循環(huán)流化床鍋爐受熱面磨損預(yù)防及措施探索

1、論文循環(huán)流化床鍋爐受熱面磨損及處理措施探討申請人：翁振興學(xué)科（專業(yè)）：熱能與動力工程指導(dǎo)教師：黃希橋 2012年03月網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院畢 業(yè) 設(shè) 計 (論 文) 任 務(wù) 書專業(yè)班級1003熱動層次本科姓名翁振興學(xué)號10017930011002一、畢業(yè)設(shè)計（論文）題目循環(huán)流化床鍋爐受熱面磨損及處理措施探討二、畢業(yè)設(shè)計（論文）工作自2011年12月15日起至2012年04月18日止三、畢業(yè)設(shè)計（論文）基本要求：1、認(rèn)真閱讀網(wǎng)絡(luò)學(xué)院有關(guān)畢業(yè)設(shè)計要求，查閱相關(guān)文獻(xiàn)，針對國內(nèi)循環(huán)流化床鍋爐受熱面磨損問題，結(jié)合實際檢驗結(jié)果分析影響其可靠工作的主要因素，選擇適合的防磨措施，進(jìn)行合理的技術(shù)改造，提高循環(huán)流化床鍋爐

2、運行的可靠性。 2、提交的終稿應(yīng)力求有作者自己的觀點，中心突出，層次分明，論述清楚，結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)，文字流暢，論點明確，論據(jù)充實。 3、參考他人文獻(xiàn)應(yīng)按規(guī)范注明來源和出處，不得以任何形式抄襲、剽竊。 4、終稿按照網(wǎng)絡(luò)學(xué)院的格式要求排版、打印，提交符合規(guī)范要求的畢業(yè)設(shè)計論文（包括電子版），論文字?jǐn)?shù)不低于8000字。 指導(dǎo)教師： 黃希橋 網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)考核評議書指導(dǎo)教師評語：該同學(xué)能夠根據(jù)畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書提出的要求，查閱相關(guān)文獻(xiàn)，在分析影響循環(huán)流化床鍋爐受熱面磨損工作機(jī)理的基礎(chǔ)上，論述了影響磨損的主要因素，并結(jié)合實際檢驗結(jié)果提出了的技術(shù)改造措施，具有較強(qiáng)的借鑒指導(dǎo)意義。論文寫作認(rèn)真、態(tài)度端正

3、，工作量飽滿、語句流暢，表明該同學(xué)已達(dá)到本科畢業(yè)水平，同意組織畢業(yè)論文答辯。建議成績： 94 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日答辯小組意見：負(fù)責(zé)人簽名 年 月 日答辯小組成員 畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯委員會意見： 負(fù)責(zé)人簽名： 年 月 日論文題目：循環(huán)流化床鍋爐受熱面磨損及處理措施探討學(xué)科（專業(yè)）：熱能與動力工程申請人：翁振興指導(dǎo)教師：黃希橋 教授 摘 要循環(huán)流化床(cfb)鍋爐是近幾年在我國發(fā)展起來的一種新型燃燒設(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、高性能特點更是突飛猛進(jìn)。特別在環(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。循環(huán)流

4、化床鍋爐主要磨損部位在燃燒室衛(wèi)燃帶上沿及澆注料與膜式壁的交界臺階處的水冷壁管，爐床布風(fēng)裝置，對流煙道受熱面的過熱器及省煤器管。通常認(rèn)為，循環(huán)流化床的磨損主要與固體的物料濃度、煙氣速度、運行調(diào)整、循環(huán)倍率和結(jié)構(gòu)設(shè)計等因素有關(guān)。至今磨損問題一直制約循環(huán)流化床鍋爐的發(fā)展。因此，在循環(huán)流化床鍋爐的設(shè)計與生產(chǎn)運行與檢修過程中,了解受熱面的磨損規(guī)律，找出主要磨損部位及分析原因，應(yīng)根據(jù)這些磨損的機(jī)理和主要影響因素，選擇適合的防磨措施，進(jìn)行合理的技術(shù)改造，保持鍋爐最佳方式運行，使磨損損害減少到最小程度，從而提高循環(huán)流化床鍋爐運行的可靠性。無論從安全或經(jīng)濟(jì)上都是非常必要和及時的。本文首先介紹循環(huán)流化床的廣泛應(yīng)用

