大型循环流化床锅炉受热面磨损预防研究与应用

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1、大型循环流化床锅炉受热面磨损预防研究与应用[摘要]近年来，随着我国循环流化床锅炉技术不断提升，逐渐呈大型化发展，但自重的受热磨损是锅炉技术的重点研究问题。[关键词]循环流化床锅炉；受热面；磨损；预防中图分类号：TK229.66文献标识码：A文章编号：1009-914X（2014）47-0272-01引言循环流化床锅炉是当前国内中小发电机组推广的一种洁净煤燃烧锅炉，可以燃用烟煤贫煤褐煤无烟煤煤矸石等各种燃料，燃料适应性好，燃烧效率可达99%，热效率可达88%～91%，能实现灰渣综合利用。在循环流化床锅

2、炉中，有许多部件工作在高温高固体颗粒不断冲刷环境下，虽然已采取了一些防磨措施，但运行结果仍表明锅炉设备的磨损十分严重。一锅炉磨损机理的简要分析1锅炉内物料总体循环形式造成磨损受热面的磨损与流经其表面的固体物料运动形式密切相关，炉内物料总体循环形式由锅炉系统的几何形状和各种射流所决定，这些射流包括布风板送入的一次风、炉膛中部送入的二次风和三次风，燃料给入以及循环物料流等。？72运行参数调整不当造成的磨损磨损量与烟气速度成n（n>3）次方关系，冲蚀磨损之所以产生，就是由于灰粒具有动能，颗粒动能与其速度的

3、平方成正比。不但如此，磨损还于灰浓度、灰粒撞击频率因子和灰粒对被磨损物体的相对速度有关。若近似认为烟气速度和颗粒速度相等时，磨损量就将和烟气速度的3次方成正比，烟气速度的提高，促使上述有关的作用加强，导致冲蚀磨损迅速增加。3、床料特性对磨损的影响从一定程度上来说，受热面的磨损量是与床料的直径成正相关的关系。料直径很小的时候，受热面的磨损量也会变的很小。反之，当床料的直径很大的时候，受热面磨损量也会变的很大，而金属避免的磨损速率又与床料分不量最大的那部分粒径的床料所决定。4、床料颗粒成分对磨损的影响含

4、Si和A1成分较高的床料对收人面的磨损更强。含Ca和S成分校稿的床料，由于硬度低，所以对受热面的磨损较低。二、大型循环流化床受热面易磨损的部位及原因分析对于循环流化床锅炉而言，耐火材料磨损、受热面磨损，主要由冲蚀磨损表现，通常将耐磨性、磨损率与磨损量纳入磨损性能的评价体系。7受热面包含炉膛水冷、外置式换热器、过热器管屏及尾部对流烟道等受热面，由于微振磨损、冲击磨损与冲刷磨损所致。1、炉膛水冷壁对于受热面磨损而言，水冷壁管磨损最为严重。当耐火材料、水冷壁的交界处出现磨损时，因锅炉为有效提升蒸发受热面，

5、在水冷壁处不设置耐火材料，而在炉膛下部浓相区的水冷壁管设置。以确保水冷壁、耐火材料之间的过渡区域、交接区域的气体与固体的正常流动与变化，进而导致区域性水冷壁磨损。同时，不规则管壁出现磨损，当炉膛设置有观火孔与人孔门时，该处极易受到磨损，水冷壁焊接处作为磨损面之一。在测试炉温时，在颅内插入热电充足，会严重影响局部颗粒、流动特性，导致邻近水冷壁管、热电偶护套之间出现磨损。？2炉内其他受热面处于锅炉炉膛内时，在设置水冷壁之后，还涉及了许多过热器管屏、屏式翼形管与屏式过热器，由于其磨损机理类似于水冷壁。因此

6、，炉顶受热面也作为受磨损的重要部位。3尾部对流烟道受热面磨损7对于流烟道受热面而言，尾部对流包含空气预热器、省煤器与过热器，因为这些受热面在旋风分离器后，按照磨损特征，类似于煤粉锅炉。流烟道受热面磨损的发生机理，主要由于分离器无法达到设计的运行效率，尾部对流受热面含有大量飞灰颗粒，增加了烟气的飞灰浓度，进而增加了磨损度。4外置式换热器的磨损外置式换热器处于运行状态时，主要为鼓泡床工况，因运行风速比临界流化速度稍微要高，窗内极少出现燃烧。所以，磨损问题明显轻于炉内受热面、鼓泡流化床锅炉，主要因为微振而

7、引起传热管壁受损。三循环流化床锅炉受热面磨损预防措施1锅炉引风机、一次风机和送风机及送风系统改造经过对各风机风量和压头的测量，引风机、一次风机的参数均满足不了锅炉所需风量和风压的要求，因此，对引风机、送风机和一次风机进行改造，改造的方法是保持轴系不变，将各风轮的直径和叶轮的叶片数增加，增大各风机的额定出力，保证送入炉膛的一、二次风能达到50%以上或更多的份额，加强二次风助燃的作用。从三大风机改造前和改造后的参数对比情况看，三大风机风量、风压的变化不光是解决了配风不合理和相关受热面的磨损问题，实际上同

8、时也解决了锅炉能达到额定负荷运行的问题。由于二、三次风风速的大幅度提高，形成了对一次风和物料的屏蔽作用，抑制了物料沸腾高度。2埋管增加鳍片式防磨瓦7由于埋管工作温度高，环境恶劣，管束受物料冲刷撞击剧烈，因此我们特意选用耐热抗磨的合金钢G21Ni14Si2加工制作鳍片式防磨瓦对埋管进行全包。这样一方面增加埋管的使用寿命；另一方面，鳍片防磨瓦也增加了埋管的换热面积，提高了锅炉的热效率。3.2拆除部分后墙由于后墙与炉顶空间狭小，烟气在此流速高，使凝渣管和过热器很容易受到磨损