论文部分内容阅读
【摘 要】本文对循环流化床锅炉磨损的各种原因进行了分析，通过研究流化床锅炉的磨损机理，在实践中分析锅炉的磨损问题，找到防磨减磨的有效途径，通过不断的总结经验，对常见的风帽、水冷壁对流烟道受热面等部件找到一些防磨减磨的有效措施，有效的降低泄漏事故的发生，提高流化床锅炉安全运行的可靠性和运行周期。
【关键词】流化床锅炉；磨损；防磨损；措施
背 景
近年来，循环流化床锅炉在我国得到了广泛的应用，这种锅炉具有燃烧充分，热效率高等优点，经过国内科研院所的不断改造，循环流化床燃烧技术的发展更是突飞猛进。尤其是目前对环境保护的要求比较高，而循环流化床锅炉在燃烧的时候能有效降低对环境的污染，因此循环流化床锅炉就成了目前有效的能量转化设备，但是循环流化床锅炉也存在一定的问题，比如在燃烧的时候，炉膛内部会有大量的高温高浓度的煤粉和炉灰颗粒，而这些颗粒在高温下高速的冲击炉内的部件，磨损的问题就显得尤为突出，尽管锅炉厂在设计时使用了较多防磨措施，但是由于循环流化床锅炉内部的固体颗粒浓度为普通炉子的上百倍，同时高温颗粒在炉内运行情况复杂，炉体内部受到大量固體颗粒的不断冲击，磨损情况十分严重，产生较多的安全隐患。
1、流化床锅炉结构简介
1.1流化床锅炉的磨损机理
循环流化床锅炉的高效率是由于大量的小循环和多次的大循环构成的，让燃料在里面循环燃烧。在燃烧的时候炉子中的每个部分燃料的浓度不同，由于气流和重力的原因，通常在布风板上的风帽出口处的风速大，燃料被吹起后会下降或者朝着烟风推动力较小的地方漂移，在下降的途中会沿着水冷壁管外表面移动，而此时就会对水冷壁管外的外表面造成磨损，比如在炉膛炉内下部卫燃带、炉膛水冷壁管过渡区等气流较大，高温颗粒对管壁的撞击较大，因此对管壁磨损也比较大。
2、循环流化床锅炉主要金属部件的磨损
2.1布风装置的磨损
循环流化床锅炉的布风装置中磨损严重的是风帽，而在风帽中在循环物料回料口部分的地方磨损最严重，造成这部分磨损的主要原因：在高温下，高浓度的煤粉颗粒高速冲击布风装置的表面而造成的较为严重的磨损，由于煤粉常年累月的冲刷，对设备造成了较大的损耗。
2.2循环流化床锅炉水冷壁管的磨损
循环流化床锅炉的水冷壁管的磨损出现在下面三个地方：一是炉膛下部卫燃带与水冷壁管过渡部分管壁处的磨损。二是炉膛四个角落部分的管壁磨损。三是不规则部分水冷壁管的磨损。炉膛下部水冷壁管过渡和卫燃带管壁部分的磨损原因是由于在过渡区域内，沿壁表面往下流动的固体颗粒物与炉内向上运动的煤粉颗粒运动方向相反，在局部产生涡旋流；还有一个原因是流化床炉膛壁表面往下流动的固体颗粒在和煤粉相遇的地方会产生流动方向的改变，于是就对水冷壁管的表面形成了不断的冲刷。流化床锅炉的炉膛内部角落区域的管壁在高密度向下流动物料的不断冲刷下也会产生磨损。不规则部分管壁(如炉墙开孔处的弯管、穿墙管等)磨损首要原因是由于不规则管壁对局部固体颗粒的流动会造成较大的扰动，改变了固体颗粒的流动方向，因此会造成较大的磨损。
2.3循环流化床锅炉受热面的磨损
循环流化床锅炉受热面的磨损主要集中在炉膛角落区域磨损、燃烧室管壁的磨损、尾部受热面磨损等、炉顶受热面磨损。水平过热器管屏、炉膛内屏式过热器的磨损机理与循环流化床锅炉内水冷壁管的磨损机理相似，由锅炉内部受热面的具体结构和固体物料的流动特性来决定。