5、以及制約其發(fā)展的主要因素磨損；其次分析循環(huán)流化床鍋爐中的磨損以及簡單介紹磨損的主要因素（煙氣流速、物料濃度、顆粒撞擊可能性、顆粒粒度與硬度等磨損特性、爐內(nèi)流場、受熱面及內(nèi)襯的材質(zhì)、流化床運行床溫等），用實際檢驗中發(fā)現(xiàn)的磨損問題加以分析和提出處理建議；第三，重點對循環(huán)流化床鍋爐受熱面磨損機(jī)理進(jìn)行了分析，指出了水冷壁管的磨損是循環(huán)流化床鍋爐中受熱面磨損最嚴(yán)重的部位之一。詳細(xì)介紹了爐內(nèi)水冷壁管磨損的四種情形：爐膛下部密相區(qū)埋管部位、燃燒室衛(wèi)燃帶上沿及澆注料與膜式壁的交界處的管壁磨損、不規(guī)則區(qū)域管壁的磨損、煙氣泄漏對管子的磨損，并對這四種磨損加以重點分析；最后對循環(huán)流化床鍋爐運行中的易磨損部件的磨損，

6、提出控制物料總體循環(huán)量、控制床溫、控制燃料特性等調(diào)整鍋爐運行參數(shù)減少磨損的方法以及在埋管上加裝防磨鰭片、防磨罩、耐火材料層等方法，在澆注料與膜式水冷壁管交界處以上的管子表面焊橫向或縱向肋片、加耐火防磨擋圈、管子表面采取金屬防磨噴涂、讓管防磨技術(shù)等相應(yīng)的防磨損措施，使循環(huán)流化床鍋爐的磨損得以明顯減輕，從而使循環(huán)流化床鍋爐在防磨技術(shù)上有較好的發(fā)展和提高。關(guān)鍵詞：循環(huán)流化床；受熱面；磨損；處理措施論文類型：應(yīng)用研究目 錄摘 要i目 錄iii1 前 言12循環(huán)流化床鍋爐中的磨損32.1循環(huán)流化床鍋爐磨損主要因素32.2循環(huán)流化床鍋爐磨損案例33 循環(huán)流化床鍋爐受熱面磨損機(jī)理分析83.1水冷壁管的磨損8

7、3.2過熱器管、省煤器管的磨損93.3風(fēng)帽的磨損原因分析104 受熱面磨損的處理措施114.1調(diào)整鍋爐運行參數(shù)減少磨損方法114.2 受熱面磨損處理措施124.3采取的其他防磨措施144.4為減小受熱面管磨損，鍋爐檢修方面應(yīng)注意的問題144.5小結(jié)155 結(jié)束語16致 謝17參考文獻(xiàn)18聲 明1 前 言近年來，循環(huán)流化床鍋爐具有煤種適應(yīng)性廣、燃料效率高、環(huán)保性能好、負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍大和灰渣綜合利用等優(yōu)點得到了廣泛應(yīng)用。（1）燃料適應(yīng)范圍廣。除能燃用一般的煤礦外，還可以燃燒低熱值的煤矸石、煤泥、生活垃圾等，對處理城市垃圾和能源的綜合利用有著顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。（2）鍋爐的熱效率高。燃料在循環(huán)流

8、化床鍋爐內(nèi)經(jīng)過多次循環(huán)燃燒，其灰渣含碳量和飛灰含碳量可分別達(dá)到1%和10%以下；同時灰渣的熱量也能得到充分的回收利用。（3）低污染燃燒。由于循環(huán)流化床鍋爐的爐膛溫度可控制在850920，并可在燃料中添加石灰石，因此能夠方便的脫硫脫氮，減少有害氣體的排放。（4）負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍大，適合調(diào)峰運行。循環(huán)流化床鍋爐可在30%mrc時不投油穩(wěn)定燃燒。（5）灰渣具有良好的活性，可作為水泥的添加劑和輕質(zhì)建筑材料，具有良好的社會效益、環(huán)保效益和經(jīng)濟(jì)效益。綜合國內(nèi)外循環(huán)流化床鍋爐的發(fā)展?fàn)顩r，循環(huán)流化床鍋爐以其燃料適應(yīng)性強(qiáng)、燃燒效率高、低污染排放等優(yōu)點，在短期內(nèi)就得到了迅猛發(fā)展，但在其發(fā)展的過程中，鍋爐設(shè)備的磨損嚴(yán)重

9、問題一直是鍋爐行業(yè)中的一個交點問題，磨損會加快受熱面管束的減薄速率，從而引起爆管，停機(jī)，嚴(yán)重影響鍋爐安全運行，降低鍋爐效率，給企業(yè)生產(chǎn)帶來巨大的財力和物力損失。磨損一般可以分為粘著磨損、磨料磨損、腐蝕磨損、接觸疲勞磨損、沖蝕磨損等。物體或者固體顆粒以一定的速度和角度對材料表面進(jìn)行的沖擊所造成的磨損稱為沖蝕。沖蝕有沖刷磨損和撞擊磨損兩種類型。沖刷磨損的顆粒相對固體表面沖擊角較小，甚至接近平等；撞擊磨損顆粒相對固體表面沖擊角較大，或接近垂直。一般循環(huán)流化床鍋爐床料顆粒與受熱面的沖擊角為090，因此循環(huán)流化床鍋爐的磨損是兩類磨損的綜合結(jié)果。從發(fā)展趨勢來說，循環(huán)流化床鍋爐的磨損問題必須得到解決。國內(nèi)外

