循环流化床锅炉的磨损及防止方法

2020-11-27代有和

商品与质量 2020年10期

代有和

中国联合工程有限公司浙江杭州 310052

在循环流化床锅炉运行中，燃料在炉膛中以气固两相的方式燃烧，在此过程中，固体颗粒在运行中将冲刷炉体部件，并因此使这部分位置具有较为突出的磨损情况。为了保证锅炉的运行效果、延长运行寿命，即需要积极采取措施做好磨损情况预防工作，减少意外停机，提高经济效益。

1 磨损机理与类型

在循环流化床锅炉当中，烟气在以一定速度流动时，则将会对通道当中受热面、部件形成充实磨损，磨损类型主要有：第一，冲刷磨损。该磨损方式可以分为顺向以及横向冲刷。在实际冲刷中，烟气当中的固体颗粒同部件表面具有较小的冲击角度，在此当中，固体颗粒对表面间产生刨削作用；第二，撞击磨损。在撞击过程中，部件同烟气固体颗粒间具有较大的冲击角度，甚至接近90°。受到颗粒直接撞击影响，部件表面位置则将因此出现塑形变形。在经过反复撞击后，变形层将逐渐脱落，并在桩基位置存在较多数量的小坑[1]。

2 主要磨损位置与防止方法

2.1 包墙管

包墙管磨损主要在左右包墙的上部位置，其原因，首先因其处在锅炉烟气混合室的出口位置，在此位置气体将转向，并因此具有较为严重的烟气冲刷情况。其次，管顶位置浇筑料在锅炉运行中，也将会大量具有电荷的灰尘进行吸附，逐渐堆积在表面形成锥体，混合室气体出来后，则将遇到管顶浇筑料形成的锥体，对气体方向进行改变，对两侧包墙管进行直接的冲刷。此外，如果没有做好操作调整工作，也将因烟气发生偏流而导致磨损情况的发生。

对于该问题，可以从以下方面采取措施进行预防：第一，通过调整一、二次风量配比对混合室位置的粉尘浓度与气流集中程度进行降低，保证烟气在从炉膛流出后，在分离器入口烟道减少积灰，烟道截面具有均匀的分布特点；第二，消除管上部的烟气流，使用防磨瓦对吊挂管进行保护，在起到保护效果的同时，也能够避免其在顶部位置形成锥体，避免因此使气流对包墙管造成冲刷；第三，在包墙上部2m位置，可以用厚度30mm的浇注料进行浇筑，以此即能够起到避免爆管的效果。

2.2 省煤器

省煤器在烟道的中部位置，在对流受热面中具有十分严重的磨损情况。其原因，主要是省煤器以错列的方式布置，对于该种布置的管束，烟气具有强烈的冲刷程度，并因此存在严重的磨损情况。同时，省煤器位置具有较低的烟气温度，在烟气当中，具有较硬的灰粒，以此将增加冲刷程度。在省煤器的间隙位置，也存在浇注料与铁块等杂物，将会对气流方向进行改变。此外，在竖井烟道同省煤器管弯头位置，两侧墙体之间存在的间隙将形成烟气走廊，具有较高的烟气流速以及较小的阻力，也将因此存在严重的磨损情况[2]。

对于上述问题，可以从以下方面进行预防：第一，要做好烟气流速的控制，尤其是烟气走廊位置烟气流速，在实际维修、安装时，需要对墙体同省煤器管道间的距离进行尽可能的减小，保证蛇形管具有均等的间距；第二，对于具有过高烟气流速的区域，则可以在管道易磨损位置做好防磨装置的安装，同时可以对管道喷涂高温耐磨涂料，以此使管道在抗磨性方面具有较好的表现；第三，在停炉后，需要对过热器防磨瓦进行检查，看是否存在变形以及脱落情况，及时做好修复处理。在装焊防磨盖板时，要做好管道中心线的对准，避免因位置不准而使管道出现磨损情况；第四，在安装中，要对前后墙同管道间的距离引起重视，根据图纸进行施工，避免因形成烟气走廊使管道出现磨损问题。也可以使用设计煤种，对燃料当中的灰分进行控制，避免出现超负荷运行锅炉的情况，并及时吹扫省煤器当中存在的灰尘。

2.3 水冷壁

在炉膛中心流上升的过程中，四周则因壁面粘滞、摩擦而使颗粒出现失速下滑情况，进而对水冷壁造成磨损。其原因，即床料在沿着四周水冷壁下落后，将落到耐火层的台阶位置，在对水冷壁反弹冲击的情况下，形成塑性裂痕与变形问题。固体颗粒在落到耐火层台阶后，也将会对水冷壁以一定的角度进行冲刷，并因此形成切削磨损。在过渡区中，固体物料在沿着壁面下流后，同炉内向上运动的物料具有相反的运动方向，该情况的存在，则将在局部位置形成涡流，对水冷壁形成疲劳磨损[3]。

