng)帽是布風(fēng)裝置最容易產(chǎn)生磨損的部位，風(fēng)帽部位存在孔洞會隨著使用時間延長而被磨大。風(fēng)帽結(jié)構(gòu)尺寸限制、加工誤差等，會使空氣混合物從風(fēng)帽中溢出進(jìn)入到相鄰風(fēng)帽中，加速了風(fēng)帽的磨損。密度較大的燃料顆粒會對風(fēng)帽產(chǎn)生較大的沖擊，使特環(huán)物料部位風(fēng)帽產(chǎn)生磨損更為嚴(yán)重。

3 減少循環(huán)流化床鍋爐部件磨損的措施

3.1 控制設(shè)備的日常運行

做好鍋爐風(fēng)量的控制，由于流化床鍋爐會使燃料小顆粒流態(tài)化，再對爐膛內(nèi)吹入空氣，使高溫狀態(tài)下的物料進(jìn)行懸浮燃燒。風(fēng)量會對鍋爐正常運行產(chǎn)生較大的影響，應(yīng)該將爐內(nèi)風(fēng)量控制在稍超出最小流化量，可以最大程度地防止?fàn)t內(nèi)部件磨損。流化床在正常運行過程中，會存在爐膛升壓過快、溫度提升過快的問題，這與作業(yè)人員安全意識、維護(hù)意識有關(guān)，規(guī)范操作人員行為，可以避免對鍋爐正常使用壽命造成影響，防止對爐管、爐墻造成損壞，也不可以過早對爐內(nèi)投入燃料，避免由于形成熱量沖擊波使鍋爐部件產(chǎn)生膨脹。

3.2 控制入爐的燃料

對滿足流化床燃燒要求的燃料進(jìn)行篩分與破碎處理，是緩解流化床磨損的有效保障，如果燃料篩分與破碎處理系統(tǒng)沒有發(fā)揮出應(yīng)有作用，會使得燃料顆粒相差比較大，無法在爐膛內(nèi)均勻分布，受熱面磨損會更為嚴(yán)重，應(yīng)該嚴(yán)格控制入爐煤質(zhì)量，使燃料顆粒直徑控制在0~10 mm，可以降低對爐內(nèi)部件的磨損[1-3]。

3.3 注意設(shè)備檢修中存在的問題

在對流化床鍋爐進(jìn)行檢修時，應(yīng)該根據(jù)制定的計劃開展檢修工作，具備條件的企業(yè)可以采取預(yù)防性檢修模式，可以降低非計劃停運次數(shù)。作好檢修記錄并設(shè)置設(shè)備臺賬，根據(jù)鍋爐具體情況制定檢修方案，嚴(yán)格控制檢修質(zhì)量，避免對鍋爐本體造成損傷。停爐檢修時應(yīng)該開展防磨防爆檢查工作，對鍋爐具體情況進(jìn)行綜合判斷，對發(fā)現(xiàn)的磨損部件，應(yīng)該查找磨損原因，采取有效的措施進(jìn)行處理。檢查水冷壁鰭片是否完好以及水冷壁管減薄的情況，對容易磨損區(qū)域受熱面，可以采用超音速電弧噴涂防磨，保證涂層在0.6~0.8 mm。

4 結(jié)語

循環(huán)流化床鍋爐是一項高效燃燒技術(shù)，在很多生產(chǎn)領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用，安裝檢修質(zhì)量會對部件磨損產(chǎn)生較大的影響，需要深入了解鍋爐運行原理，分析安裝和檢修對鍋爐部件磨損的影響，采取有效的防磨措施來保證鍋爐正常運行。