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摘 要 BG-75/5.29-M1循环流化床锅炉运行过程中出现受热面磨损严重，使锅炉的连续运行时数降低，主设备运行的安全可靠性无法得到有效保证。根据这一情况，为了提高锅炉的运行时数，对此种炉型产生磨损的原因和机理进行了简要的分析，有针对性地采用了相应的一些防磨措施，较为有效的减缓了受热面钢管的磨损速度，使锅炉的运行时数有了明显提高。
关键词 锅炉；磨损；浅析；防护；措施
中图分类号：TK223 文献标识码：A 文章编号：1671—7597（2013）031-125-01
1 情况概述
我厂BG-75/5.29-M1循环流化床锅炉采用单锅筒横置式室内布置，自然循环汽水系统。膜式水冷壁，炉膛燃烧室标高18.8 m，燃烧室以上一次布置有：蒸发管、高、低温过热器、高温省煤器。尾部烟道依次布置低温省煤器和空预器。炉膛尾部烟道之间由两个并列的旋风分离器相连通，分离器的入口烟气温度450℃，中温分离。锅炉采用流态化燃烧方式，分段送风。一次风机从炉膛底部经布风板送入，二、三次风分别送入燃烧室过渡段和悬浮段，一、二、三次风率分别50%、30%和20%，布风板区烟气速度4.5 m/s，稀相区烟气速度3.5 m/s。高温烟气携带固体颗粒流经炉膛对流受热面后烟温降至450℃左右进入旋风分离器，分离下来的循环灰经回料控制器送入燃烧室，灰料控制器为N型结构，回料量由罗茨风机控制，分离器未分离下来的飞灰通过尾部烟道受热面后大部分由静电除尘器捕获，最后经过引风机。该炉的最大特点是锅炉负荷及煤种适应性强，负荷调节范围大。暴露比较突出的问题是锅炉受热面磨损严重。磨损导致锅炉“四管”泄漏发生停炉事件，占总停炉次数的70%以上。由于磨损使锅炉的安全、经济运行受到了极大的影响，针对锅炉反映出的磨损问题，实施了锅炉综合性的防磨治理，减缓了受热面钢管的磨损速度。
2 锅炉磨损机理的简要分析
2.1 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。
2.2 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。
2.3 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。
2.4 床料颗粒成分对磨损的影响
含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。
3 循环流化床锅炉受热面防磨所采取的相应措施
3.1 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。
3.2 蒸发管和过热器管束排列梳理和提高钢管抗磨性及机械强度的措施
通常减轻锅炉受热面磨损的办法由耐磨材料喷涂；加盖板护瓦、加鳍片等。对蒸发管防磨采用的办法是，易磨损的部位采取喷涂耐磨材料，提高锅炉钢管表面的抗塑性变形能力，主要在蒸发管的外万盒内弯处喷涂耐磨性和耐高温形能较为稳定的合金材料，涂层厚度1㎜～2 ㎜，同时也用加盖板护瓦的方法进行防护，盖板护瓦的形状分为弯头式和直段式盖板护瓦，用喷涂耐磨材料和加盖板护瓦的防护措施起到了对蒸发管的保护作用，由于蒸发管选用的管材是20#钢，其机械性能参数在锅炉用钢的种类里也是比较低的，为了提高蒸发管和低温过热器钢管的机械强度，将蒸发管换成20G材质的钢管，低温过热器和高温过热器均换成12CrlMoVG合金管；采取更换管的措施，是提高锅炉受热面钢管的机械强度，增强受热面钢管的耐磨能力；蒸发管及以上受热面磨损的另一种防护办法，是对蒸发管和过热器的管束进行加装梳形板的作用，使受热面的管束不会产生热应力变形，而出现钢管节距发生变化，导致最底部蒸发管防磨板不能保护乱排错列的钢管，而引起磨损加剧，这种方法起到了防磨损的作用。
4 结论
经过对锅炉受热面和关键部件防止磨损采用多种措施的治理，很大程度的减缓了锅炉受热面的磨损情况，没有采取防磨的综合治理之前，锅炉的连续运行天数没有超出过60天，而经进行一些技术改造和加强运行调整及运行多种防磨技术的治理后，锅炉的连续运行天数超过了100天，由此看来，循环流化床锅炉的磨损问题是能够控制和减少其磨损速度的，如果采用受热面喷焊防磨的新技术和新工艺，将会更能有效地提高受热面钢管的使用寿命，使锅炉主设备的安全、经济运行得以保证。
参考文献
[1]循环流化床锅炉理论设计及运行[M].中国电力出版社.
