循环流化床锅炉受热面磨损成因及对策
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循环流化床锅炉磨损机理及防治技术循环流化床锅炉是一种新型的锅炉,其燃烧方式是通过将燃料与空气混合后在循环流化床内进行燃烧。
这种燃烧方式能够有效地减少燃料的燃烧温度,从而减少燃料的固化温度,降低燃料的燃烧速度,并且降低了燃料的氧化速度,从而提高了燃料的燃尽率,减少了非燃料物质的排放,是一种环保型的燃烧方式。
由于循环流化床锅炉在燃烧过程中在炉膛内形成了一层流化床,因此炉膛内的磨损情况是非常严重的。
炉膛内的磨损会降低循环流化床锅炉的使用寿命,增加运行成本,降低燃烧效率,因此必须采取相应的措施来防治炉膛内的磨损。
一、循环流化床锅炉磨损机理1.化学磨损:循环流化床锅炉在燃烧过程中产生的高温烟气中含有大量的腐蚀性物质,这些腐蚀性物质会对炉膛内的材料产生化学腐蚀,从而造成炉膛内的磨损,这种腐蚀是一种化学磨损。
1.合理选择炉膛内的材料:合理选择耐磨损的材料可以有效地减少循环流化床锅炉的磨损程度。
一般来说,炉膛内的材料应该具有良好的抗腐蚀性能和抗热性能,并且有足够的硬度来抵抗机械磨损。
2.控制炉膛内的温度:控制炉膛内的温度可以有效地减少炉膛内的化学腐蚀,从而减少炉膛内的磨损。
4.定期对炉膛内进行检修和维护:定期对炉膛内进行检修和维护可以有效地延长循环流化床锅炉的使用寿命,减少运行成本。
5.增加炉膛内的保护层:在炉膛内增加一层耐磨损的保护层可以有效地减少循环流化床锅炉的磨损程度。
6.改善炉膛内的燃烧条件:改善炉膛内的燃烧条件可以提高循环流化床锅炉的燃烧效率,减少排放物的排放,从而减少炉膛内的磨损。
8.其他技术手段:在实际应用中,还可以采用遮挡板、护套等技术手段来进一步减少循环流化床锅炉炉膛内的磨损程度。
循环流化床锅炉炉膛内的磨损是一种十分严重的问题,它会降低循环流化床锅炉的使用寿命,增加运行成本。
必须采取相应的措施来防治炉膛内的磨损。
采取合理的材料选择、控制温度、控制燃烧比例、定期检修维护、增加保护层等多种技术手段可以有效地减少循环流化床锅炉的磨损程度,从而保证循环流化床锅炉的正常运行,提高燃烧效率,降低运行成本,达到环保的目的。
循环流化床锅炉炉膛受热面磨损及防范措施内容摘要循环流化床锅炉与常规煤粉炉相比,具有燃料范围广、高效率、低污染的优势,适应我国当前电站锅炉节能、环保要求,因此其发展前景广阔。
近年来,随着我国循环流化床锅炉技术的进步,新建并投运了一大批超临界循环流化床锅炉。
目前,我国已安装循环流化床机组3000台[3],世界单机容量最大的660MW的循环流化床锅炉也在我国建成并投运。
但是,循环流化床锅炉最大缺点是其受热面管子磨损问题,直接影响到锅炉运行的安全性和稳定性。
据统计,CFB锅炉在运行过程中,由管壁磨损等原因造成的机组停机约占停机次数40%[1]。
本文分析了循环流化床锅炉磨损的原因,并研究采取的对策,来提高机组运行稳定性。
关键词:循环流化床锅炉磨损床料受热面耐磨材料循环流化床锅炉炉膛受热面磨损及防范措施一、循环流化床锅炉原理及结构与煤粉炉不同,CFB锅炉的燃料是床料混合物,由煤颗粒、石灰石脱硫剂、煤渣等组成。
