循环流化床锅炉磨损影响因素及处置建议分析

芦传慧

（中海石油华鹤煤化有限公司，黑龙江鹤岗 154101）

循环流化床锅炉磨损影响因素及处置建议分析

芦传慧

（中海石油华鹤煤化有限公司，黑龙江鹤岗 154101）

针对循环流化床锅炉影响因素和处置建议，结合实际案例，在分析循环流化床锅炉特点和磨损机理的基础上，提出影响循环流化床锅炉磨损的主要因素，并提出处置建议。最后通过深入分析得出科学合理的处置建议是缓减循环流化床锅炉磨损提高使用寿命关键的结论，希望对相关单位有一定帮助。

循环流化床锅炉；磨损；影响因素；处置建议

大量应用实例表明，循环流化床锅炉和传统锅炉相比，具有燃料适应性高、燃烧效率高、调节速度快等特性。所以被广泛应用在各大工业生产领域。但是在具体应用过程中循环流化床锅炉仍然存在一系列缺陷，比如：受热面的磨损问题一直得不到有效解决，在很大程度上限制了循环流化床锅炉安全经济的运行。因此，本文基于实际案例，对循环流化床锅炉磨损影响因素及处置建议做了如下分析。

1 案例分析

某热电厂在2014年建立完成，并投入使用，为提高运营效率，投入了2台220t/h的循环流化床锅炉。这两台锅炉具有结构紧凑、复杂、燃烧效率高、适用煤种多等特性，为该热电厂带来了非常好的经济效益。但是自从这两台循环流化床锅炉运行以来，受热面积的磨损非常严重，在2016年6—9月，发生了3次泄漏和爆管事故，导致该热电厂一度停产维护，造成了巨大的经济损失。事后相关专家和技术热人员介入调查，深入分析循环流化床锅炉受热面磨损的原因，并提出了有针对性的处置建议，再也没有过泄漏和爆管事故，很大程度上提高了循环流化床锅炉运行的经济性和安全性。

2 循环流化床锅炉的特点和磨损机理

2.1 循环流化床锅炉的特点

循环流化床锅炉能够实现高温床料和返料的稳定循环，从而提高了煤料燃烧的效率，没有燃尽的煤料通过多次循环以后可以增加其在锅炉中的停留时间，从而提高热量交换的频率。就我国目前循环流化床锅炉的运行状态而言，可以在40%～120%的负荷范围内运行，从而气温、气压都时刻保持在规定允许范围当中，通过炉内喷钙等方式，就可以脱硫处理，而且燃烧过的灰渣中含碳量比较低，可以有效实现再利用[1]。

2.2 循环流化床锅炉磨损机理

所谓磨损机理指的是不同物体在进行相对运行过程中，在相互接触的表面发生不断磨损或者残余变形的现象。根据磨损产生机理的不同，大体可以分：冲蚀磨损、桩基磨损、磨料磨损等几种磨损形式。在循环流化床锅炉中应用的主要燃料是劣质煤矸石，因此在具体燃烧过程中煤矸石当中的某些矿物质在高温的作用下，就会逐步裂化，转化为灰粉。这也是烟气中含有大量高硬度飞灰的主要原因，如果锅炉长时间受到这种高硬度飞灰冲击和冲刷，就会发生磨损现象。因此，循环流化床锅炉磨损是多种磨损形式共同作业结果，增加了处理处置的难度。

3 循环流化床锅炉磨损影响因素

就此热电厂而言，影响循环流化床锅炉磨损的因素非常多，大体上可以分为两大类。

3.1 颗粒特征影响因素

3.1.1 粒径的影响

研究表明，循环流化床锅炉受热面磨损程度和飞灰颗粒的直径有很大关系，由于锅炉当中的飞灰处于无规则运行的状态，因此，也就具有一定的动能，当飞灰体积比较小，即使其具有的一定速度，其动能也相对比较小，当飞灰的动能小于循环流化床锅炉材料弹性承受能力时，并不会对受热表面造成磨损。但如果飞灰的粒径比较大时，其在运行中产生的动能也就越大，当飞灰的动能超过锅炉材料弹性承受能力时磨损量也随之增加[2]。因此，在循环流化床锅炉磨损中起作用的主要是飞灰中粒径比较大的颗粒。

3.1.2 形状的影响

飞灰颗粒的形状对受热面的磨损量也具有非常重要的影响，通常情况下，具有尖锐棱角的颗粒具有增强磨蚀性。同时棱角、边缘比较多飞灰颗要比表明光滑圆润的飞灰颗粒的磨损量大。

3.1.3 硬度的影响

就此热电厂而言，应用循环流化床锅炉的主要优势能够促使低热量的煤矸石充分燃烧，从而降低发电成本。但是在煤矸石还含有高硬度的矿物质，从而加大了受热面的摩损程度。同时在脱硫中喷入大量石灰石，大幅增加了烟气当中飞灰颗粒的浓度和硬度，从而缩短了循环流化床锅炉的运行时间。

