循環(huán)流化床鍋爐的防磨措施

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1、循環(huán)流化床鍋爐的防磨措施1　引言　　循環(huán)流化床(CFB)鍋爐是近幾年在我國(guó)發(fā)展起來(lái)的一種新型燃燒設(shè)備，而循環(huán)流化床燃燒技術(shù)的發(fā)展以其高效率低污染的高性能更是突飛猛進(jìn)。在環(huán)保要求日趨嚴(yán)格的今天，CFB鍋爐已成為當(dāng)前最有前途的燃燒設(shè)備，但是CFB與其它鍋爐相比，磨損比較嚴(yán)重，本文對(duì)此問(wèn)題進(jìn)行討論。2　磨損機(jī)理及防磨措施　　磨損在工程上常被理解為由于機(jī)械原因產(chǎn)生的顆粒剝離脫落引起的材料表面所不希望的逐漸變化，如減薄，開(kāi)裂。鍋爐常見(jiàn)的磨損即高速的灰粒子從不同的角度沖刷碰撞爐墻或受熱面而引起的種種變化。有資料介紹，磨損量與煙速的3.22次方成正比，并隨灰粒

2、子的濃度增大而增大。單從理論上講，降低磨損應(yīng)從降低煙氣流速，減小灰粒子濃度和減小粒子的顆粒直徑入手。　　下面從爐墻和受熱面兩個(gè)方面入手來(lái)介紹鍋爐常見(jiàn)的磨損部位及處理辦法。2.1　爐墻2.1.1　床體燃燒室部分因顆粒直徑大，物料濃度高對(duì)爐壁造成的磨損最嚴(yán)重。若風(fēng)室和床體為非水冷壁結(jié)構(gòu)，因爐墻太厚造成的熱應(yīng)力和物料的磨損常常導(dǎo)致墻體內(nèi)表面產(chǎn)生脫落和出現(xiàn)裂紋。通過(guò)把拐角處用圓角代替方角的方法很好地解決了這個(gè)問(wèn)題，如圖1所示。為保證床體的溫度，床體的上部常保持一定高度的衛(wèi)燃帶，在爐墻與水冷壁的結(jié)合處磨損較嚴(yán)重，如圖2(a)所示。原因是該處的截面形狀發(fā)生了

3、變化，導(dǎo)致煙氣在此形成渦流區(qū)，加速了管子的磨損。我們順勢(shì)利導(dǎo)，把水冷壁下部的爐墻做成和膜式壁一樣的截面，使?fàn)t壁在豎直方向上沒(méi)有截面變化。如圖2(b)所示，磨損大大減輕了。??圖1圖22.1.2　旋風(fēng)分離器出口的頂部由于煙氣速度高且對(duì)爐頂是正面沖擊，故此爐墻的脫落異常嚴(yán)重。在煙氣速度、顆粒的直徑和硬度都不可變的情況下，只能考慮更耐磨的爐墻材料來(lái)解決。如硅線石或棕剛玉等。2.2　受熱元件　　針對(duì)鍋爐受熱面的磨損，我們從結(jié)構(gòu)和工藝上進(jìn)行一些探討。2.2.1　結(jié)構(gòu)方面：采用一些常規(guī)的防磨結(jié)構(gòu)：如在管子表面加裝防磨套管或在易磨損部位加大壁厚；用Ω管或方形管

4、等。都在循環(huán)流化床中得到了大量的應(yīng)用，并收到了良好的效果，而一些特別的部位卻需要特別地對(duì)待。?　　(A)爐膛中的屏式受熱面　　當(dāng)屏如圖3所示布置時(shí)，經(jīng)觀察發(fā)現(xiàn)彎頭部位磨損相當(dāng)嚴(yán)重，因屏式受熱面橫向間距很大，用常規(guī)保護(hù)結(jié)構(gòu)是不可能的，后來(lái)采用了圖4形式，在彎頭處加裝了耐磨合金板做成的保護(hù)罩，效果不錯(cuò)。芬蘭ALSTROM公司生產(chǎn)的410?t/h的CFB鍋爐的屏結(jié)構(gòu)如圖5所示，爐膛內(nèi)不出現(xiàn)彎頭，每一片過(guò)熱器屏都有獨(dú)立的兩個(gè)集箱。這種結(jié)構(gòu)單從防磨觀點(diǎn)上看不失為一種好辦法，顯然它的缺點(diǎn)是使系統(tǒng)變得復(fù)雜，成本提高。圖3圖4圖5　　(B)尾部受熱面　　圖3所示

5、，轉(zhuǎn)向室內(nèi)設(shè)置導(dǎo)向板，避免了因離心作用導(dǎo)致的局部灰濃度過(guò)高而造成的對(duì)吊管和尾部受熱面的磨損。橫置式過(guò)熱器和經(jīng)濟(jì)器的彎頭的保護(hù)有多種方式，圖6的縫板結(jié)構(gòu)和孔板結(jié)構(gòu)無(wú)疑是比較理想的結(jié)構(gòu)形式。?圖62.2.2　工藝方面：通過(guò)熱處理使表面硬化，提高易磨部件的耐磨性；　　通過(guò)噴涂工藝，提高管子表面的耐磨性能；　　在管子和水冷壁上加裝防磨陶瓷?！　∩鲜龇椒ň煌潭鹊靥岣吡耸軣崦娴膲勖?，但也存在著工藝水平不足的問(wèn)題，使得涂層易從受熱面上剝離。3　小結(jié)　　綜上所述，磨損問(wèn)題應(yīng)從主動(dòng)性和被動(dòng)性?xún)煞矫鎭?lái)解決。主動(dòng)性是指從設(shè)計(jì)上降低煙氣流速和降低粒子的濃度、避免容易

6、引起磨損的結(jié)構(gòu)。被動(dòng)性是指增加易磨損部位的耐磨性來(lái)延長(zhǎng)鍋爐的壽命，從而被動(dòng)地解決磨損?！　￡P(guān)于循環(huán)流化床的磨損問(wèn)題我們已經(jīng)有了基本的認(rèn)識(shí)，但要徹底地解決磨損，達(dá)到和煤粉爐同樣的壽命，還要作進(jìn)一步的努力。