10、在處理磨損問題上也都經(jīng)歷了不斷改進(jìn)和完善的過程。目前在在國內(nèi)除了引進(jìn)吸收國外先進(jìn)的防磨銷釘和專用防磨耐火材料等技術(shù)外，也在不斷開發(fā)和應(yīng)用適合自主研發(fā)爐型的防磨技術(shù)，比如應(yīng)用新材料、新工藝的噴涂或堆焊技術(shù)以及在在鋼管表面加裝合金防護(hù)板等技術(shù)，使得防磨技術(shù)日趨成熟。然而循環(huán)流化床鍋爐的燃燒機(jī)理又決定了設(shè)備在運行中，磨損問題永遠(yuǎn)是不可避免的，這就要求我們在科學(xué)研究和生產(chǎn)實踐過程中不斷探索設(shè)備的磨損規(guī)律，找出主要磨損部位及原因，研發(fā)新的防磨材料，采取先進(jìn)的防磨技術(shù)。本文正是通過對循環(huán)流化床鍋爐運行中的易磨損部件磨損機(jī)理分析，針對鍋爐特性和現(xiàn)場檢驗分析相結(jié)合，介紹鍋爐相對最佳的防磨措施，從而使循環(huán)流化床

11、鍋爐在防磨技術(shù)上有較好的發(fā)展和提高，使循環(huán)流化床鍋爐的磨損得以明顯減輕。2循環(huán)流化床鍋爐中的磨損本章對循環(huán)流化床鍋爐中的磨損進(jìn)行分析，同進(jìn)指出了磨損的主要因素（煙氣流速、物料濃度、顆粒撞擊可能性、顆粒粒度與硬度等磨損特性、爐內(nèi)流場、受熱面及內(nèi)襯的材質(zhì)、流化床運行床溫等），并用實際檢驗中發(fā)現(xiàn)的磨損問題舉例加以分析說明和提出處理建議。2.1循環(huán)流化床鍋爐磨損主要因素表1給出了各種鍋爐典型的固體物料濃度和煙速的范圍，從表中的數(shù)據(jù)可以看出，循環(huán)流化床鍋爐爐內(nèi)灰濃度高，通常為煤粉爐的幾十倍、幾百倍，甚至上千倍，因此循環(huán)流化床鍋爐的磨損要比其它類型鍋爐嚴(yán)重得多，受熱面和耐火材料的防磨問題應(yīng)特別重視。磨損問

12、題解決得如何，直接關(guān)系到循環(huán)流化床鍋爐設(shè)計的成敗，也直接影響循環(huán)流化床鍋爐機(jī)組的可用率。表1各種鍋爐的典型固體物料密度及煙速鍋爐區(qū)域固體物料密度/(kgm-3)煙氣流速（ms-1）循環(huán)流化床燃燒室密相區(qū)10010004.57循環(huán)流化床燃燒室稀相區(qū)5504.57循環(huán)流化床對流煙道41216鼓泡流化床密相區(qū)200100013.5煤粉爐對流煙道22025燃?xì)鉅t對流煙道030以上磨損的主要因素有：煙氣流速、物料濃度、顆粒撞擊可能性、顆粒粒度與硬度等磨損特性、爐內(nèi)流場、受熱面及內(nèi)襯的材質(zhì)、流化床運行床溫等。2.2循環(huán)流化床鍋爐磨損案例2.2.1案例一2.2.1.1 鍋爐概況某電廠1#爐為哈爾濱鍋爐廠有限

13、責(zé)任公司設(shè)計制造的循環(huán)流化床鍋爐，鍋爐型號為hg-440/13.7-l.wm20，鍋爐出口壓力為13.7mpa, 出口溫度為540, 額定蒸發(fā)量為440t/h，于2005年12月投入運行，累計運行約31000小時。該鍋爐爐膛內(nèi)四周布置有膜式水冷壁，爐膛布置屏式過熱器，對流過熱器、省煤器和空氣預(yù)熱器布置在鍋爐尾部煙道。2.2.1.2 檢驗情況2009年8月，在對該循環(huán)流化床鍋爐進(jìn)行水冷壁檢驗時發(fā)現(xiàn)該鍋爐水冷壁管磨損比較嚴(yán)重。本次檢驗中發(fā)現(xiàn)水冷壁管主要的磨損部位有：爐膛四周角落區(qū)域管壁的磨損（見圖1）；前墻水冷壁管大面積磨損（見圖2）；爐膛衛(wèi)燃帶與水冷壁管過渡區(qū)域（密相區(qū)）上方管壁的磨損（見圖3、