[2]循环流化床燃烧技术[M].中国电力出版社.
关键词 锅炉；磨损；浅析；防护；措施
中图分类号：TK223 文献标识码：A 文章编号：1671—7597（2013）031-125-01
1 情况概述
我厂BG-75/5.29-M1循环流化床锅炉采用单锅筒横置式室内布置，自然循环汽水系统。膜式水冷壁，炉膛燃烧室标高18.8 m，燃烧室以上一次布置有：蒸发管、高、低温过热器、高温省煤器。尾部烟道依次布置低温省煤器和空预器。炉膛尾部烟道之间由两个并列的旋风分离器相连通，分离器的入口烟气温度450℃，中温分离。锅炉采用流态化燃烧方式，分段送风。一次风机从炉膛底部经布风板送入，二、三次风分别送入燃烧室过渡段和悬浮段，一、二、三次风率分别50%、30%和20%，布风板区烟气速度4.5 m/s，稀相区烟气速度3.5 m/s。高温烟气携带固体颗粒流经炉膛对流受热面后烟温降至450℃左右进入旋风分离器，分离下来的循环灰经回料控制器送入燃烧室，灰料控制器为N型结构，回料量由罗茨风机控制，分离器未分离下来的飞灰通过尾部烟道受热面后大部分由静电除尘器捕获，最后经过引风机。该炉的最大特点是锅炉负荷及煤种适应性强，负荷调节范围大。暴露比较突出的问题是锅炉受热面磨损严重。磨损导致锅炉“四管”泄漏发生停炉事件，占总停炉次数的70%以上。由于磨损使锅炉的安全、经济运行受到了极大的影响，针对锅炉反映出的磨损问题，实施了锅炉综合性的防磨治理，减缓了受热面钢管的磨损速度。
2 锅炉磨损机理的简要分析
2.1 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。
2.2 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。
2.3 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。
2.4 床料颗粒成分对磨损的影响
含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。
3 循环流化床锅炉受热面防磨所采取的相应措施
3.1 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。
3.2 蒸发管和过热器管束排列梳理和提高钢管抗磨性及机械强度的措施
通常减轻锅炉受热面磨损的办法由耐磨材料喷涂；加盖板护瓦、加鳍片等。对蒸发管防磨采用的办法是，易磨损的部位采取喷涂耐磨材料，提高锅炉钢管表面的抗塑性变形能力，主要在蒸发管的外万盒内弯处喷涂耐磨性和耐高温形能较为稳定的合金材料，涂层厚度1㎜～2 ㎜，同时也用加盖板护瓦的方法进行防护，盖板护瓦的形状分为弯头式和直段式盖板护瓦，用喷涂耐磨材料和加盖板护瓦的防护措施起到了对蒸发管的保护作用，由于蒸发管选用的管材是20#钢，其机械性能参数在锅炉用钢的种类里也是比较低的，为了提高蒸发管和低温过热器钢管的机械强度，将蒸发管换成20G材质的钢管，低温过热器和高温过热器均换成12CrlMoVG合金管；采取更换管的措施，是提高锅炉受热面钢管的机械强度，增强受热面钢管的耐磨能力；蒸发管及以上受热面磨损的另一种防护办法，是对蒸发管和过热器的管束进行加装梳形板的作用，使受热面的管束不会产生热应力变形，而出现钢管节距发生变化，导致最底部蒸发管防磨板不能保护乱排错列的钢管，而引起磨损加剧，这种方法起到了防磨损的作用。
4 结论
经过对锅炉受热面和关键部件防止磨损采用多种措施的治理，很大程度的减缓了锅炉受热面的磨损情况，没有采取防磨的综合治理之前，锅炉的连续运行天数没有超出过60天，而经进行一些技术改造和加强运行调整及运行多种防磨技术的治理后，锅炉的连续运行天数超过了100天，由此看来，循环流化床锅炉的磨损问题是能够控制和减少其磨损速度的，如果采用受热面喷焊防磨的新技术和新工艺，将会更能有效地提高受热面钢管的使用寿命，使锅炉主设备的安全、经济运行得以保证。
参考文献
[1]循环流化床锅炉理论设计及运行[M].中国电力出版社.
[2]循环流化床燃烧技术[M].中国电力出版社.