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1、循環(huán)流化床鍋爐的防磨措施研究摘要：循環(huán)流化床鍋爐受熱面磨損是對循環(huán)流化床鍋爐正常運(yùn)行三大威脅(磨損、給煤不暢、排渣困難)之一，由于磨損造成的停爐事故接近停爐總數(shù)的50%。在很長時(shí)間內(nèi)成為影響循環(huán)流化床鍋爐推廣應(yīng)用的主要障礙。 關(guān)鍵詞：循環(huán)流化床；鍋爐；防磨；措施 1爐膛內(nèi)水冷壁管磨損 故障現(xiàn)象 爐膛內(nèi)水冷壁管磨損主要表現(xiàn)在水冷壁管與耐磨材料交接及以上1～5m處、爐膛四角、返料口上部及爐膛出口煙氣轉(zhuǎn)彎等處。爐膛內(nèi)水冷壁管磨損情況如圖1所示。 水冷壁管磨損后造成水冷壁管泄漏，高壓汽水混合物直接劇烈沖刷造成更
2、多鄰近水冷壁管泄漏，有時(shí)汽包水位都很難維持，泄漏處床溫急劇下降，兩側(cè)床溫差大，被迫停爐。現(xiàn)在運(yùn)行的循環(huán)流化床鍋爐機(jī)組中受熱面因磨損爆管的次數(shù)為煤粉爐的3～5倍，受熱面爆管后處理起來難度較大，而且還要組織人員清理床料，重新加入床料，往往要付出更大的人力、物力才能處理好，是各發(fā)電企業(yè)最為頭疼的難題。循環(huán)流化床鍋爐的防磨措施正確與否，直接影響循環(huán)流化床鍋爐機(jī)組的可用率，對機(jī)組的安全運(yùn)行威脅也很大。 1.原因分析 循環(huán)流化床鍋爐水冷壁管磨損機(jī)理與煤粉爐有很大的不同，一方面大量煙氣和固體顆粒在上升過程中對水冷壁管進(jìn)行沖刷；另一方
3、面由于內(nèi)循環(huán)的作用，大量固體顆粒沿爐膛四壁重新回落，對水冷壁管進(jìn)行劇烈沖刷。特別在水冷壁管和耐火材料層過渡區(qū)的凸出部位。因沒有上行氣流，沿水冷壁管下來的固體顆粒形成渦流，對局部水冷管壁起到一種刨削作用。 影響水冷壁磨損的主要因素有：煙氣流速的影響：煙氣流速越高磨損越嚴(yán)重，磨損量與煙氣流速的三次方成正比。一次風(fēng)量越大，磨損量越大。另外二次風(fēng)量越大，對爐內(nèi)燃燒情況的擾動(dòng)越劇烈，水冷壁磨損量也越大。煙氣顆粒濃度的影響：煙氣內(nèi)顆粒濃度越大，水冷壁磨損量越大。因?yàn)轭w粒數(shù)目越大，對管壁的撞擊和沖刷越強(qiáng)烈。在循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行過程中，負(fù)
4、荷越高，床層密度及床層差壓越大，說明顆粒濃度越大，磨損量也越大。循環(huán)流化床鍋爐由于其特定的燃燒方式，爐內(nèi)的固體物料密度為煤粉爐的幾十倍到百倍以上。燃料性質(zhì)的影響：燃料顆粒硬度、灰分越大，對水冷壁管壁的切削作用越強(qiáng)烈，磨損量越大。尤其在摻燒煤矸石或其它高硬度燃料時(shí)，會(huì)大大縮短水冷壁管爆管的運(yùn)行時(shí)間。安裝及檢修質(zhì)量的影響：鍋爐安裝及檢修質(zhì)量不好，例如，受熱面鰭片沒有滿焊，造成大量顆粒外漏，造成對水冷壁管側(cè)面的磨損。或管屏表面留下大量焊接后的凸起部位，形成顆粒渦流加劇磨損。耐磨材料脫落：在爐膛密相區(qū)排渣口、二次風(fēng)口處的異型管，過熱器