由于其燃料性质不同,CFB锅炉结构主要包括炉膛、布风板、风室、分离器、回料管及烟道等。
炉膛下部根据燃烧要求布置进风口、排渣口、循环灰入口、油枪孔。
炉膛上部四周为膜式水冷壁,布置烟道出口,与分离器入口连接。
分离器出口与布置省煤器、低温过热器、低温再热器的后竖井连接。
二、循环流化床锅炉磨损原因分析综合分析,影响循环流化床锅炉磨损的主要因素是床料对金属管壁的磨损。
2.1磨损的分类及原因根据研究,金属磨损分为附着磨损、疲劳磨损、磨料磨损、腐蚀磨损[1]四类。
就流化床锅炉磨损而言,磨料(床料粒子)磨损是主要磨损,是造成非正常停机的主要原因,本文主要讨论的是流化床锅炉的床料磨损。
磨料磨损即床料粒子对受热面管壁的持续冲刷和撞击:锅炉运行时,烟气携带床料粒子向上运动,部分大颗粒的床料粒子上升到一定高度后沿四面水冷壁管壁下落,下落过程中,床料粒子会对管壁造成磨损,根据磨损形成的原因主要分为以下两类:1)、床料粒子冲刷磨损沿炉膛四壁下落的床料粒子对管壁持续不断地切削、滚压、划擦,其中硬度较大、呈棱角状的离子会在壁面形成划痕,随着床料离子持续不断地回流冲刷,划痕逐渐加深、变宽,直至管壁变薄,壁厚小于最小安全厚度时,则发生爆管现象[2]。
循环流化床锅炉受热面的磨损与防治摘要:随着输煤技术与设备的不断进步,循环流化床锅炉也出现一些全新的发展,在实际的应用之中也出现了相关问题,本文笔者依据近些年来工作经验分析了循环流化床锅炉受热面的磨损以及相关防治措施。
关键词:循环流化床锅炉;受热面;磨损;防治引言:当前,我国以发展可持续经济为主,倡导在发展经济的同时,保护环境,实现可持续发展。
工业一直是我国的重要经济产业,而循环流化床锅炉技术在工业中具有极其重要的应用,它不仅属于清洁型燃烧技术,而且其效率较高,但存在的缺陷是容易发生结焦,而循环流化床锅炉磨损不仅会导致锅炉运行的安全性与经济性,严重者还会影响循环流化床锅炉在工业中的实际应用。
因此,深入分析和合理处理好循环流化床锅炉的磨损现象,做好防范措施,是保证循环流化床锅炉安全和稳定运行的重要保障。
1、循环流化床锅炉金属受热面磨损机理依照磨损的机理不同,磨损主要可以分成粘着磨损、磨料磨损、腐蚀磨损、疲劳磨损、冲蚀磨损以及微动磨损等等。
在循环流化床锅炉之中,受热面以及耐火材料的磨损重要的表现是冲蚀磨损。
其受热面的磨损则通常是冲蚀磨损,描述金属冲蚀磨损过程之中机理的主要有微切削理论、变形磨损理论以及二次冲蚀磨损理论等等。
依据微切削理论,在颗粒冲击金属表面则就会产生冲蚀的过程,冲击角则是一个相当重要的参数,冲蚀磨损的体积则就会随着冲击角的变化而便显出两种规律:当冲击角小于某一临界角时,冲蚀体积随冲击角的增加而表现出增大的趋势,然而当冲击角高于临界角之后,其冲蚀体积则就会随着冲击角的增加而慢慢降低。
冲蚀微切削理论在解释较小冲击角之下塑性金属材料就会受到颗粒冲蚀之时则是相当成功的,然而用来说明较大冲击角之下金属材料的磨损之时还有一定的局限性。
变形磨损理论的主要出发点是冲蚀过程中的能量平衡。
2、循环流化床锅炉金属受热面的磨损问题循环流化床燃烧室内金属受热面以及燃烧室后部对流金属受热面的磨损机理都同气固两相流的流动模式相关。