14、圖4），實測最小壁厚4.3mm（公稱壁厚6.5mm），測厚具體位置和測厚數(shù)值見圖5和表2。 圖1右前角水冷壁鰭片磨損穿孔 圖2 前墻水冷壁大面積磨損 圖3 水冷壁管澆注料區(qū)域存在磨損 圖4 衛(wèi)燃帶上側(cè)水冷壁管磨損 圖5 后水冷壁管測厚點部位圖表2：后水冷壁管測厚數(shù)據(jù) 單位：mm測點編號a2a10a20a21a23a26a130a137a151a155a156測點厚度4.85.35.15.15.24.94.64.54.95.14.3注：測點編號“a2”表示后水冷壁右起第2根管a位置的壁厚，其它依此類推。2.2.1.3 原因分析cfb鍋爐爐膛下部都敷設(shè)耐火材料，高度、厚度通常隨機(jī)組的大小而不同，在

15、其交界區(qū)域形成45度或圓滑過渡。其磨損原因有以下兩個方面：1）在過渡區(qū)內(nèi)由于沿壁面下流的固體物料與爐內(nèi)向上運動的固體物料運行方向相反，因而在局部產(chǎn)生旋流（見圖6）；2）沿爐膛壁面下流的固體物料在交界區(qū)域產(chǎn)生流動方向的改變，因而對水冷壁管產(chǎn)生沖刷（見圖7）。衛(wèi)燃帶與水冷壁過渡區(qū)域內(nèi)水冷壁管的磨損并不是在爐膛四周均勻發(fā)生的，而是與爐內(nèi)物料總體流動形式有關(guān)。 圖6 圖72.2.1.4 檢驗意見衛(wèi)燃帶上后水冷壁管實測最小壁厚（4.3mm）小于公稱壁厚（6.5mm），查強(qiáng)度計算書，小于5.61mm（理論壁厚5.11mm+腐蝕裕量0.5mm），管排磨損嚴(yán)重，應(yīng)采取相應(yīng)措施，對于磨損超標(biāo)的水冷壁管建議更換。

16、2.2.2案例二2.2.2.1 鍋爐概況某電廠4#爐為湘潭鍋爐有限責(zé)任公司設(shè)計制造的循環(huán)流化床鍋爐，鍋爐型號為xtg-35/3.82-m，鍋爐出口壓力為3.82mpa, 出口溫度為540, 額定蒸發(fā)量為35t/h，于2010年10月投入運行，累計運行約9800小時。該鍋爐爐膛內(nèi)四周布置有膜式水冷壁，過熱器、省煤器和空氣預(yù)熱器布置在鍋爐尾部煙道。2.2.2.2 檢驗情況2011年12月，在對該循環(huán)流化床鍋爐進(jìn)行水冷壁檢驗時發(fā)現(xiàn)該鍋爐水冷壁管磨損比較嚴(yán)重。本次檢驗中發(fā)現(xiàn)水冷壁管主要的磨損部位有：爐膛水冷壁管與衛(wèi)燃帶交界處左側(cè)前、后角的水冷壁管磨損嚴(yán)重，形成凹槽（見圖8），實測最小壁厚4.1mm（公

17、稱壁厚5mm），測厚具體位置和測厚數(shù)值見圖10和表3。；爐膛內(nèi)有4處衛(wèi)燃帶澆注料處的水冷壁管外露并磨損，其中后墻左回料口的左側(cè)水冷壁管磨損減薄嚴(yán)重（見圖9），實測最小壁厚3.4mm（公稱壁厚5mm），測厚具體位置和測厚數(shù)值見圖11和表4。 圖8澆注料分界處左后角水冷壁管磨損 圖9后墻左回料口左側(cè)澆注料處水冷壁磨損表3：左水冷壁管測厚數(shù)據(jù) 單位：mm 測點編號a1a2a3a4a5a6a22測點厚度4.74.64.45.15.24.94.6注：測點編號“a1”表示前起第1根左水冷壁管a點位置的壁厚，其它依此類推。 圖10 左水冷壁管測厚點部位圖 圖11 后墻左回料口的左側(cè)水冷壁管測厚點部位圖表4：

18、后墻左回料口的左側(cè)水冷壁管測厚數(shù)據(jù) 單位：mm測點編號12測點厚度3.44.82.2.2.3 原因分析 在爐膛內(nèi)，固體顆粒流動具有環(huán)形流特征，即沿床層截面可分為兩個區(qū)域：邊壁附近的高濃度顆粒主體下行區(qū)邊壁環(huán)流；中心區(qū)域的低濃度顆粒主體上升區(qū)中心核心流，形成典型的環(huán)一核兩區(qū)流動。在邊壁環(huán)流內(nèi)，大量顆粒貼壁下流，且速度越來越來越快，濃度越來越高，且角落區(qū)域向下流動的顆粒濃度較高。 該鍋爐衛(wèi)燃帶未按圖紙要求施工，將澆注料敷設(shè)高度超高約200mm并形成臺階，而四周角落區(qū)域的澆注料還向上敷設(shè)了150mm，且運行一段時間后，左側(cè)前后角澆注料與水冷壁管開裂形成約8-10mm的間隙，大量濃度和速度均越來越高的

