循环流化床锅炉金属部件的磨损及防磨措施

来源:用户上传      作者: 宋茂勇　孙潇睿　张庆吉

　　摘 要：目前我国电站锅炉因受热面磨损造成的停炉事故约占锅炉总事故的1／3。由于循环流化床锅炉炉内灰浓度高，金属部件的磨损是造成其运行事故的主要原因之一。 因此，循环流化床锅炉中金属部件的防磨措施，直接影响锅炉机组的经济、安全运行，所以要特别重视锅炉受热面的防磨。介绍了循环流化床锅炉金属部件磨损及其产生原因，提出了不同的防磨措施。
　　关键词：循环流化床锅炉；金属部件；磨损；防磨
　　
　　1 循环流化床锅炉金属部件的磨损
　　
　　1.1 布风装置的磨损
　　循环流化床锅炉布风装置的磨损主要是风帽的磨损与风帽小孔扩大的磨损两种情况，其中风帽磨损最严重的区域发生在循环物料回料口附近，主要是由于较高颗粒浓度的循环物料，以较大的平行于布风板的速度分量冲刷风帽导致的。也有风帽小孔高速气流引起物料粒子的撞击；物料的颗粒越粗、越硬、流化风速越高、床压波动越大，磨损就严重。
　　1.2 炉膛水冷壁管的磨损
　　炉内水冷壁管的磨损可分为四种情形：炉膛卫燃带与水冷壁管过渡区域（密相区）管壁的磨损；炉膛四个角落区域的管壁磨损；锅炉炉膛出口自底部向下1.5米范围内两侧管壁的磨损；不规则区域管壁的磨损。炉膛卫燃带与水冷壁管过渡区域管壁的磨损主要是安装拼接焊缝时造成局部磨损的条件。在过渡区域固体物料在局部产生涡旋流；自上向下的固体物料在交界区域产生流动方向的改变而对管壁产生冲刷。炉膛四个角落区域的管壁磨损原因是角落区域密封鳍片在安装时内表面粗糙，并且固体物料浓度高，同时流动状态也受到破坏。锅炉炉膛出口自底部向下1.5米范围内两侧管壁的磨损，主要原因是固体物料在改变流动方向时产生的涡流冲刷。不规则区域管壁（如温度、压力测点等）的磨损原因主要是不规则管壁改变了物料的流动特性，而造成较大的物料波动冲刷。
　　1.3 尾部受热面的磨损
　　尾部受热面的磨损主要是飞灰对受热面的磨损，多发生在过热器的迎风面，省煤器两端和空气预热器进口处。过热器区域的温度比较高，大多数灰粒比较软，对受热面的磨损并不十分严重。但在省煤器区域由于烟温低，灰粒变硬、且体积收缩表面形成尖锐的棱角，对省煤器管排的磨损相当严重。空气预热器进口处管壁的磨损是由于烟气流速、方向的改变而产生的磨损。
　　
　　2 循环流化床锅炉的防磨措施
　　
　　在设计上，风帽采用定向设计，在排列上采用间隔排列方式，避免风帽相互直吹，保证风帽小孔气流速度的稳定，气流分布均匀，以降低冲击磨损。在运行时，防止大颗粒物料进入床内床，锅炉用风稳定，使流化物料在小范围波动，尽可能的减小物料对布风装置的冲刷磨损。
　　在卫然带与浇注料的过渡区采用外弯管形势可有效降低此处的磨损，并在卫然带以上1-1.5米的范围内对水冷壁管壁进行超音速电弧喷涂。喷涂处的管面过渡要平滑，不能有凸台。在水冷壁上加焊导流防磨带（来破坏向下流动的固体料流），从而达到防磨目的。
　　一般来说，循环流化床锅炉水冷壁管的磨损较轻。为了防止炉内水冷壁的磨损,在水冷壁上避免使用任何凸台。即使一个尺寸很小（灰粒尺寸的数倍）的焊接缺陷凸台也会加速该处水冷壁管的磨损。因为炉内循环灰沿水冷壁面流下，速度较大的飞灰在该凸台反射，造成磨损。由于同样的原因，循环床内应慎重选用穿墙弯管的结构。
　　防磨盖板是锅炉传统防磨措施之一，其结构见图一，主要用于尾部烟道对流受热面，防磨材料根据防磨位置烟气温度选取，一般采用不锈钢和20G钢两种材料，板厚为2mm。将烟道与省煤器管的距离适当加大一些，切除烟气走廊，加装烟气导流板（见图二），在导流板上钻一些孔来消除烟气偏流，可有效的解决省煤器管的磨损问题。对管式预热器加防磨套管。
　　
　　因此，在循化流化床锅炉的设计中，对流烟道受热面的磨损问题仍应受到高度重视，适当降低烟速是必要的。对磨损较严理的受热面，宜采用顺列布置。错列管束尽管传热强，用材经济，但最大磨损量约为顺列的2倍。顺列膜式省煤器防磨性能较好。

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