对于上述问题，可以按照以下方式进行预防：第一，对于耐火防磨层台阶之上的水冷壁，需要以超音速电弧喷涂方式进行处理。在四周位置，要控制1m的高度，四角水冷壁要控制为3m的高度；第二，在膜式水冷壁同耐火防磨层的胶结位置，要在一定范围中做好耐火防磨梁销钉的焊接，在对粒子下流方向、速度进行改变的情况下，对交界水冷壁位置粒子产生的磨损情况进行减轻；第三，需要对水冷壁厚度进行定期的测量，结合实际磨损情况对管子进行更换或者进行堆焊处理。在水冷壁管子安装时，要磨平焊缝炉内部分，避免形成局部磨损问题。

2.4 风帽

在锅炉运行中，风帽长时间处在流化料层的中间位置，受到长时间高温、风冲击以及颗粒的侵蚀影响，使风帽顶部同风帽眼存在严重的磨损情况。其原因，即流化风从风帽中出来后，将使床料也对风帽进行高速的冲刷，并因此形成切削磨损以及冲击问题。大量回料的存在，将从返料器管进入到燃烧室当中，以横向的方式冲刷风帽。当锅炉局部位置存在死区或者结焦情况时，该区域温度将超出正常温度，烧蚀风帽。此外，如果没有做好停炉操作，具有过长的压火时间也将使风帽因此烧坏。

对于该问题，可以从以下方面入手进行预防：第一，对具有耐磨、耐温的材料进行选择，实现对风帽的制作。在每次启动锅炉加床料之前，即需要对风帽进行及时的检查，如存在损坏情况要及时进行更换；第二，在运行操作中，要做好一、二次风配比的注意，避免一次风速过大使风帽受到冲刷磨损。在操作中也需要加强控制，避免因局部位置结焦使风帽因此烧蚀[4]。

2.5 屏式过热器

在锅炉当中，屏式过热器处于炉膛的上部位置，在运行中，较多颗粒将冲刷屏式过热器的下部，因浇筑料脱落形成磨损。其原因，同水冷壁管磨损情况较为类似，同固体物料流动情况以及受热面结构具有密切的联系。在燃烧室当中，颗粒在向上流动时，将受到回流作用影响，使屏式过热器下端位置因此受到磨损。此外，在屏式过热器底部弯管的上方位置，将形成涡流。在对该位置冲刷后将脱落，并因此使过热器管道因磨损而发生泄漏问题。

对于该问题，需要从以下方面入手进行预防：第一，做好施工工艺控制，对该位置浇注料的质量引起重视；第二，在做好浇筑施工工作的基础上，可以将防磨瓦扣在表面位置，做好一、二次风配比的控制；第三，做好锅炉出口位置负压的控制，保证在-0.15kPa左右，保证风速不超出设计值[5]。

2.6 浇筑料磨损

在耐火材料的磨损方面，即是因固体物料冲刷耐火材料而导致形成的破坏问题。其原因：第一，碱金属在渗透中，将使得耐火材料逐渐失效；第二，渗碳情况的存在，将破坏耐火材料；第三，烟气当中大颗粒、飞灰量较多形成冲击；第四，锅炉升温速度过快。

对于该问题，则可以从以下方面入手进行预防：第一，当冲击角增大时，磨损情况也将随之增加，对此，在实际设计烟道以及旋风分离器时，需要做好冲击角的尽可能减小；对极易磨损的分离器靶向区域，可以通过合理调整一、二次风量配比，分离器入口烟道连续吹灰起到减少磨损作用；第二，做好入炉煤粒度的控制，保证能够满足要求，对符合锅炉设计的煤种进行选择；第三，避免锅炉出现超负荷运行的情况，同时做好锅炉升温曲线的进行，保证浇筑料具有均匀的受热膨胀特点。

3 运行管理方式

在锅炉完成安装调试后，运行管理则成为控制磨损的关键环节，需要通过科学运行管理工作的开展保证锅炉运行效果：第一，对于不同锅炉，都具有相应的设计煤种，在实际生产中，要做好对应设计煤种的选用，做好入炉煤水分与灰分的控制。同时也要做好粒度的控制，如果经过检查发现粒度存在超标情况，则需要及时做好破碎机的调整处理；第二，在运行中，在保证炉内床料具有良好流化情况的基础上，可以对一次风量进行减小，对二次风压进行提升，要对合理的料层床压进行维持，通常需要将其控制在7-9kPa之间；第三，做好给水温度的控制，避免锅炉出现超负荷运行的情况[6]。