19、顆粒的下降流動順著水冷壁管與澆注料的間隙沖刷水冷壁管，形成凹槽。 2.2.2.4 處理意見該鍋爐設(shè)計采用了將膜式壁折彎，使該處澆注料與膜式水冷壁管形成上下一致的垂直平面，這樣物料流沿壁面平直下滑，消除了局部渦流區(qū)減少磨損。要嚴(yán)格按照圖紙要求重新敷設(shè)衛(wèi)燃帶，在澆注料施工完畢后拆模板時，檢查澆注料與折彎水冷壁管過渡要平滑，不能出現(xiàn)臺階或滲漿造成的棱角。 2.2.2.5 今后應(yīng)注意的事項 運行后，在每次停爐檢修時對衛(wèi)燃帶進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)衛(wèi)燃帶有破損開裂的要及時修補(bǔ)。3 循環(huán)流化床鍋爐受熱面磨損機(jī)理分析本章對循環(huán)流化床鍋爐受熱面磨損機(jī)理進(jìn)行了分析，指出了水冷壁管的磨損是循環(huán)流化床鍋爐中受熱面磨損最嚴(yán)重的

20、部位之一。針對爐內(nèi)水冷壁管磨損：爐膛下部密相區(qū)埋管部位、燃燒室衛(wèi)燃帶上沿及澆注料與膜式壁的交界處的管壁磨損、不規(guī)則區(qū)域管壁的磨損、煙氣泄漏對管子的磨損加以重點分析。3.1水冷壁管的磨損水冷壁管的磨損是循環(huán)流化床鍋爐中受熱面磨損最嚴(yán)重的部位之一。爐內(nèi)水冷壁管磨損可分為四種情形：爐膛下部密相區(qū)埋管部位、燃燒室衛(wèi)燃帶上沿及澆注料與膜式壁的交界處的管壁磨損、不規(guī)則區(qū)域管壁的磨損、煙氣泄漏對管子的磨損。循環(huán)流化床鍋爐的埋管一般都在密相區(qū)，所處環(huán)境比較惡劣。其磨損（見圖12）既可能是撞擊磨損，也可能是沖刷磨損，主要是由于局部射流引起的沖蝕磨損以及顆粒團(tuán)和顆粒對受熱面表面的沖蝕磨損。磨損磨損 圖12 埋管磨

21、損 圖13 澆注料上方水冷壁磨損燃燒室衛(wèi)燃帶上沿及澆注料與膜式壁的水冷壁管管子磨損（見圖13）是一種綜合磨損。當(dāng)氣固兩相流中的固體粒子以一定的角度反復(fù)沖刷管子受熱面時，對受熱面管子表面同時有沖擊磨損、切削磨損和接觸疲勞磨損，這種磨損就屬于綜合磨損。燃燒室衛(wèi)燃帶上沿及澆注料與膜式壁的交界處水冷壁管以上一段管壁的磨損是由燃燒室內(nèi)粒子的內(nèi)循環(huán)量決定的。水冷壁管的磨損并不是在爐膛四周均勻發(fā)生的，而是與爐內(nèi)物料總體流動形式有關(guān)。如果結(jié)構(gòu)上不采取適當(dāng)措施，這種磨損是不可避免的。燃燒室衛(wèi)燃帶上沿及澆注料與膜式壁的交界處水冷壁管磨損機(jī)理如下:a、沿四壁下落的床料價落到澆注料臺階上，反彈沖擊水冷管壁，產(chǎn)生塑性變

22、形或產(chǎn)生顯微裂痕，見圖14（a）；b、落到澆注料臺階上的固體顆粒以一定的角度沖刷水冷管壁，產(chǎn)生切削磨損，見圖14（b）；c、澆注料臺階處靠近管壁向下流的粒子流與中心區(qū)向上流的粒子流之間產(chǎn)生粒子旋渦流，不斷對管壁產(chǎn)生疲勞磨損，見圖14(c)；d、在澆注料臺階處向下流的粒子流改變流動方向，受離心力的作用，粒子沖刷管壁而產(chǎn)生沖擊與切削磨損，見圖14(d)。圖14 燃燒室衛(wèi)燃帶上沿及澆注料與膜式壁的交界處水冷壁管的磨損機(jī)理（a）沖擊；（b）切削；（c）渦流；（d）離心力引起撞擊不規(guī)則區(qū)域管壁包括穿墻管、爐墻開孔處的彎管、管壁上的焊縫及測量儀表開孔處管壁等，主要是由于爐內(nèi)循環(huán)物料沿水冷壁向下流過凸臺時，

