循環(huán)流化床鍋爐水冷壁磨損探討

1、循環(huán)流化床鍋爐水冷壁磨損探討1概述屋門瑞新熱電廠3臺(tái)鍋爐系杭州鍋爐集團(tuán)公司生產(chǎn)的NG-220/型高溫高壓循環(huán)流化床鍋爐（配2臺(tái)46MW的汽輪發(fā)電機(jī)），于2006年起陸續(xù)投入運(yùn)營。該型鍋爐由一個(gè)膜式水冷壁爐腹、兩個(gè)蝸殼式汽冷旋風(fēng)分離器和一個(gè)尾部豎直井煙道三部份組成，水冷壁管材設(shè)計(jì)材料為20G,規(guī)格為甲60X5,管教為前后墻各111根，左右墻各75根，水冷壁直管間分2層焊縫對接，基層焊縫距下部防磨澆注料約5米。2爐膛水冷壁易發(fā)生磨損的部位3臺(tái)鍋爐運(yùn)行兩年多來（三臺(tái)鍋爐累計(jì)運(yùn)行時(shí)數(shù)均未超過10000h）,前后利用6次機(jī)組檢修機(jī)遇對水冷壁進(jìn)行檢查，發(fā)覺三臺(tái)爐水冷壁以下部位均顯現(xiàn)較為嚴(yán)峻的磨損現(xiàn)象：基層

2、焊縫及焊縫下水冷壁，專門是焊縫余高打磨不滑弒或上下管子對接錯(cuò)口較為明顯的地址。此部位磨損管數(shù)量多，磨損面要緊為平面形，3臺(tái)爐每次檢查均顯現(xiàn)過曷根磨至2.5mm左右；爐膛四角水冷壁靠角落的第一根管干，此部位磨損面要緊為溝槽形；雙側(cè)墻測溫點(diǎn)方向朝上防磨瓦與水冷壁管的過渡區(qū)域；水冷壁管與下部防磨澆注料之間的過渡區(qū)域；部份防腐澆注料或防磨涂層脫落的部位；原水冷屏取消后，在密相區(qū)遺留的澆注料凸臺(tái)上部與水冷空的過渡區(qū)域。3緣故分析燃燒因素在循環(huán)流化床的爐膛內(nèi)，燃料、石灰石和高溫床料混合進(jìn)行燃燒和脫硫。從流化床爐內(nèi)動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)來看，流體結(jié)構(gòu)為環(huán)核結(jié)構(gòu)，在內(nèi)部核心區(qū)，燃料產(chǎn)生的高溫?zé)煔鈯A帶著物料垂直向上流動(dòng)，此

3、區(qū)域固體顆粒濃度較稀，而在水冷壁周圍的外部環(huán)狀區(qū)，固體顆粒濃度較大，并沿水冷壁向下回流磨損管壁（在向下流動(dòng)進(jìn)程中，物料固體顆粒濃度成指數(shù)增加,流速也加速）。昊近幾年來，由于燃煤供給緊張，煤質(zhì)下降，煤種熊變頻繁。而煤質(zhì)的好壞對水冷壁磨損的阻礙關(guān)系龐大，煤質(zhì)差，顆粒粗大，硬度也較高，磨損就較為嚴(yán)峻，因?yàn)槿剂项w粒過粗，粗顆粒的數(shù)量就增多，為了維持流化，須加大流化風(fēng)速，如此床內(nèi)顆粒向懸浮空間濺射的動(dòng)能就增大，磨損率也會(huì)隨之加大。依如實(shí)驗(yàn)得出的流化床鍋爐受熱面密損體會(huì)關(guān)系式:巳二f|X£XCX式中，E為磨損皇；G為灰粒特性系數(shù)；自為受熱面市直型式及沖洗方式系數(shù)；C為飛灰濃度；V為煙氣速度。從上

4、述關(guān)系式能夠看出，當(dāng)煤種和受熱面結(jié)構(gòu)形式一按時(shí)，受熱面磨損量與飛灰濃度成正比，與煙氣流速的次方成正比，煙氣流速越快，飛灰濃度越高，那么磨損呈越大。設(shè)計(jì)、安裝因素3臺(tái)流化床鍋爐結(jié)構(gòu)型式屬杭州鍋爐集團(tuán)公司在全國第一次實(shí)驗(yàn)型鍋爐，其水冷屏因設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)不合理，在首臺(tái)鍋爐開爐96h試運(yùn)行期間就發(fā)生2根管子在同一時(shí)刻發(fā)生過熱爆管,后進(jìn)行改造，取消水冷屏（包括后2臺(tái)鍋爐也一并取消水冷屏），水冷屏上部切口在前后墻頂棚水冷壁下部，下部切口在前后墻的密相區(qū)，造成前后墻上下各有10個(gè)約0.4mXL0m澆注料凸臺(tái)。另外，由于安裝人員安裝責(zé)任心不強(qiáng)，部份水冷壁管對接安裝錯(cuò)口明顯，或焊縫余高磨除沒有達(dá)到較為理想的狀態(tài)，在此