3.2 运行参数影响因素

运行参数循环流化床锅炉磨损影响因素主要体现在以下几个方面：第一，烟气的速度。经过大量实验研究，发现烟气流速的立方和受热面磨损量成正比，具体关系为[3]：δ=ku3d2，其中δ表示受热面的磨损速率，u为烟气当中固体颗粒的速度，d为颗粒的直径，从中可以看出，烟气流速对磨损量有非常重要的影响；第二，烟气浓度。浓度越大，受热面的磨损量也就越大，浓度主要表现为单位面积中飞灰颗粒的数量，因此，浓度越大，对管壁的撞击力和冲击力也就越强。

4 防止循环流化床锅炉磨损的处置建议

4.1 做好煤质控制工作

煤质对磨损量有非常大影响，因此，燃料部门在采购煤矿过程中必须确保煤质的质量，严格控制煤料中矸石含量、颗粒直径等，确保煤质的各项参数指标都能充分满足循环流化床锅炉运行的具体要求。同时在具体应用时，要根据实际情况，及时调整碎煤机锤头间隙，如果条件允许，要尽量采用多级破碎系统，确保煤料的均匀性，剔除大颗粒煤料，才能从根本上降低受热面的磨损量[4]。

4.2 设置保护面

在循环流化床锅炉容易磨损的部位，比如：密相区的埋管、蒸发管、过热器管屏、空气预热器进出口等。通过在这些容易磨损的位置加装防磨盖板，能很大程度上降低磨损量。防磨损材料要根据防磨位置和烟气温度的具体情况进行科学合理的选择。最常用防磨材料主要有两种，一种是1Cr18Ni9Ti，另一种是20G钢，防磨覆盖面的厚度不得小于2mm。在需要防磨的表面，通过堆焊的方式，在金属材料的表面添加熔焊金属，从而提高母材抗磨损性，此种处置方式主要应用在循环流化床锅炉的过热器、风帽等部位。

4.3 确保循环流化床锅炉运行的合理性

在循环流化床锅炉运行过程中，要尽量避免超负荷运行、超温度运行、超气压运行。每个设备都具有一定的结构特性，如果运行环境超出了其能承受的范围，就一定会降低设备的性能和使用寿命。因此，在具体运行过程中，把流化床的温度控制在规定允许范围当中，避免超温和结焦等问题发生，降低磨损速率。同时在确保循环流化床锅炉正常运行的前提下，尽量降低一次和二次风量，以期最大限度上减少炉膛的负压，如果炉膛的严密性比较好，可以微正压运行，以达到降低烟气流速，减少循环流化床锅炉受热面磨损速率的目的，在冷态启炉布风实验及低负荷时，要尽量降低一次风的风量，只要确保循环流化床锅炉能正常运行即可[5]。

5 结束语

综上所述，循环流化床锅炉的特殊燃烧方式，决定了受热面磨损是一种客观存在的现象，不可能从根本上完全杜绝磨损现象的发生。这一点也是长期以来限制循环流化床锅炉向大容量、大功率发展的主要因素。但是通过对循环流化床锅炉特性和磨损机理以及影响磨损因素进行深入分析，可以通过相应的抑制措施来缓解磨损效率，以达到经济运行和提高使用寿命的目的，从而为为企业为社会创造更多的经济、环境效益。

[1] 刘思权.循环流化床锅炉防磨技术探讨[J].新疆有色金属，2015，（4）：99-100.

[2] 李敬珂.影响循环流化床锅炉燃烧热效率的因素和提高途径[J].化肥工业，2015，（3）：26-28.

[3] 田啟运，周星龙，陈宁武，等.330MW循环流化床锅炉水冷壁磨损分析[J].神华科技，2016（2）：56-59.

[4] 杨明杰.循环流化床锅炉浇注料问题探讨[J].现代商贸工业，2016，（13）：187-188.

[5] 易新建.循环流化床锅炉水冷壁管磨损机理分析与故障树诊断[J].化工管理，2014，（21）：153-154.

Influencing Factors of Circulating Fluidized Bed Boiler Wear and Analysis of Disposal Suggestions

Lu Chuan-hui

Based on the analysis of the characteristics and disposal mechanism of the circulating fluidized bed boiler，the main factors influencing the wear of the circulating fluidized bed boiler are put forward，and the suggestions are put forward.Finally，through the in-depth analysis of scientific and rational disposal of the proposed reduction is the circulating fluidized bed boiler wear to improve the useful life of the conclusion，hope to have some help to the relevant units.

circulating fluidized bed boiler；wear；influencing factor；disposal advice

TK229.66

B

1003–6490（2017）10–0086–02