2.4循环流化床锅炉烟道受热面的磨损
循环流化床锅炉烟道尾部的对流受热面经常磨损部位包括炉膛出口到分离器进口烟道受热面，还有省煤器及空气预热器两端部分。锅炉对流烟道受热面的磨损一般发生在省煤器端和空气预热器进口处，通常由于受热面材料质量不好，同时设计上存在一定的问题，安装上也有一定的误差造成了受热面的磨损严重。
3、缓解流化床锅炉磨损的措施
3.1水冷壁管的防磨损措施
(1)水冷壁管的防磨措施。可以在浇注料上方一米处采用金属喷涂。首先对水冷壁管包括基面进行表面磨光的处理，使用稀有金属(Al、Cr、Mo、Ni等)按着一定配比碾磨成粉末，使用高温气枪喷将粉末喷涂到已做好抛光处理的水冷壁管表面上。采用这种技术在操作上简单方便，但是保持时间短，通常只有一年左右的时间。还有一种较为持久的方式，就是、是将该处的水冷壁管替换成耐磨的铁铝瓷包敷管，该项技术是将锅炉管和防磨瓦有机的结合，外侧十分耐磨，内侧承压效果好，同时有效的解决了应力集中，台阶过于突出，同时局部阻力大和焊接难度大等疑难问题，正常使用下，寿命可以达到3年以上。
(2)可以对该处的浇注料结构进行改造，把原来凸出水冷壁管的浇注料去掉，同时把鳍片下段延长到弯头下，这样打浇注料时，这样水冷壁管的立面就可以与水冷膜式壁平齐。采用这种设计后，就可以使顺膜式滑下的灰尘颗粒失去了反弹的跳板，摩损自然就消除了。
3.2风帽磨损解决方法
对于风帽的防磨措施，可以使用新型钟罩风帽来解决，新型钟罩风帽是近年来电厂流化床锅炉普遍采用的一种新型节能型风帽。这种风帽优点较多，因此得到了广泛的推广和应用。新型钟罩风帽采用优质耐用合金铸造，平均每平方米有孔35个，采用这种风帽能够有效地延缓磨损，并且使用寿命大于3年。对锅炉的改造过程如下，先将原有的风帽全部去掉，露出布风板，再将原来布风板上的开口间隔封堵住，原则上按照每2个开口封堵上1个，呈等腰三角形布置，然后按照新开口的位置，安装、焊接风帽底座，在焊接好的底座上加装大钟罩风帽，最后在底座间打上浇注料。这样就改造完成了。采用这个办法可以有效的缓解风帽磨损的问题。
3.3过热器管磨损解决方法
可以在循环流化床锅炉的过热器上加装一道防磨瓦进行防护。但为了保险，在过热器下部也增设了防磨护瓦。同时，每次停炉都也要认真的检查管排，保证管子按照一定的顺序排列。这样可以有效的防止烟气走廊的形成，采用几根水平的不锈钢铁板插在管排的中间并固定，并在磨损严重的前3排管子上加焊护瓦，采用这样的被动防磨办法，就可以有效地减少磨损程度。
通过从主动预防和被动预防两个方面来对流化床锅炉进行改造，会取得非常好的效果，将主要的磨损部位得到很好的保护，同时通过降低风速的措施的控制了炉内受热面的磨损，有效的延长了锅炉的运行周期。
4、结论
循环流化床锅炉的磨损问题不可避免，但是通过分析总结流化床锅炉防磨损方面的纺织经验，就可以找出一些防磨减磨的有效措施，通过学习和应用就能找到解决同类问题的方法，从而减少由于流化床锅炉泄漏造成的事故，应从主动预防和被动预防两个方面来解决循环流化床锅炉的磨损问题。主动预防是指从锅炉设计、制造、安装和运行的方面上降低降低粒子的浓度和烟气流动速度，和避免容易引起磨损的结构设计和运行状况；被动预防是通过指增加易磨损区域的耐磨性来延长锅炉的寿命，延长锅炉的运行周期，从而被动地解决其磨损问题。对于循环流化床锅炉的磨损情况问题，通过分析磨损的原因并采有针对性的防磨措施，是可以有效的解决流化床锅炉磨损的难题，从而提高流化床锅炉运行的稳定性和安全运行周期。
