关于循环流化床锅炉磨损分析及对策

马慧君

摘 要：循环流化床锅炉在长期运行过程中，受锅炉烟气中飞灰杂质的影响，其受热面很容易出现严重的磨损现象，无法保证锅炉工作性能的良好性及可靠性，不仅会加大锅炉的维护成本，同时还存在较大的安全隐患。为了确保循环流化床锅炉的安全、稳定运行，就需要采取科学、有效的策略，减轻循环流化床锅炉磨损程度。文章依据循环流化床锅炉磨损机理，对主要磨损位置及具体磨损原因进行了分析，并提出了相应的对策，具有一定的借鉴和参考价值。

关键词：循环流化床锅炉；磨损机理；磨损位置；磨损原因；解决对策

循环流化床锅炉作为一种新兴的燃烧技术，具有发电效率高、环境污染小、清洁性强等优点，被广泛应用于火力发电、工业生产、废弃物处理等领域中。但是，就当前的循环流化床锅炉实际使用情况来看，其中还存在较多问题有待解决，其中锅炉磨损现象尤为突出，导致承压的金属管管壁厚度不断减小，严重时会直接破裂，造成锅炉无法正常运行，对企业带来了较大的损失，所以必须改善循环流化床锅炉磨损问题。

1 循环流化床锅炉磨损机理

根据循环流化床锅炉磨损机理的不同，可以将锅炉磨损分为撞击磨损和冲刷磨损两种。循环流化床锅炉在运行过程中，烟气中的灰尘杂质是处于不断运动的状态，所以灰尘颗粒物很容易以一定的速度和较大的角度撞击到锅炉壁面，锅炉壁在灰尘颗粒撞击作用下，会出现微小形变或者微小裂纹，短时间内不会对锅炉的工作性能造成影响，但是当撞击灰尘颗粒不断增对、撞击时间不断累积后，受撞击的锅炉壁表面便会整片脱落，进而造成撞击磨损。一般情况下，循环流化床锅炉内的温度大于为900℃左右，烟气中的灰尘无法软化沉积在锅炉底部，会在布风装置所形成的气流作用下，不断在锅炉内进行流动，不断以较小角度或者平行角度冲刷锅炉壁表面，锅炉壁长时间处于灰尘颗粒物的切削作用下，便会出现冲刷磨损现象[1]。

2 循环流化床锅炉磨损主要位置及原因

2.1 炉膛水冷壁磨损

炉膛水冷壁磨损具体体现在3个方面，第一，炉膛水冷壁与密相区的交界处的磨损。在密相区关管壁和稀相区管壁相连接位置，灰尘颗粒在沿锅炉壁随气流下降过程中，会因为凸起的存在形成气流漩涡，不断对锅炉壁造成侵蚀磨损。第二，炉膛角落区域的水冷壁磨损。循环流化床锅炉内的气体浓度在不同区域是不一样的，其中炉膛角落区域内的浓度相对较高，所含有的灰尘颗粒也比较多，并且该区域内的床料在顺气流沿锅炉壁下降时，运动方向很容易发生变化，进而容易对锅炉造成磨损。第三，炉膛不规则区域管壁的磨损。在锅炉内部存在较多的不规则区域，如穿墙管、炉墙开孔处的弯管、热电偶等测量元件、管壁上的焊缝等位置，因为这些区域具有不规则特点，气流经过时无法保持原有运动状态，出现较大波动，会改变灰尘颗粒物的运动速度和角度，在这些部位出现磨损现象[2]。

2.2 尾部受热面磨损

尾部受热面也是循环流化床锅炉磨损现象比较严重的部位。为了实现气固分离，在锅炉内都设有高效分离器，但是因为部分烟气捕捉不及时，分离后的床料中仍含有大量灰尘颗粒物。在气流作用下以及重力作用下，这些灰尘颗粒物會以较高速度向下运动，对锅炉造成严重磨损。经常出现磨损现象的部位主要有过热器前排管子、水平烟道底部弯头、穿墙管等位置。

2.3 布风装置磨损

风帽磨损是循环流化床锅炉布风装置磨损的主要体现。在循环流化床锅炉上安装风帽时，主要有七字型风帽、大口径钟罩式风帽等几种，这几种风帽与布风板之间的空隙较大，空隙平均宽度大约有300mm，床料随气流循环至此时，会有气流漩涡产生，引发磨损现象。

3 循环流化床锅炉磨损对策

3.1 炉膛水冷壁磨损对策

首先，为了解决炉膛水冷壁与密相区的交界处的磨损，可以采用让管技术对水冷壁管进行改造。在安装水冷壁管时，使其偏离锅炉进行弯曲，浇筑耐磨材料的时候，选在靠近锅炉的水冷壁管一侧，这样便不会有凸起存在，也不会造成水冷壁磨损。改造前后的对比图如图1所示。其次，为避免炉膛角落区域的水冷壁出现磨损现象，需可以在该区域打上浇筑一层耐磨材料或者防磨材料，进行圆滑过渡处理。针对炉膛不规则区域管壁磨损现象，可以浇筑一层耐磨材料，并对角落位置的凸起进行打磨处理，提高不规则区域的光滑度和平整度，确保气流运动的稳定性。

3.2 尾部受热面磨损对策

为了解决循环流化床锅炉尾部受热面磨损现象，需要从锅炉气流速度、灰尘颗粒物含量、灰尘颗粒物与管子之间的角度等多种因素进行综合考虑。首先，应该控制好气流速度，可以加大尾部烟道截面积，或者降低进风量和吹风速度，来减小气流流动速度。其次，应该对气固分离器进行优化改造，提升其工作性能，实现更加理想的分离效果，尽可能的降低锅炉烟气中的灰尘颗粒物含量。也可以通过加强对原燃料的质量控制，避免混入较多杂质来降低灰尘浓度。同时，应该控制好受热面在横向方向上应等间距分布，并且尽量靠近炉墙。

3.3 布风装置磨损对策

针对布风装置出风帽磨损现象，在安装风帽时，应该尽可能的缩减与布风板之间的间距，防止出现气流漩涡。同时，还需要采用定向法使风帽间隔分布，防止风帽之间气流相互直吹，引发的气流漩涡现象，确保经过风帽出的气流呈匀速流动状态，避免出现磨损现象。最后，还可以控制好锅炉进风量和进风速度，保证气流的稳定性，降低对布风装置的冲刷程度。

4 结束语

以循环流化床锅炉磨损机理为理论依据，针对不同原因造成的不同部位磨损现象，需要采取针对性的解决措施，对锅炉进行优化改造，尽量避免磨损现象的发生，保证循环流化床锅炉的安全、稳定运行，延长去使用寿命，降低企业生产经营成本，确保循环流化床锅炉应用优势的充分发挥。

参考文献

[1]王勇，夏锋社，韩剑.循环流化床锅炉水冷壁磨损机理分析及对策[J].中国特种设备安全，2012，（2）：50-52.

[2]张书位，张冲.循环流化床锅炉磨损分析及对策[J].引文版：工程技术，2015，（12）：13.

（作者单位：太原锅炉集团电力工程有限公司）