循环流化床(CFB)锅炉水冷壁磨损原因及预防措施
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作者: 杨玉晨
[摘 要] 循环流化床锅炉，水冷壁经常发生磨损，严惩的漏泄、爆管。下面针对该情况，分析磨损原因，并制定出相应预防措施。
[关键词] 循环流化床锅炉 水冷壁磨损措施
前言：
2008年，考察了某热电厂，该炉型为450T/h循环流化床锅炉，曾多次发生水冷壁泄漏，造成非计划停炉，严重影响了冬季的供热，电厂经济损失很大，其主要原因为水冷壁的磨损。下面从我们新安装的410T/H锅炉检修和运行两方面如何减少克服水冷壁磨损及预防谈一谈个人看法。
1、易磨损漏泄区
水冷壁泄漏，对其泄漏属于磨损造成的泄漏，部位在水冷壁管上敷设耐磨可塑料（卫生带）与水冷壁过渡区域的管壁，对水冷壁其它部位进行检查，磨损也较为严重。同时磨损严重部位标高在耐磨可塑料以上5m范围内且此范围内有一道范围内磨损较为严重。另外，炉膛4个角区域的管壁磨损也较为严重，还有卫烯带与水冷壁过渡区的防磨护板也有不同程度的磨损。
2、影响磨损的原因分析
2.1 烟气浓度 烟气中煤粒灰粒浓度越高，磨损越严重。一般密相区的固体物料浓度在100~1000kg/m3，烟气流速为4.5~7m/s。烟气浓度与燃煤量和燃烧所需的空气量有关，与煤的燃烧特性有关。
2.2 烟气流速 烟气流速越高，磨损越严重。磨损量与物料流速的三次方成正比，烟气流速与锅炉负荷和流化风量与二次风量配比有关。
2.3 灰粒煤粒特性 灰粒的硬度越高、颗粒大且有棱角，磨损越严重。与煤的灰分大小和燃煤的颗粒大小配比有关。
2.4 床料高度 床料越高致使密相区高度增加。密相区高度越高，磨损越严惩这与保持合理的床料高度有关。
2.5 安装质量 CFB锅炉属于微正压锅炉，从燃烧特性及运行调整与煤粉炉相差很大，安装质量对水冷壁磨损至关重要，如焊缝光滑对口中心线偏斜、鳍片不平整，焊缝局部漏焊等都会造成局部磨损。
2.6 设计问题 通过冷态的动力场实验来看，炉内烟气流速分布不均，炉膛4个角的区域烟气流速要高于炉内其它部位，造成4个角的区域磨损较为严重，主要是因为下煤口、二次风口、石灰石口、回料器返料口都布置在前后水冷壁墙上，这是造成4个角的部位烟气上升阻力小、烟气流速快的主要原因。
3、预防措施
3.1 检修
安装质量现在不予考虑，因为已成定局，从检修方面如何降低水冷壁磨损应从以下方面考虑。
a.对设备进行改造，炉内布置的二次风口分上下两层分别布置在前后墙上，每侧墙每层6个喷口向下倾斜45°，每层二次风只有1个调节挡板，同时调节6个喷口每个或2个为一组能够进行调节，通过加大两侧的上下二次风量、关小中间部位上下二次风、增加角部烟气上升阻力，来控制4个角部位烟气流速过快，尽可能使炉内烟气上升流速区域均匀，以达到减少炉膛夹角处磨损的目的。
b.对于炉内其它部位的磨损可适当提高密相区耐磨可塑料的高度1~1.5m，这样对锅炉蒸发量不会造成太大影响。因为在试运过程中，做锅炉负荷试验时，最高出力可达430t/h，通过计算因提高耐磨层的高度可减少蒸发量7t/h，所以说不会对汽机带负荷影响太大。
c.在耐磨可塑料以上4~5m范围内，喷涂金属耐磨涂料，以达到延长对水冷壁磨损的时间。
d.要进一步完善CFB锅炉水冷壁检查与更换的检修工艺规程。
3.2 运行调整
a.降低烟气浓度 因为烟气的浓度与锅炉负荷、煤量与风量的配比及燃煤的特性有关，运行调整要根据不同负荷、不同煤质在保证适当飞灰可燃物的同时，保持合适的过剩空气系数。另外还防止局部烟气浓度过大，这就要求进行合理的配风。
b.适当控制烟气流速 因为烟气流速与锅炉负荷有关，与流化风量和二次风量配比有关。在能满足床料良好流化的情况下，流化风量不易保持过大，燃烧过程所需的氧量应该由二风补充。由于在二次风的作用下，可适当降低密相区的高度，适当延长燃煤颗粒在炉内的停留时间，提高煤粒子的燃尽率，从而减小了对水冷壁的磨损，也可适当降低飞灰可燃物含量。
c.灰粒的物理特性 灰粒的物理特性造成对水冷壁的磨损取决于燃煤颗粒大小的配比，煤颗粒细面较多，使烟气携带能力越强，烟气浓度越大，磨损越严重，因为CFB锅炉与煤粉炉不同，对水冷壁的磨损是二次磨损，是上升烟气的磨损和上升到一定高度沿四壁回流的煤粒与灰粒的混合物的的磨损。但细煤面也不可太小，这样可造成大渣燃烧不完全、底渣含碳量过高，所以要保证适当的粗细配比。
d.床料的高度 床料越高，所需的流化风量越大，密相区的高度越高。在保持床温的情况下，床料应适当保持较低的位置，也就是适当降低了密相区的高度，让密相区尽可能在耐磨可塑料范围内，以达到减轻对水冷壁的磨损。
通过运行调整，可以达到减小对水冷壁的磨损，但是要想达到最佳运行工况难度较大，许多因素互相影响，互相制约。这就需要在运行中不断摸索与总结。
4、结束语
随着人们对CFB锅炉认识了解程度的日益加深，影响水冷壁磨损不利因素正逐渐被解决和克服，CFB锅炉这种环保新型锅炉正在得到广泛采用。通过几个月的锅炉运行取得了良好的效果。希望以后这种环保型电厂因为燃烧劣质煤而对受热面的磨损能得到最终的解决。
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