循环流化床锅炉磨损问题浅谈

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1、循环流化床锅炉磨损问题浅谈摘要：发展洁净煤技术以来，硫化床锅炉的使用越来越广泛，自身的运行特点决定了流化床锅炉的磨损问题严重而显著。本文介绍了流化床锅炉磨损的影响因素、易磨损部件、防磨措施以及耐火材料的失效原因。关键词：流化床锅炉磨损防磨措施1概述20世纪中期，随着工业的迅猛发展，煤燃烧技术的更广泛应用，由燃煤锅炉产生的污染问题日益严重，迫切要求发展洁净煤技术。在这样一个历史背景下，流化床煤燃烧技术应运而生。流化床锅炉技术作为一种先进的清洁煤燃烧技术，因其特有的优点而得到广泛的发展与应用。其主要优点有：可以进行低温燃烧，保证了燃烧的稳定性；脱硫效率高

2、,烟气中NOx的排放浓度低，有利于环境保护；燃烧强度大，保证了生产的高效性；燃料适应性广，几乎可以燃烧各种煤。循环流化床锅炉采用介于煤粉炉悬浮燃烧和链条炉固定燃烧之间的流态化燃烧方式，即通常所讲的半悬浮燃烧方式。炉内进行的是一种流态化反应，即高速运动的烟气与其所携带的固体颗粒密切接触，并有大量颗粒返混的过程；炉外，绝大部分高温的固体颗粒被捕集并送回至炉内再次燃烧，如此反复循环。这种燃烧特性导致炉内磨损十分严重，影响锅炉正常使用，甚至会导致生产事故。所以，磨损问题是循环流化床锅炉发展的重要研究课题。2磨损的分类及影响因素物体工作表面的材料在机械、化学和

3、电等作用下，在相对运动中出现不断磨耗的现象即为磨损。根据磨损机理的不同，磨损分为磨料磨损、接触疲劳磨损、冲蚀磨损以及腐蚀磨损等。其中，材料表面受到流体或固体颗粒以一定速度和角度的冲击而造成的磨损为冲蚀磨损。在循环流化床锅炉中，耐火材料受到煤灰颗粒的磨损即为颗粒流的冲蚀磨损。2.1烟气流速与飞灰浓度的影响：研究表明，磨损量与烟气流速的三次方成正比。流动飞灰的运动动能和单位时间内冲击到炉内壁的灰粒量受到烟气流速的直接影响。含灰烟气流在较高的循环流化床锅炉的循环率下，会造成炉内壁的严重磨损。此外，磨损量还会随着煤质变差以及灰分和燃煤量的增加而增大。2.2颗

4、粒尺寸、形状以及硬度的影响：随着颗粒尺寸的增大，磨损量会随之增大，在锅炉磨损过程中起主要作用的是飞灰中那些尺寸较大的颗粒；燃料颗粒表面越光滑，磨损程度越轻。与被磨材料相比，当颗粒硬度很低时，磨损率通常会十分低；当颗粒硬度接近或高于被磨材料时，磨损率会迅速增加。2.3颗粒撞击表面可能性系数的影响：对表面有冲击作用的颗粒份额是决定管壁磨损程度的关键因素。2.4受热面及内衬材质的影响：在同等条件下，磨损量随着材料耐磨性能的增加而减小。2.5供料量多少的影响：随着供料量的增加，颗粒浓度也会增大。冲击管壁的磨损在其他条件相同的情况下，会随着颗粒浓度的增大而加重

5、磨损。3循环流化床锅炉运行中的易磨损部件3.1风帽磨损：由于风帽处于沸腾床料激烈的摩擦中，因此磨损较为严重。3.2水冷壁磨损：如图1所示，在受热面的磨损当中，水冷壁与耐火材料的交接处是磨损最严重的部位之一。因此，我们将冷水壁的耐磨材料交接处的设计做了图2的修改,以改进磨损严重区的磨损状况。我队建于2008年，锅炉年连续运行时间约为4320小时,发现锅炉受热面管道磨损严重，为了防止受热面因磨损发生爆管事故，对锅炉水冷壁管、埋管及膜式壁受热面喷涂耐磨鎳鎔基高硬度高强度耐磨型热喷涂粉芯丝材料进行重新喷涂。2.3炉内受热面的磨损：影响炉内受热面磨损的主要因素

6、包括受热面的具体结构和固体物流的流动特性两方面。3.4对流烟道受热面的磨损：省煤器、过热器和空气预热器是尾部对于流烟道的三个受热面。进入尾部较多的飞灰颗粒会加剧受热面的磨损，这是影响流烟道受热面磨损的主要原因。4防磨的技术措施2.1选择合适的防磨材料：防磨材料包括很多，耐火材料、包括碳钢和合金钢在内的金属材料、对金属表面进行喷头处理的材料等。在对耐火材料性能进行分析时，可以从以下四方面进行：第一，分析耐火材料敷设和锅炉性能的相关影响；第二，锅炉的系统热点和整体性能；第三，敷设耐火材料的目的和功能；第四，耐火材料敷设点的工作环境。4.2采用合理的结构设

7、计：在对锅炉的不同部位进行优化设计时，应当根据燃烧性能、锅炉运行状况以及各部位的磨损机理等有针对性的进行。4.3对材料工作表面进行特殊处理：进行金属表面处理的技术有很多，包括热处理、热浸镀以及电镀和热喷涂等，但是，行之有效的防磨措施当属热喷涂技术。5耐火材料的种类及其失效原因目前，国内的循环流化床锅炉用的耐火材料按照作用可以分为耐磨耐火材料的砖、浇注料以及可塑料和灰浆；耐火保温材料的砖、浇注料和灰浆；耐火材料的砖浇注料和灰浆三类。通常采用磷酸盐砖和浇注料、碳化硅砖和浇注料、耐磨耐火砖和浇注料、硅线石砖和浇注料、刚玉砖和浇注料，以及还有较高档的氮化硅结

8、合碳化硅产品等。但是，耐火材料的破坏随着大量循环流化床锅炉的相继投入运行，造成了越来越多的事故。据统计，由于