330MW循環(huán)流化床鍋爐如何解決磨損問(wèn)題

　　本文研究的某電廠的兩臺(tái)CFB鍋爐為東方鍋爐有限公司生產(chǎn)的循環(huán)流化床鍋爐。該鍋爐采用循環(huán)流化床燃燒方式，高溫分離物料，固態(tài)排渣，干式輸灰，自然循環(huán)，平衡通風(fēng)。鍋爐前墻配備十二片屏式過(guò)熱器管屏和六片屏式再熱器管屏，后墻配備兩片水冷蒸發(fā)屏和十五片膜式小蒸發(fā)屏。鍋爐采用前墻給煤的布置方式，后墻與尾部豎井之間裝備返料系統(tǒng)，后墻有4臺(tái)冷渣器，每臺(tái)鍋爐配套三路石灰石給料系統(tǒng)。鍋爐的主要參數(shù)如下表。

　　鍋爐磨損分析

　　磨損機(jī)理

　　CFB鍋爐水冷壁磨損機(jī)理一般分為三種：

　　(1)貼壁磨損：沿四壁下落的物料顆粒對(duì)管壁的磨損，其磨損量較小。其中有下落過(guò)程中遇到到耐火材料與水冷壁的交界臺(tái)階位置、遇到穿墻位置、遇到變形位置等情況，只要不形成大的渦流，其磨損量均較小。

　　(2)沖擊磨損：在風(fēng)的作用下，上行的物料根據(jù)分離器的出口情況，產(chǎn)生的側(cè)向磨損，其磨損量較大。

　　(3)旋流磨損：沿四壁下流的物料顆粒與上升的物料顆粒之間形成旋流，對(duì)水冷壁管產(chǎn)生旋流磨損，包括與相關(guān)突出位置的方向改變，其磨損量較大。

　　如果物料顆粒度小且均勻，則磨損量小，如果顆粒度大，磨損會(huì)比較嚴(yán)重。

　　磨損位置及現(xiàn)象

　　CFB鍋爐水冷壁常規(guī)磨損區(qū)域主要集中在爐膛耐火材料交界處的水冷壁管、爐膛四角水冷壁管以及后墻煙窗。本文研究分析的鍋爐磨損位置發(fā)生了較大變化，兩臺(tái)爐均在前墻水冷壁的稀相區(qū)至頂棚區(qū)域發(fā)生大面積的切削磨損，其中1#鍋爐的磨損程度大于2#鍋爐(下文均以1#鍋爐舉例)。爐左側(cè)的磨損程度遠(yuǎn)大于爐右側(cè)。爐內(nèi)前墻密相區(qū)、后墻及左右側(cè)墻水冷壁磨損輕微屬常規(guī)磨損區(qū)本文不再詳述。

　　磨損原因分析

　　下面從鍋爐運(yùn)行調(diào)整方式發(fā)生變化、鍋爐設(shè)計(jì)構(gòu)造的影響，鍋爐設(shè)備構(gòu)造改變?nèi)齻€(gè)方面分析磨損的成因，因?yàn)槟p程度不同，所以從兩臺(tái)爐的共性和非共性方面進(jìn)行分析，非共性主要是鍋爐設(shè)備構(gòu)造改變方面存在。

　　解決方案

　　采用我們武漢永平科技首先推出了主動(dòng)式導(dǎo)熱型格柵防磨技術(shù)。該技術(shù)區(qū)別于以往的被動(dòng)式增厚防磨技術(shù)，它是在水冷壁表面沿水平方向和垂直方向，裝設(shè)合金格柵板形成網(wǎng)格式格柵，降低水冷壁表面的物料顆粒速度，阻斷貼壁流的形成，并疏導(dǎo)水冷壁表面物料的流動(dòng)循環(huán)，優(yōu)化表面流場(chǎng)消除局部渦流。施工方案根據(jù)不同鍋爐磨損特點(diǎn)而設(shè)計(jì)，對(duì)循環(huán)流化床鍋爐爐內(nèi)磨損能起到標(biāo)本兼治的作用。保證鍋爐在高負(fù)荷下長(zhǎng)周期運(yùn)行，并增加鍋爐的燃料適應(yīng)性(如加大矸石等摻燒比例)。

　　圍繞該技術(shù)，我們先后完善了相應(yīng)的格柵板材料攻克，格柵板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及優(yōu)化，格柵鋪設(shè)的理論參考公式，不同工況煤種條件下的測(cè)算系數(shù)等，并最終形成了現(xiàn)在非常成熟的導(dǎo)熱型格柵防磨技術(shù)，圍繞該技術(shù)我公司目前已經(jīng)獲得了14項(xiàng)相關(guān)國(guó)家專利，其中核心技術(shù)專利號(hào)：ZL 2014 1 0300048.4 ，ZL 2014 2 0350767.2 , ZL 2014 1 0300145.3 , ZL 2019 2 1607213.5。

　　導(dǎo)熱型格柵防磨技術(shù)，徹底解決了長(zhǎng)期困擾燃煤熱電行業(yè)的CFB鍋爐水冷壁易磨損泄漏這一世界性難題。使鍋爐檢修周期較原有防磨技術(shù)延長(zhǎng)5倍以上，從原來(lái)的連續(xù)運(yùn)行不足4000個(gè)小時(shí)延長(zhǎng)到20000小時(shí)以上。節(jié)能降耗的同時(shí)極大提高了CFB鍋爐的安全性和經(jīng)濟(jì)性。