循环流化床锅炉磨损原因及改良措施1金属件的磨损1. 1布风装置磨损1. 1. 1原因分析循环流化床锅炉布风装置的磨损主要有2 种情况: 第一种情况是风帽的磨损, 通常发生在循环物料回料口附近, 主要原因是由于较高颗粒浓度的循环物料以平行于布风板的较大速度冲刷风帽造成的。
另一种情况是风帽小孔的扩大, 这类磨损将改变布风特性, 同时造成固体物料漏至风室。
1. 1. 2改良措施a. 改变风帽结构来延长风帽寿命, 用钟罩式结构的风帽来代替蘑菇状风帽, 有效减少磨损, 延长使用寿命。
b. 在炉膛底部四周打1 圈台阶, 可使流化床锅炉中沿墙面下流的固体物料转而流向布风板上面的空间, 从而防止冲击炉底的布风板和周界的风帽。
1. 2水冷壁管的磨损1. 2. 1原因分析循环流化床锅炉水冷壁管的磨损主要发生在炉膛下部敷设的卫燃带和水冷壁管交界的区域。
造成磨损的原因有以下2 个方面: 一是在这个过渡区域内, 沿壁面下流的固体物料与炉内向上运动的固体物料运动方向相反, 因此在局部产生了旋涡流; 另一个原因是沿炉膛壁面下流的固体物料在这个交界区域发生流动方向的改变, 对水冷壁管产生了冲刷。
1. 2. 2改良措施a. 采用金属外表热喷涂技术防磨。
涂层的硬度高于基体的硬度, 且涂层在高温下会生成致密、坚硬和化学稳定性更好的氧化层, 提供更好的保护。
b. 通过改变该区域的流体动力特性来到达水冷壁管防磨的目的。
在水冷壁管过渡区域的一定位置加焊挡板或浇注料梁, 用以阻挡固体物料向下流动, 采用这种措施后水冷壁管的磨损大大减轻了。
c. 另一种较常用的方法是改变水冷壁的几何形状, 耐火材料结合简易弯管使卫燃带区域与上部水冷壁管保持平直, 这样固体物料沿壁面平直下流时,撞击区下移至耐火材料局部, 消除了边界处造成的旋涡效应, 从而保护传热管不受磨损。
d. 炉膛下部壁面垂直段与渐缩段交界处、炉顶及炉膛出口等处, 都是易发生磨损的部位, 因此在设计时应在结构上给以考虑或加设防磨措施。
锅炉受热面磨损的主要因素及防护技术措施循环流化床锅炉各个受热面部位的磨损因为成因的多样性和控制的复杂性,始终成为困扰企业的一个生产难题,由于磨损而产生的水冷壁管爆管更是严重地影响了企业的安全经济运行。
根据我公司实际运行中反映出的情况,我们对锅炉受热面磨损的相关部位、影响因素及防护技术做以下介绍。
标签:锅炉受热面磨损;主要因素;防护措施某公司为满足企业生产及生活用汽,安装了3台中温中压循环流化床锅炉,其技术参数为:额定蒸发量:75t/h;额定蒸汽压力:3.82MPa;过热蒸汽温度:450℃;给水温度:105℃;锅炉设计热效率:≧88.5。
锅炉采用单锅筒,自然循环方式,总体上分为前部及尾部两个竖井。
前部竖井为总吊结构,四周由膜式水冷壁组成。
自下而上,依次为一次风室、密相区、稀相区,尾部烟道自上而下依次为高温过热器、低温过热器及省煤器、空气预热器。
尾部竖井采用支撑结构,两竖井之间由立式旋风分离器相连通,分离器下部联接回送装置及灰冷却器。
燃烧室及分离器内部均设有防磨内衬,前部竖井用敷管炉墙,外置金属护板,尾部竖井用轻型炉墙,由八根钢柱承受锅炉全部重量。
1 炉膛受热面易磨损主部要位(1)卫燃带区域;(2)炉膛四角;(3)烟道口两侧水冷壁;(4)水冷壁连接处焊缝;(5)温度探测孔四周;(6)屏过翼形水冷壁;(7)热电偶及风压测量处。