23、改變方向，直接沖刷水冷壁管的某個部位，使該處水冷壁被快速沖刷而產(chǎn)生磨損。 煙氣泄漏對管子的磨損，主要是煙氣攜帶固體物料顆粒對管子局部沖刷磨損。3.2過熱器管、省煤器管的磨損 由于過熱器布置在水平斜煙道上，高濃度、高速度的飛灰顆粒，大大增加了在單位時間內(nèi)顆粒對受熱面的撞擊率。加之氣固流在離開爐膛頂部區(qū)域轉(zhuǎn)彎，產(chǎn)生離心作用即“收塵效應(yīng)”，將在顆粒物料甩向爐頂，容易造成過熱器上穿墻管的磨損。在省煤器內(nèi)，雖然煙溫在下降，但是速度卻在升高，兩端的彎頭，由于靠近爐墻，設(shè)計上留有一定的間隙，在熱態(tài)膨脹后正好頂?shù)綁ι?。由于安裝時留的間隙過大，運行時該處阻力減小，形成“煙氣走廊”。煙氣在“走廊”里速度升高，根據(jù)

24、磨損量與速度的立方成正比這一關(guān)系，所以可知彎頭處磨損較重。臥式布置鋼管式省煤器，錯列布置的省煤器，最嚴(yán)重的磨損部位發(fā)生在后墻第一、二排管上。這是因為：當(dāng)煙氣經(jīng)低溫段過熱器到豎直煙道時，由于煙氣轉(zhuǎn)彎流動所產(chǎn)生離心力的作用，使大部分灰粒拋向尾部煙道的后墻，使該部位飛灰濃度大大增加，且流通收縮，流速增加，同時由于溫度降低使灰粒硬度增大，較其他受熱面，更易受到磨損。3.3風(fēng)帽的磨損原因分析 循環(huán)流化床鍋爐的風(fēng)帽磨損（見圖15、16），最嚴(yán)重的區(qū)域發(fā)生在循環(huán)物料回料口附近。其原因主要是由于較高顆粒濃度的循環(huán)物料以較大的平行于布風(fēng)板的速度分量沖刷風(fēng)帽；另一種情況是風(fēng)帽小孔的擴(kuò)大。風(fēng)帽的磨損損壞和風(fēng)帽小孔的

25、擴(kuò)大，會改變布風(fēng)特性，同時造成固體物料（也稱床料，由循環(huán)流物料、入爐煤、脫硫劑、爐渣等組成）漏至布風(fēng)板下面的風(fēng)室，風(fēng)室風(fēng)道截面減少，導(dǎo)致流化風(fēng)量不足，流化燃燒室內(nèi)床料局部流化不良，嚴(yán)重時會造成床料結(jié)焦而停爐。 圖15 部分風(fēng)帽磨損穿孔 圖16 風(fēng)帽燒損4 受熱面磨損的處理措施本章對循環(huán)流化床鍋爐運行中的易磨損部件磨損提出控制物料總體循環(huán)量、控制床溫、控制燃料特性等調(diào)整鍋爐運行參數(shù)減少磨損的方法以及在埋管上加裝防磨鰭片、防磨罩、耐火材料層等方法，在澆注料與膜式水冷壁管交界處以上的管子表面焊橫向或縱向肋片、加耐火防磨擋圈、管子表面采取金屬防磨噴涂、讓管防磨技術(shù)等相應(yīng)的防磨損措施。4.1調(diào)整鍋爐運行

26、參數(shù)減少磨損方法4.1.1 控制物料總體循環(huán)量循環(huán)流化床中受熱面的磨損與流經(jīng)其表面的固體物料運行方式密切相關(guān)，爐內(nèi)物料總體循環(huán)形式是由鍋爐的幾何形狀和各種射流方式所決定，射流主要包括：布風(fēng)板送入的一次風(fēng)、爐膛中部送入的二次風(fēng)，燃料的給入方式，及循環(huán)物料多少即床壓等，各種不同形式的循環(huán)流化床爐內(nèi)的總體氣固流動形式是完全不同的，因此，受熱面的磨損不同。運行中盡可能避免床壓太高，減少循環(huán)物料量，降低磨損。值得引起重視的是：循環(huán)流化床蓄熱量大，停爐或壓火時，注意過、再熱汽超溫超壓，這也是四管泄漏的原因之一。啟動初期投煤時，注意給煤著火可能引起汽溫、汽壓快速升高。正常運行過程中，漲落負(fù)荷，也應(yīng)控制速度，