【关键词】流化床锅炉；磨损；防磨损；措施
背 景
近年来，循环流化床锅炉在我国得到了广泛的应用，这种锅炉具有燃烧充分，热效率高等优点，经过国内科研院所的不断改造，循环流化床燃烧技术的发展更是突飞猛进。尤其是目前对环境保护的要求比较高，而循环流化床锅炉在燃烧的时候能有效降低对环境的污染，因此循环流化床锅炉就成了目前有效的能量转化设备，但是循环流化床锅炉也存在一定的问题，比如在燃烧的时候，炉膛内部会有大量的高温高浓度的煤粉和炉灰颗粒，而这些颗粒在高温下高速的冲击炉内的部件，磨损的问题就显得尤为突出，尽管锅炉厂在设计时使用了较多防磨措施，但是由于循环流化床锅炉内部的固体颗粒浓度为普通炉子的上百倍，同时高温颗粒在炉内运行情况复杂，炉体内部受到大量固體颗粒的不断冲击，磨损情况十分严重，产生较多的安全隐患。
1、流化床锅炉结构简介
1.1流化床锅炉的磨损机理
循环流化床锅炉的高效率是由于大量的小循环和多次的大循环构成的，让燃料在里面循环燃烧。在燃烧的时候炉子中的每个部分燃料的浓度不同，由于气流和重力的原因，通常在布风板上的风帽出口处的风速大，燃料被吹起后会下降或者朝着烟风推动力较小的地方漂移，在下降的途中会沿着水冷壁管外表面移动，而此时就会对水冷壁管外的外表面造成磨损，比如在炉膛炉内下部卫燃带、炉膛水冷壁管过渡区等气流较大，高温颗粒对管壁的撞击较大，因此对管壁磨损也比较大。
2、循环流化床锅炉主要金属部件的磨损
2.1布风装置的磨损
循环流化床锅炉的布风装置中磨损严重的是风帽，而在风帽中在循环物料回料口部分的地方磨损最严重，造成这部分磨损的主要原因：在高温下，高浓度的煤粉颗粒高速冲击布风装置的表面而造成的较为严重的磨损，由于煤粉常年累月的冲刷，对设备造成了较大的损耗。
2.2循环流化床锅炉水冷壁管的磨损
循环流化床锅炉的水冷壁管的磨损出现在下面三个地方：一是炉膛下部卫燃带与水冷壁管过渡部分管壁处的磨损。二是炉膛四个角落部分的管壁磨损。三是不规则部分水冷壁管的磨损。炉膛下部水冷壁管过渡和卫燃带管壁部分的磨损原因是由于在过渡区域内，沿壁表面往下流动的固体颗粒物与炉内向上运动的煤粉颗粒运动方向相反，在局部产生涡旋流；还有一个原因是流化床炉膛壁表面往下流动的固体颗粒在和煤粉相遇的地方会产生流动方向的改变，于是就对水冷壁管的表面形成了不断的冲刷。流化床锅炉的炉膛内部角落区域的管壁在高密度向下流动物料的不断冲刷下也会产生磨损。不规则部分管壁(如炉墙开孔处的弯管、穿墙管等)磨损首要原因是由于不规则管壁对局部固体颗粒的流动会造成较大的扰动，改变了固体颗粒的流动方向，因此会造成较大的磨损。
2.3循环流化床锅炉受热面的磨损
循环流化床锅炉受热面的磨损主要集中在炉膛角落区域磨损、燃烧室管壁的磨损、尾部受热面磨损等、炉顶受热面磨损。水平过热器管屏、炉膛内屏式过热器的磨损机理与循环流化床锅炉内水冷壁管的磨损机理相似，由锅炉内部受热面的具体结构和固体物料的流动特性来决定。
2.4循环流化床锅炉烟道受热面的磨损