2 影响锅炉受热面磨损的主要因素流化床锅炉受热面的磨损破坏机理比较复杂,是物理作用与化学作用交替进行的复杂过程。
化学作用是指化学腐蚀,由于炉气中含有硫气,含硫气体在高温环境里对受热面形成高温硫化腐蚀。
物理作用实质是一种气固冲蚀磨损,冲蚀的介质是以气体相和固体相所组成的混合型介质,在这里,气固冲蚀磨损也就是炉气混流体以一定的速度和不同的角度对锅炉本体受热表面进行的冲刷所造成的磨损。
冲蚀磨损的磨损速度由多种因素所决定。
2.1 磨粒的影响炉气混流体中所含的硬质颗粒杂物即为冲蚀磨损的磨粒,高硬度,高浓度的磨粒会加大磨损量,尖角形的磨粒比圆球形的磨粒在同等条件下产生更大的冲蚀磨损,另外磨粒的尺寸大小也是影响磨损速度的关键因素,当磨粒尺寸很小时,对冲蚀影响不大,随着磨粒尺寸增大,受热表面的冲蚀磨损也增加,因此,控制燃料的质量也可减缓磨损量。
循环流化床锅炉磨损机理及防治技术【摘要】本文主要探讨了循环流化床锅炉磨损机理及防治技术。
首先介绍了循环流化床锅炉磨损的机理,包括颗粒运动、碰撞和磨损等过程。
然后介绍了针对循环流化床锅炉磨损问题的防治技术,包括增加材料硬度、改变材料结构、提高涂层质量等方法。
结合实际案例分析了这些技术的应用效果。
最后强调了循环流化床锅炉磨损机理及防治技术的重要性,指出只有深入了解机理并采取有效的防治措施,才能有效延长设备的使用寿命,提高工作效率,降低维护成本,保障设备的安全稳定运行。
通过本文的研究,可以更好地了解循环流化床锅炉磨损问题,并为实践中的磨损防治提供参考和指导。
【关键词】循环流化床锅炉、磨损、机理、防治技术、重要性1. 引言1.1 循环流化床锅炉磨损机理及防治技术循环流化床锅炉是一种常见的锅炉类型,具有高效、节能、环保等优点,广泛应用于工业生产中。
其在运行过程中常常会出现磨损问题,导致设备寿命缩短、能效降低等负面影响。
磨损机理及防治技术成为了该领域的研究重点。
循环流化床锅炉磨损机理主要包括气固流动对设备表面的冲蚀、高温气体对设备材料的氧化腐蚀、煤灰颗粒对设备表面的磨损等。
这些机理相互作用,加速了设备的磨损过程,减少了设备的使用寿命。
为了有效防治循环流化床锅炉的磨损问题,可以采取多种措施。
首先是对设备材料进行选用和涂层保护,提高其抗磨损和耐腐蚀能力。
其次是优化设备的结构设计,减少气体流动对设备表面的冲蚀。
加强设备的维护保养,及时清理煤灰和检修设备,也是有效防治磨损的重要措施。
循环流化床锅炉磨损机理及防治技术的研究至关重要,可以提高设备的使用寿命,降低能耗成本,保障工业生产的稳定运行。
希望通过不断的研究和实践,能够找到更有效的防治磨损的技术手段,为工业生产提供更好的保障。
2. 正文2.1 循环流化床锅炉磨损机理循环流化床锅炉磨损机理是指循环流化床锅炉在运行过程中因受到各种力学、热学、化学等因素的作用,导致锅炉内部各部件表面逐渐失去原有的形状和尺寸,在表面上形成磨损、划痕或齿轮损伤等现象。
循环流化床锅炉磨损机理及防治技术循环流化床锅炉是一种高效、环保、灵活性强的工业锅炉,广泛应用于煤炭、石油、天然气等多种燃料的燃烧。
循环流化床锅炉在长期运行过程中,容易出现磨损问题,对设备的安全性和经济性产生不利影响。
本文将从机理和防治技术两个方面,详细介绍循环流化床锅炉磨损问题及其解决方法。