27、防止超溫超壓。維持床壓在規(guī)定范圍內(nèi)。床壓高時，及時排碴，控制物料循環(huán)總量。4.1.2 控制床溫床溫的高低直接影響煙氣的溫度和受熱面的溫度，床溫升高，煙氣的溫度和受熱面的溫度升高，反之亦然，從外觀看，床溫的變化對飛灰的磨損性影響不大，但溫度的變化勢必會影響受熱面管壁的溫度，管壁溫度的變化將在很大程度上影響到金屬材料的機(jī)械強(qiáng)度，當(dāng)床溫高時，金屬的壁溫也隨之升高，此時，金屬的熱應(yīng)力增加，同時，金屬壁面形成的氧化膜和金屬的熱膨脹系數(shù)不同，以及高溫腐蝕的影響，磨損加劇，長時期高溫運行，磨損的加劇程度更大，所以，運行中床溫的控制一定要加強(qiáng)限制，不宜過高，更不允許長期的高溫運行，床溫的控制范圍約為：8208

28、70之間。4.1.3 控制燃料特性受熱面的磨損量與燃料、床料的直徑大小有關(guān)，直徑小，受熱面所受到的沖腐磨損小。隨著直徑的增加，磨損量增加。建議在輸煤制粉系統(tǒng)中多下功夫，盡量維持穩(wěn)定，合理的燃料顆粒徑度。當(dāng)運行中，顆粒中粗顆粒較多時，燃煤粒徑的分布達(dá)不到循環(huán)流化床爐的要求，料子的循環(huán)量小，粗顆粒將沉浮于燃燒室下部燃燒，造成密相床燃燒的分額過大，爐床將超溫結(jié)焦。運行中，為了避免結(jié)焦，減少給煤量，造成鍋爐的出力達(dá)不到要求，為防止粗顆粒沉積而引發(fā)事故，通常采用大風(fēng)量運行，不僅在額定負(fù)荷下風(fēng)門大開，而且在低負(fù)荷時，也不關(guān)小風(fēng)門，這種大風(fēng)量的運行方式，不僅引起煙氣量增加，煙氣溫度的變化，而且會因大風(fēng)量而造

29、成揚析量增加，密相床的燃燒分額下降，飛灰的濃度增加，同時，通過對流受熱面的煙速上升，煙氣中粒子的尺寸增大，磨損大。惡性循環(huán)。如果顆粒組中的細(xì)顆粒較多，則床層不易建立，密相床的溫度難以維持，即使能維持密相床的燃燒溫度，較細(xì)的顆粒也將被揚析，加大尾部受熱面的磨損，同時，難以保證煙氣出口的粉塵排放要求。 因此，運行中應(yīng)注意控制好風(fēng)量，降低煙氣的流速，控制好床料及燃燒的篩分比，減少灰粒子濃度和粒子的直徑，以減少磨損。4.2 受熱面磨損處理措施4.2.1密相區(qū)埋管受熱面防磨措施 循環(huán)流化床鍋爐在密相區(qū)埋管受熱面加設(shè)各種防磨構(gòu)件是一種常見的防磨措施，如在埋管上加裝防磨鰭片、防磨罩、耐火材料層等方法，目的是

30、阻止床料與管子表面的直接撞擊，隔斷顆粒沿管子表面的滑動，或?qū)⒛p轉(zhuǎn)稼到可更換的防磨瓦或耐火材料層上，從而提高埋管工作可靠性。4.2.2燃燒室衛(wèi)燃帶上沿及澆注料與膜式水冷壁交界處的磨損處理措施（1） 在澆注料與膜式水冷壁管交界處以上的管子表面焊橫向或縱向肋片如圖17所示，該防磨措施能確保鍋爐在較長的一段時間內(nèi)（12年）的運行。但在每次小修后應(yīng)持續(xù)監(jiān)督水冷壁管是否受到磨損，對磨損處應(yīng)及時補(bǔ)焊，否則可能會因監(jiān)督不到位而造成管壁因磨損爆管。圖17 膜式水冷壁管上焊防磨肋片圖示（a）縱向肋片；（b）橫向肋片（2） 加耐火防磨擋圈如圖18所示。此措施是在耐火澆注料與膜式水冷壁交界面之上一定距離加上下兩根耐

31、火防磨擋圈。防磨擋圈可以使用高溫耐磨澆注料制作（圖19為使用高溫耐磨澆注料制作）也可以用耐高溫的合金材料焊接制作。該措施用來改變粒子沿四壁下流的方向，以減輕交界處水冷管的磨損。實踐證明，該措施能在一定程度上減輕交界處水冷管的磨損，但每一個擋圈上的管子也會產(chǎn)生一定的磨損。該措施不能保證鍋爐水冷壁管一個大修期的使用壽命，而且此措施破壞了燃燒室內(nèi)粒子的內(nèi)循環(huán)，從而對燃燒室內(nèi)的傳熱過程產(chǎn)生不利影響。 圖18防磨擋圈圖示 圖19耐磨澆注料制作的防磨擋圈（3）在澆注料與膜式水冷壁管交界處以上的管子表面采取金屬防磨噴涂在金屬管壁上覆蓋耐磨損的隔離層是最直接有效的防磨措施，目前大多采用金屬噴涂的形式。但是目前