5、及再熱器穿墻管密封盒處管壁都會(huì)因耐磨材料脫落造成磨損。風(fēng)水聯(lián)合冷卻式流化床冷渣器回風(fēng)口處由于風(fēng)速過快，將耐磨材料吹落造成磨損。鍋爐本身動(dòng)力場的影響：由于爐膛內(nèi)煙氣流速分布不均勻，四角處的煙氣流速比中間大許多，所以磨損情況比其它部位嚴(yán)重。 1.處理及改造方法 運(yùn)行調(diào)整方面：在保證床料充分流化的前提下，盡量降低一次風(fēng)量；在維持氧量的前提下適當(dāng)調(diào)整二次風(fēng)量，合理搭配上下二次風(fēng)量，保持合適的過?？諝?。適當(dāng)降低密相區(qū)高度，延長燃煤顆粒在爐內(nèi)的停留時(shí)間，減小對水冷壁管的沖刷，同時(shí)也會(huì)降低飛灰含碳量。根據(jù)負(fù)荷變化選擇合適的床層差壓、
6、床層密度及煙氣流速。提高旋風(fēng)分離器分離效率，延長固體顆粒在爐內(nèi)的停留時(shí)間。 加強(qiáng)來煤管理，控制矸石含量。及時(shí)進(jìn)行煤質(zhì)化驗(yàn)，控制來煤的篩分粒度，經(jīng)常根據(jù)燃料顆粒度分布情況調(diào)整碎煤機(jī)錘頭間隙，盡量采用二級(jí)破碎系統(tǒng)，提高煤顆粒的均勻度，減小大顆粒在來煤總量中的比例。 檢修改造方面：杜絕水冷壁管屏表面的凸起現(xiàn)象，檢修結(jié)束后將水冷壁管焊口打磨圓滑，水冷壁管鰭片應(yīng)該滿焊，不能留下縫隙或漏洞。在水冷壁管加裝防磨護(hù)板，應(yīng)注意防磨護(hù)板與水冷壁管間的間隙不能太大以防形成凸臺(tái)。采用讓管技術(shù)，如圖1-2所示。選擇質(zhì)量較好的耐磨澆筑料和技術(shù)水平
7、高的施工隊(duì)伍，澆筑料軟著陸時(shí)不能形成斜坡，以免附近水冷壁管的磨損加劇。規(guī)范施工工藝，確保耐磨澆筑料在機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)不脫落。 對密相區(qū)埋管以上的裸露水冷壁管進(jìn)行熱噴涂。由于循環(huán)流化床鍋爐受熱面磨損問題比較嚴(yán)重，而一時(shí)難以找到有效的手段去徹底解決，目前熱噴涂成為一種有效的方法來降低磨損。熱噴涂是利用一定熱源，例如高溫電弧，將用于噴涂的材料加熱至熔化，并獲得高速度，噴射并沉積到經(jīng)過預(yù)處理的工件表面，形成具有較強(qiáng)耐磨功能并與基體牢固結(jié)合的覆蓋層的一項(xiàng)表面加工技術(shù)。按熱源分類，基本上可分為火焰噴涂、電弧噴涂和等離子噴涂。熱噴涂技術(shù)具
8、有以下特點(diǎn)：涂層的致密性好；涂層硬度高；涂層耐磨性能高；涂層與管道基體結(jié)合強(qiáng)度大。 進(jìn)行過熱噴涂的水冷壁管抗磨損和抗腐蝕壽命可以提高2～4倍。其施工工藝過程為：首先將水冷壁管壁減薄的部位先進(jìn)行堆焊，然后打磨圓滑，使處理后的水冷壁管壁厚度與正常管壁相同，對處理過的部位焊縫進(jìn)