一、循环流化床锅炉磨损机理:循环流化床锅炉磨损主要由以下几个方面的因素造成:1. 高速气固两相流条件下的颗粒碰撞:在循环流化床锅炉内,煤粒和补给燃料中的物料与气体经过高速流动,会产生颗粒间的碰撞。
碰撞速度和角度的不同会对颗粒造成不同程度的磨损。
2. 高温气固两相流条件下的颗粒和管壁间的摩擦磨损:循环流化床锅炉内气固两相流在高温条件下,颗粒和管壁之间的摩擦会导致管壁的磨损。
高温还会引起管道中腐蚀和氧化,加速管壁的磨损。
3. 循环床燃烧飞灰的冲蚀:在循环床燃烧过程中,飞灰中的颗粒因为速度和角度的变化会冲刷锅炉内部设备的表面,导致设备表面的磨损。
二、循环流化床锅炉磨损防治技术:为了有效防止循环流化床锅炉的磨损问题,可以采取以下技术措施:1. 使用具有抗磨损性能的材料:选择具有耐高温、耐腐蚀和耐磨损性能的材料制造锅炉设备,如高铬铸铁、不锈钢等,可以有效降低设备的磨损。
2. 改变煤粒的物理性质:通过调整煤粒的粒径和密度,可以改变煤粒在循环流化床内的运动速度和碰撞能力,减少煤粒对设备的磨损。
3. 减少颗粒之间的碰撞速度和角度:可以通过改变流化床锅炉的结构及装置来减少颗粒之间的碰撞速度和角度,例如增加管道弯曲等,从而降低磨损。
4. 使用陶瓷内衬和橡胶衬里管道:在锅炉的高磨损区域,如循环床底部和管道弯曲处,使用陶瓷内衬和橡胶衬里管道,可以有效抵抗颗粒的冲刷和摩擦,延长设备的使用寿命。
5. 定期清理和维护设备:定期清理锅炉内部的结焦和飞灰,维护设备的正常运行状态,避免结焦和飞灰对设备表面造成的磨损。
三、总结:循环流化床锅炉的磨损问题对设备的安全性和经济性都具有重要影响,通过了解磨损机理,采取相应的防治技术可以降低设备的磨损,延长设备的使用寿命。
浅析循环流化床锅炉磨损原因及预防措施摘要:循环流化床锅炉燃烧是一种新型的高效、低污染的清洁燃煤技术,其实用性和高效低污染燃煤特性收到了欧洲、东南亚国家的认可。
本文通过我国自行设计施工,且投产运营的波黑斯坦纳瑞300MW CFB机组运行实例,对CFB锅炉磨损及预防措施进行分析。
关键词:循环流化床锅炉CFB、磨损循环流化床锅炉属于微正压锅炉,床内物料混合强烈,燃烧室内气固两相流的流动模式是中心区的气体与固体粒子向上流动,周围四壁区的固体粒子向下流动,形成环核流动模型。
中心区与四壁区之间的固体粒子在向上与向下流动过程中还有横向的主相交换,这种交换由下向上是逐渐减弱的。
也就是说,在燃烧室的下部和过渡区,两区之间粒子的交换比燃烧室上部要强得多。
从固体粒子大小分布来分析,也是燃烧室下部粒子较粗,上部的粒子较细,中部为过渡区,在上部循环流化床四个角的粒子浓度最高。
循环床锅炉燃烧室内粒子的流动模式、浓度和粒度的分布规律必然对炉膛受热面的磨损带来决定性的影响。
过渡区域管壁的磨损,一是因为过渡区域内炉内向上运动的固体物料与沿壁面下流的固体物料运动方向相反,进而产生了局部漩涡,产生了磨损;另一方面是因为沿炉膛内壁面下流的固体物料在交界区域的流动改变了方向,冲刷了管壁产生了磨损;以下对主要磨损部位进行原因分析,并给出预防措施建议:1、受热面前炉膛易磨损区域1.1、水冷壁各段焊口处。