循环流化床锅炉烟道尾部的对流受热面经常磨损部位包括炉膛出口到分离器进口烟道受热面，还有省煤器及空气预热器两端部分。锅炉对流烟道受热面的磨损一般发生在省煤器端和空气预热器进口处，通常由于受热面材料质量不好，同时设计上存在一定的问题，安装上也有一定的误差造成了受热面的磨损严重。
3、缓解流化床锅炉磨损的措施
3.1水冷壁管的防磨损措施
(1)水冷壁管的防磨措施。可以在浇注料上方一米处采用金属喷涂。首先对水冷壁管包括基面进行表面磨光的处理，使用稀有金属(Al、Cr、Mo、Ni等)按着一定配比碾磨成粉末，使用高温气枪喷将粉末喷涂到已做好抛光处理的水冷壁管表面上。采用这种技术在操作上简单方便，但是保持时间短，通常只有一年左右的时间。还有一种较为持久的方式，就是、是将该处的水冷壁管替换成耐磨的铁铝瓷包敷管，该项技术是将锅炉管和防磨瓦有机的结合，外侧十分耐磨，内侧承压效果好，同时有效的解决了应力集中，台阶过于突出，同时局部阻力大和焊接难度大等疑难问题，正常使用下，寿命可以达到3年以上。
(2)可以对该处的浇注料结构进行改造，把原来凸出水冷壁管的浇注料去掉，同时把鳍片下段延长到弯头下，这样打浇注料时，这样水冷壁管的立面就可以与水冷膜式壁平齐。采用这种设计后，就可以使顺膜式滑下的灰尘颗粒失去了反弹的跳板，摩损自然就消除了。
3.2风帽磨损解决方法
对于风帽的防磨措施，可以使用新型钟罩风帽来解决，新型钟罩风帽是近年来电厂流化床锅炉普遍采用的一种新型节能型风帽。这种风帽优点较多，因此得到了广泛的推广和应用。新型钟罩风帽采用优质耐用合金铸造，平均每平方米有孔35个，采用这种风帽能够有效地延缓磨损，并且使用寿命大于3年。对锅炉的改造过程如下，先将原有的风帽全部去掉，露出布风板，再将原来布风板上的开口间隔封堵住，原则上按照每2个开口封堵上1个，呈等腰三角形布置，然后按照新开口的位置，安装、焊接风帽底座，在焊接好的底座上加装大钟罩风帽，最后在底座间打上浇注料。这样就改造完成了。采用这个办法可以有效的缓解风帽磨损的问题。
3.3过热器管磨损解决方法
可以在循环流化床锅炉的过热器上加装一道防磨瓦进行防护。但为了保险，在过热器下部也增设了防磨护瓦。同时，每次停炉都也要认真的检查管排，保证管子按照一定的顺序排列。这样可以有效的防止烟气走廊的形成，采用几根水平的不锈钢铁板插在管排的中间并固定，并在磨损严重的前3排管子上加焊护瓦，采用这样的被动防磨办法，就可以有效地减少磨损程度。
通过从主动预防和被动预防两个方面来对流化床锅炉进行改造，会取得非常好的效果，将主要的磨损部位得到很好的保护，同时通过降低风速的措施的控制了炉内受热面的磨损，有效的延长了锅炉的运行周期。
4、结论
循环流化床锅炉的磨损问题不可避免，但是通过分析总结流化床锅炉防磨损方面的纺织经验，就可以找出一些防磨减磨的有效措施，通过学习和应用就能找到解决同类问题的方法，从而减少由于流化床锅炉泄漏造成的事故，应从主动预防和被动预防两个方面来解决循环流化床锅炉的磨损问题。主动预防是指从锅炉设计、制造、安装和运行的方面上降低降低粒子的浓度和烟气流动速度，和避免容易引起磨损的结构设计和运行状况；被动预防是通过指增加易磨损区域的耐磨性来延长锅炉的寿命，延长锅炉的运行周期，从而被动地解决其磨损问题。对于循环流化床锅炉的磨损情况问题，通过分析磨损的原因并采有针对性的防磨措施，是可以有效的解决流化床锅炉磨损的难题，从而提高流化床锅炉运行的稳定性和安全运行周期。