循環(huán)流化床鍋爐出現(xiàn)磨損的原因分析及解決方案

　　循環(huán)流化床鍋爐磨損問題是一直困擾各大電廠的問題，嚴(yán)重影響了各大電廠平穩(wěn)運(yùn)營(yíng)。

　　循環(huán)流化床鍋爐是繼鏈條爐、煤粉爐發(fā)展起來(lái)的高效率、低污染的新型爐，因其燃燒效率高、煤種適應(yīng)性廣、負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍大、氮氧化物排放低、能在燃燒過(guò)程中方便和廉價(jià)地進(jìn)行脫硫等優(yōu)點(diǎn)而備受青睞。自循環(huán)流化床燃燒技術(shù)出現(xiàn)以來(lái)，循環(huán)流化床鍋爐已在世界范圍內(nèi)得到廣泛的應(yīng)用和推廣。

　　隨著循環(huán)流化床燃燒技術(shù)的日益成熟，循環(huán)流化床也以其大量的運(yùn)行實(shí)踐被公認(rèn)為極具發(fā)展前途的爐型之一，成為今后電站鍋爐的發(fā)展趨勢(shì)。但這種爐型在運(yùn)行中也反映出一系列問題，如高溫?zé)g，低溫腐蝕，沖刷磨損，超溫爆管，尾部煙道再燃燒，床上大面積結(jié)焦，落渣管堵塞，耐火耐磨材料脫落，風(fēng)帽漏渣，給煤系統(tǒng)堵塞，斷煤等問題。

　　CFB鍋爐的磨損

　　在循環(huán)流化床鍋爐中由于爐內(nèi)固體物料濃度、粒徑比煤粉爐要大的多，所以循環(huán)流化床鍋爐的磨損比煤粉爐要嚴(yán)重的多，但爐內(nèi)磨損并不是均勻的一般磨損主要有以下幾個(gè)部位：

　　1、風(fēng)帽磨損，最嚴(yán)重的區(qū)域在物料返料口附近。

　　2、水冷壁的磨損，最嚴(yán)重的區(qū)域在爐膛下部水冷壁與耐火澆注料交界處、爐膛四周區(qū)域以及一些不規(guī)則的管壁，這些不規(guī)則管壁包括穿墻管、爐墻開孔處的彎管以及管壁上焊縫等。

　　3、高溫旋風(fēng)分離器的入口煙道及上部區(qū)域以及中心筒。

　　4、對(duì)流煙道受熱面的某些部位，如省煤器、過(guò)熱器和空氣預(yù)熱器的某些部位。

　　水冷壁管的磨損

　　水冷壁管的磨損是鍋爐受熱面磨損最嚴(yán)重的部位之一。爐內(nèi)水冷壁管的磨損主要集中在以下三個(gè)區(qū)域：

　　a:爐膛下部衛(wèi)燃帶與水冷壁管過(guò)渡區(qū)域管壁的磨損;

　　b:爐膛四個(gè)角落區(qū)域的管壁磨損;

　　c:不規(guī)則區(qū)域管壁的磨損。

　　爐膛下部衛(wèi)燃帶與水冷壁管過(guò)渡區(qū)域管壁的磨損原因一是在過(guò)渡區(qū)域內(nèi)由于沿壁面下流的固體物料與爐內(nèi)向上運(yùn)動(dòng)的固體物料運(yùn)動(dòng)方向相反，在局部產(chǎn)生渦旋流;另一個(gè)原因是沿爐膛壁面下流的固體物料在交界區(qū)域產(chǎn)生流動(dòng)方向的改變，因而對(duì)水冷壁管產(chǎn)生沖刷。

　　爐膛四個(gè)角落區(qū)域的管壁磨損原因是角落區(qū)域內(nèi)壁面向下流動(dòng)的固體物料密度比較高，同時(shí)流動(dòng)狀態(tài)也受到破壞。不規(guī)則區(qū)域管壁(如穿墻管、爐墻開孔處的彎管等的磨損原因主要是不規(guī)則管壁對(duì)局部的流動(dòng)特性造成較大的擾動(dòng)。

　　循環(huán)流化床物料在鍋爐爐膛中心區(qū)域以上升流為主，四周邊壁區(qū)以貼壁下降流為主，水冷壁防磨凸臺(tái)上部磨損原因。

　　爐內(nèi)過(guò)熱器的磨損

　　爐膛內(nèi)屏式過(guò)熱器、水平過(guò)熱器管屏的磨損機(jī)理與爐內(nèi)水冷壁管的磨損機(jī)理相似，主要取決于受熱面的具體結(jié)構(gòu)和固體物料的流動(dòng)特性。

　　對(duì)流煙道受熱面的磨損

　　對(duì)流煙道受熱面的磨損主要發(fā)生在省煤器兩端和空氣預(yù)熱器進(jìn)口處，產(chǎn)生磨損的主要原因是設(shè)計(jì)上考慮不周，安裝時(shí)出現(xiàn)誤差;另一個(gè)原因是受熱面材質(zhì)不好。

　　我司采用主動(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。