循环流化床锅炉水冷壁偏磨成因及解决措施研究

仲涛

摘  要：循环流化床锅炉是重要的生产型设备，对生产的发展有着重要作用。通过设备的运行，全面改善流化质量，有效提高化学反应吸收和转化效率，而循环流化床锅炉运行过程中，水冷壁会产生偏磨的问题，文章主要就偏磨成因做全面的分析，进一步总结出偏磨影响因素，提出循环流化床锅炉治理、运行方案措施，保证生产效率与质量，实现可观的经济效益。

关键词：循环流化床锅炉;水冷壁;偏磨成因;解决措施

中图分类号：TK229.6 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2020）05-0123-02

Abstract： Circulating fluidized bed boiler is an important production equipment， which plays an important role in the development of production. Through the operation of the equipment， the fluidization quality can be comprehensively improved and the chemical reaction absorption and conversion efficiency can be effectively improved. During the operation of the circulating fluidized bed boiler， the water wall will produce the problem of partial wear. This paper mainly makes a comprehensive analysis on the causes of the partial wear， further summarizes the influencing factors of the partial wear， and puts forward the treatment and operation measures of the circulating fluidized bed boiler to ensure the production efficiency and quality and achieve considerable economic benefits.

Keywords： circulating fluidized bed boiler; water wall; cause of partial wear; solving measures＼

工业生产依靠设备的运行，只有全面保证设备稳定运转，才能实现高质量的生产。循环流化床锅炉是非常主要的生产型设备，其运转过程中，需要全面保证稳定可靠，通过稳定持续的蒸汽供给，让设备能够正常的运行，使生产连续稳定。而运行过程中，如果提供的蒸汽不稳定，并且没有能够正常支撑运行时，那么，锅炉的水冷壁就会出现偏磨问题，导致设备的速率加快，同时，水冷壁周围还有着高浓度的物料，偏磨现象难以避免，严重影响到了生产的质量，生产效率无法保证。要想全面保证设备稳定运行，则需要对运行时烟气流速进行合理控制，有效降低速度并且控制物料整体的浓度，使设备优化运转，从根本上分析原因，解决问题，最大化减少水冷壁偏磨概率，保证生产速度与质量。

1 循环流化床锅炉水冷壁偏磨成因

1.1 不规则区域出现偏磨原因

循环流化床锅炉水冷壁内，存在许多不规则的区域，这些区域很容易出现问题，影响设备的运行。一般情况下，不规则区域包括锅炉出口区、炉壁开口及管壁焊缝等。如图1所示，当设备运转时，穿过水冷壁偏磨要高于管壁偏磨的程度，主要的原因是有一部分水冷壁是不规则的，当水流经过时，局部流动的水力就呈现了混乱的状态，形成更大的冲击力。从运转的实际条件看，水冷壁底部偏磨大于顶部偏磨的程度，导致这种情况现象的成因是水冷壁粘结材料运转的时候，会产生向下的一个冲击力，底部水流速度增加，力量较大。设备水冷壁表面还存在许多的点状凸起，这也容易出现水冷壁偏磨的問题，时间长了，凸起点就会被水力磨平。水冷壁与炉顶出口的附近，由于有部分气体及固体进入，两种不同的流入则会带入大颗粒物料，进行运行时，不同方向的力会使受热面出现偏磨的现象。

1.2 水冷壁周围存在的物料流浓度较大

锅炉设备运行，需要全面保证稳定，通过有效的控制，保证良好的运转，推动生产全面发展。而运转过程中，也会受到物料的影响。通过对水冷壁偏磨不同的例子作对比，我们也发现了一些问题，充分说明循环流化床炉膛下部卫燃带与水冷壁过度区域，周围存在数量较多下行物料流，这些物料的浓度非常高，越是静止其下降速度越快，下层的物料密度越来越大，其厚度也在不断增加，物料的浓度造成了磨损问题。

1.3 炉膛附近的管壁出现偏损的原因

循环流化床锅炉的炉膛内部，还存在一些直角的区域，这些区域很容易在运行时，受水流冲击，水冷壁偏损程度更为严重。也就是说，这些直角区域对水流的速度产生阻挡，汇集上升气流非常低，而顺着管壁下方流动的固体物料流浓度较高，速度也快，直接造成了炉膛角落的地区，一些颗粒与金属壁的表面产生了碰撞，在这种冲击力的影响下，水冷壁就会产生偏磨，影响到了设备的稳定运行。

2 循环流化床锅炉水冷壁偏磨影响因素

2.1 锅炉运行参数

循环流化床锅炉水冷壁偏磨是一种严重的问题，控制不当，则会造成设备损坏，影响到安全运行。影响的因素较多，需要全面进行分析，做好问题控制。循环流化床锅炉实际运行过程中，不同种类参数是重要的参考，需要全面进行分析，找到参数的差别，避免出现偏磨问题。流化床温度变化能够影响金属表面耐磨性，金属表面氧化膜厚度与硬度，不同温度其参数也存在不同，其差异较大。