5、部位形成凸臺(tái)（如圖1所示）。當(dāng)沿水冷壁向下流動(dòng)的物料顆粒流到凸臺(tái)部位時(shí)，一方面沖洗磨損管壁，另一方臉部份顆粒反彈，加上爐內(nèi)向上的固體物料流阻礙，在此部位產(chǎn)生局部渦流，再次對管里進(jìn)行斜沖洗磨損。凸臺(tái)越大時(shí),磨損越嚴(yán)峻，范圍也越大，反之那么較小。爐膛四角阻礙爐膛四角區(qū)域由于是2個(gè)水冷壁面的交匯處，物料彼此疊加，其濃度也就相對較高，物料流動(dòng)狀態(tài)容易受到破壞，加上四角區(qū)域密封鰭片在安裝時(shí)內(nèi)表面粗糙，如鰭片交填密封焊縫有較大幾何尺寸的不規(guī)那么轉(zhuǎn)變或密封不嚴(yán)產(chǎn)生漏風(fēng)，就會(huì)造成局部嚴(yán)峻唇損，這是因?yàn)椴灰?guī)那么的轉(zhuǎn)變或漏風(fēng)對物料局部的流動(dòng)特性造成較大擾動(dòng)，物料流會(huì)改變流向集中向某個(gè)方向流動(dòng)，形成局部方向物料流，

6、最終在水冷壁管上沖洗成溝槽。運(yùn)行因素的阻礙廈門瑞新熱電廠屬熱電聯(lián)產(chǎn)企業(yè)，擔(dān)負(fù)著廈門市杏林工業(yè)區(qū)絕大多數(shù)用熱企業(yè)的供熱任務(wù)，而用熱企業(yè)在節(jié)假日熱負(fù)荷轉(zhuǎn)變頻繁，造成鍋爐負(fù)荷轉(zhuǎn)變相對頻繁，而負(fù)荷轉(zhuǎn)變時(shí),給煤量和空氣量都會(huì)隨之轉(zhuǎn)變。依照床料密度的關(guān)系式：。床科=（?s（1一）式中，Q原料為床料密度；Os為顆粒密度；2為間隙率。研究說明，當(dāng)床料密度在810kg/m,時(shí)，床內(nèi)細(xì)顆粒就集聚成大顆粒子團(tuán)，團(tuán)聚后的粒子團(tuán)由于重量增加，體積加大，以較大相對速度沉降并具有邊壁效應(yīng)，使流化床中氣固流動(dòng)形成近壁處很濃的粒子團(tuán)，斜下切向運(yùn)動(dòng)，顆粒之間、與水冷壁之間進(jìn)行頻繁的撞擊和摩撩，致使水冷壁管受到嚴(yán)峻磨損。另外，運(yùn)行

7、人員對一、二次風(fēng)的調(diào)整配比，上、下二次風(fēng)的調(diào)整配比，床料和煤粒的篩分比，煤、風(fēng)配比，和上述配比調(diào)整裝變速度，床溫、燃燒工況、物料循環(huán)倍率偏高等也會(huì)對水冷壁的磨損造成重大阻礙。4處置及防范方法關(guān)于焊縫及其下水冷壁磨損處，由于持續(xù)運(yùn)行時(shí)刻均不長就發(fā)生大量磨損，若是進(jìn)行換管處直，一方面工作是較大，另一方面此部位會(huì)從1個(gè)焊口增至2個(gè)焊口，增加易磨損部位,且依照此種磨損速度估算，往后在此部位可能常常要進(jìn)行換管處置。綜合各類因素后，決定將磨損部位清理干凈后，先用J50焊絲進(jìn)行氯弧焊堆補(bǔ)，后用D127耐磨焊條進(jìn)行堆焊處直（音干與鰭片同時(shí)堆焊），堆焊區(qū)域?yàn)樵缚p上下各約50mm,堆焊后打磨，使管于與堆焊層之間

8、滑賦過渡，過渡區(qū)域長度約2025mm。目前部份電廠在該部位采納噴涂防唇涂層處置，但一樣防磨涂層與基材的結(jié)合達(dá)不到冶金結(jié)合的強(qiáng)度，加上涂層與管材膨脹系數(shù)的不同及熱阻的存在，防腐涂層容易形成份層鼓包脫落，進(jìn)而在脫落處形成磨損，另外，防腐涂層也給該區(qū)域磨損后焊接修補(bǔ)等處置帶來極大的不便。關(guān)于爐膛四角第一根水冷壁營于容易磨損的特點(diǎn)，采納夾角第一根水冷壁管雙側(cè)緒片焊上Y型抓釘，再用防磨澆注料將夾角雙側(cè)第一根水冷壁管包縛處置。固然，此種方式會(huì)使?fàn)t內(nèi)容積略微減小，受熱面對流、輻射傳熱量減小，鍋爐熱效率會(huì)受到必然的阻礙，但總的來講仍是利多弊少。防磨澆注料應(yīng)選擇既耐磨又具有較強(qiáng)結(jié)合強(qiáng)度的材料，澆注應(yīng)請有資質(zhì)的專業(yè)施工隊(duì)伍進(jìn)行，嚴(yán)格依照要求保養(yǎng)，幸免快速升溫升壓而降低其性能，檢查發(fā)覺有局部澆注料脫落時(shí),應(yīng)將原先澆注料盡可能打掉，使之