32、采用的防磨金屬噴涂對交界面上渦流產(chǎn)生的磨損仍難消除，因此在每次鍋爐檢修期間應(yīng)加強(qiáng)對噴涂層進(jìn)行檢查，檢查噴涂層是否有被磨損的現(xiàn)象，否則也可能因監(jiān)督不到位造成水冷壁管爆管的事故發(fā)生。（4）讓管防磨技術(shù)采用圖20的讓管防磨技術(shù)比較好地處理接縫處的磨損問題，如果再在耐火澆注料以上約500mm高度的水冷壁管采取金屬噴涂技術(shù)（見圖21），就能較滿意地解決耐火澆注料與膜式水冷壁管交界處臺階所產(chǎn)生的磨損問題。 圖20 讓管防磨技術(shù)措施圖示 圖21 在采用讓管技術(shù)的同時結(jié)合金屬噴涂4.3采取的其他防磨措施 （1）凸臺軟著陸結(jié)構(gòu)：主要用于減輕耐為耐磨材料與上部垂直水冷壁交界處的磨損。（2）加裝耐熱防磨鋼絲和防磨瓦

33、以及有導(dǎo)流作用的防磨筋。（3）在煙道轉(zhuǎn)彎處加裝導(dǎo)流板，以防止局部嚴(yán)重磨損。（4）受熱面管束盡量采用順列布置。（5）防止煙氣走廊形成，如在受熱面上、下方加裝阻流板。（6）采用膜式省煤器、鰭片式省煤器或翅片式省煤器，并在易磨損部位加裝防磨瓦。（7）其它技術(shù)方法，如加裝均流孔板等。4.4為減小受熱面管磨損，鍋爐檢修方面應(yīng)注意的問題(1) 嚴(yán)格執(zhí)行鍋爐檢修規(guī)程，做到鍋爐逢停必檢，每次停爐都對爐內(nèi)受熱面（特別是水冷壁管）進(jìn)行認(rèn)真檢查，主要檢查澆注料的完整性以及膜式水冷壁、過熱器、再熱器與澆注料相臨近管子的磨損情況。密相區(qū)與水冷壁交界處水冷壁磨損減薄情況，鰭片的密封情況，更換處理不合格的防磨護(hù)瓦。(2)認(rèn)

34、真檢查清理水冷壁管影響物料流動的障礙物，如清理打磨鰭片搭接凸臺，澆注料的突出部分等。(3)通過熱處理使表面硬化，提高易磨部件的耐磨性；通過噴涂工藝，提高管子表面的耐磨性能。4.5小結(jié)綜上所述，磨損問題應(yīng)從主動性和被動性兩方面來解決。主動性是指從設(shè)計上降低煙氣流速和降低顆粒的濃度、避免容易引起磨損的結(jié)構(gòu)。被動性是指增加易磨損部位的耐磨性來延長鍋爐的壽命，從而被動地解決磨損。5 結(jié)束語綜上所述，影響循環(huán)流化床鍋爐機(jī)組運行穩(wěn)定性的首要因素就是水冷壁等受熱面以及旋風(fēng)分離器、回料閥等外循環(huán)回路的金屬部件的磨損問題。而循環(huán)流化床鍋爐的磨損又受到煙氣流速、物料濃度、顆粒撞擊可能性、顆粒粒度與硬度等磨損特性、

35、爐內(nèi)流場、受熱面及內(nèi)襯的材質(zhì)、流化床運行床溫等諸多因素的影響。因此，要提高循環(huán)流化床鍋爐的運行穩(wěn)定性，我們就要對上述各種因素進(jìn)行不斷深入的研究，掌握更深層次的磨損機(jī)理與規(guī)律，吸取國際上的先進(jìn)經(jīng)驗，不斷完善循環(huán)流化床鍋爐的結(jié)構(gòu)設(shè)計。同時，在生產(chǎn)運行與檢修過程中，也要根據(jù)這些磨損的機(jī)理和主要影響因素，加強(qiáng)對鍋爐設(shè)備的維護(hù)與檢修，不斷完善現(xiàn)有的防磨技術(shù)的施工工藝，特別是在非金屬防磨材料的選材與施工上，更要嚴(yán)格按照循環(huán)流化床鍋技術(shù)參數(shù)要求以及施工工藝標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工，確保各種防磨措施收到良好的效果。當(dāng)然，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷向前發(fā)展，各種新型耐磨材料會迅速發(fā)展。同時，發(fā)電廠運行人員操控水平會日益提高，檢修及安裝工藝水平也會得到很大改進(jìn)。這些積極向上的因素必將不斷減小循環(huán)流化床鍋爐的磨