2.2 物料特性

物料的性质对设备影响也较多，不同的物料会产生不同的磨损程度，循环流化床锅炉运行过程中，颗粒直径、物料浓度是最大的影响因素，不同的物料性质影响也不同，带来偏损效果也不同，粒子浓度高，水冷壁耐磨性就越大，而物料的颗粒直径不断增加，其影响性则越大。颗粒硬度也是影响因素，对水冷壁耐磨性产生一定的影响，物料颗粒硬度越大，则对锅炉磨损越大，物料在表面形成薄膜，本身硬度高于燃料本身硬度，对锅炉的运行产生影响。如果物料含有硅、铝等物质，其硬度会远远大于含钙、锶物料，其耐磨性也就增强，所以说，物料的颗粒、形状、硬度、化学组成等不同的因素，均会影响水冷壁偏损的程度，要对进锅炉的物料全面控制，有效做好预防，保证设备稳定运行。

3 循环流化床锅炉水冷壁偏磨解决措施

3.1 全面降低烟气流动速度

从成因中我们看到，烟气对锅炉的运行产生一定影响，所以说，锅炉运行过程中，需要全面控制好烟气的情况，保证锅炉稳定运行。所以说，要充分确保锅炉足够空气基础上，对加热表面偏损进行合理控制，有效降低磨损率，全面科学的控制过量空气是主要的措施，全面保证锅炉充足的过氧量。物料在充分保证处于流化状，然后对风量进行控制，合理控制好风量能够保证烟气流动速度，通过有效的控制，合理控制好内部的物料浓度及颗粒直径，使其运行方向处于合理状态，避免出现设备磨损问题。为了全面保证锅炉最小流化空气量，就需要通过不断的测试，找到有效的参数配比，使流体质量得到有效把握，确保锅炉始终处于一个稳定的运行状态。锅炉运行时，会产生二次空气的情况，这就需要通过合理控制，全面做好调节，为锅炉的稳定运行提供有效保障。另外，锅炉运转时也会产生废弃热量，这种热量的出现，很易使水冷壁形成偏磨的问题，要对所有产生的锅炉热量做好充分的控制，有效减少偏磨概率，使设备能够稳定运行。

3.2 控制物料流浓度及颗粒产生

物料流浓度和大小直径对锅炉的水冷壁偏损产生影响，其性质也决定了磨损的程度，只有全面控制好物料才能保证良好稳定运行，所以说，要减少一次风量，有效压缩锅炉内力差，使煤与物料形成一种紧密的关联，二者能够保持到合理尺寸内，这样，锅炉运行时，才不会受到物料的影响，合理科学控制好物料流浓度对设备运行有着重要的意义。循环流化床锅炉运转需要保证充足的通风量，为了全面保证风量适中，需要通过科学的试验找到解决的数据，合理做好炉内压力差调节，确保锅炉安全运行。炉内压力差要保持到0.3至0.6kPa间，在不同荷载的条件下，炉内压力差需要保证稳定，如果压力差大就需要释放，要对物料的形状、大小全面把握好，对于过大的物料，则需要通过精细粉碎、筛选等，全面控制好颗粒大小，保证符合需要，减少水冷壁偏磨概率。

3.3 采用低偏磨燃料选取启动床料

循环流化床锅炉水冷壁偏磨会影响到设备的安全运行，只有全面做好有效的控制，才能把磨损的程度降低，而合理选择锅炉燃烧煤炭种类是关键。一是控制好燃料的性质，对需要进入期末有人燃料做好全面的检查，通过必要的煤炭化验，对其进行合理的分类，严格筛分粒度，分析出原煤可磨系数，并对入炉煤粒径及矸石含量做好充分的化验，提取其参数，进行有效的控制。二是認真选取启动床料。要在煤炭取样筛分的基础上，合理配比颗粒适度的床料，确保粒度级配与运行参数吻合，一般情况下，启动床料使用河沙及炉渣，这样，能够保证硬度，避免出现磨损的现象。

3.4 优化循环流化床锅炉

要根据不同的作业状态，做好创新技改，使锅炉更加符合运行需要，有效提升卫燃高度是最为主要的方式，从分析中看到，循环流化床水冷壁偏磨最严重的部位是水冷管壁与耐火材料区域，所以说，要对这两个部位进行创新优化，通过卫燃带高度提升，有效降低水冷壁偏磨，保证设备良好的运行。对水冷壁管进行改良，通过形状改变使水管顶部与卫燃带区平行，降低水冷壁局部偏磨。

4 结束语

工业生产离不开循环流化床锅炉稳定的运行，锅炉进行运转时，极易出现水冷壁偏磨的问题，对设备的安全运行产生影响，只有在实际操作过程中，对水冷壁偏磨现象成因做充分的分析，按照不同的实际运行环境，做出合理的控制，才能确保循环流化床锅炉顺利安全运转。

参考文献：

[1]杨婕，王理博.循环流化床锅炉水冷壁管爆裂原因分析[J].锅炉制造，2019（01）：14-20.

[2]马旭旭.循环流化床锅炉水冷壁磨损分析及防护措施[J].科技与创新，2018（14）：101-102.