原因:主因为颗粒流较高的下降流动速度;次因为由于焊口存在余高,阻碍物料沿平滑管壁流动,改变气流方向,从而加大了磨损程度。
循环流化床内,固体颗粒浓度具有环形流特征。
即沿床层截面可分为两个区域,边壁附近的高浓度颗粒主体下行区——边壁环形区,中心区域的低浓度颗粒主体上升区——中心核心区,形成典型的环-核两区流动。
物料对管壁的磨损速率与其速度、浓度及粒度关系为:焊口焊缝打磨及防磨梁措施1.2、穿墙屏与水冷壁接合处,主要为再热屏穿墙处、水冷屏穿墙处。
原因:a、安装时浇注料两侧形状不规则。
循环流化床锅炉磨损的主要原因及解决方法循环流化床锅炉是一种高效、节能、环保的锅炉,随着国内经济的高速发展,工业污染加重,国内的环境问题也越来越严重。
因此更环保的循环流化床锅炉在国内得到了广泛的应用,在很多行业逐渐取代了传统的煤粉锅炉,特别像火电行业很多火电厂都陆陆续续的更换成了循环流化床锅炉。
循环流化床锅炉的优点使之在国内得到了推广和广泛的应用,但是也因为循环流化床锅炉自身特性,锅炉磨损问题严重的制约着其更广泛的应用,同时也严重困扰着火电厂的安全经济高效生产。
那么循环流化床锅炉为什么会磨损?火电厂该如何正确的解决循环流化床锅炉磨损问题。
循环流化床锅炉磨损主要原因简单得来说,因为循环流化床锅炉燃烧室燃料固体颗粒在不停的做不规则运动,对锅炉受热面造成磨损。
水冷壁是循环流化床锅炉主要磨损部位之一,造成水冷壁磨损的原因有很多,每台循环流化床锅炉水冷壁磨损问题都可能有所不一样,但是整体磨损原因也都大同小异。
循环流化床锅炉磨损造成的危害我们就不在此继续陈述了!在之前的文章中已经说过了很多,反正锅炉磨损问题很严重。
从循环流化床锅炉磨损问题发现至今,各路专家学者都提出了各种解决办法,现在市面上防磨技术已经有很多种了,如何选择防磨技术,这个要根据锅炉磨损问题和企业考虑的防磨成本来选择。
喷涂式防磨,是之前比较主流的循环流化床锅炉防磨技术。
其优点防磨效果好,施工简单。
缺点防磨不持久,需要每年重新喷涂,成本高,早期还是有很多电厂选择该技术解决防磨问题。
格栅防磨技术,是武汉永平科技首先向市场推出的防磨技术。
其防磨效果好、防磨持久、施工快,是目前市场上应用比较广泛的防磨技术。
火电厂循环流化床锅炉选择防磨技术还是需要根据自身锅炉磨损原因和其他因素,选择最合适的防磨技术才是最正确的选择。
循环流化床锅炉受热面磨损成因及对策
循环流化床锅炉自问世至今,因其较高的锅炉效率和优良的环保性能,越来越受到各热电厂家的青睐,已逐渐成为热电企业的主要炉型。
但是,其受热面的磨损因为成因的多样性和控制的复杂性,始终成为困扰热电厂的一个生产难题,由于磨损而产生的水冷壁管爆管更是严重地影响了热电厂的安全经济运行。
根据我厂实际运行中反映出的情况,我们对产生磨损的相关区域、成因及应对方法作如下分析:
一、磨损区域
磨损主要发生在水冷壁、吊挂管、过热器、省煤器、空预器和风帽等区域。
1、水冷壁上的磨损,从现有运行状况归纳有以下几个磨损部位:一是水冷壁上异常突出的部位,如在炉膛中部插入的温度计、压力测点等部位,此类的磨损均是面壁流下的颗粒撞击温度计等突出部件时,运动方向发生改变后,横向形成对水冷壁的冲刷,这种冲刷会在短短个把月甚至更短的时间内磨损水冷壁,从而形成爆管。
另外的突出部位如焊缝等也会受到“挖磨”,下落的飞灰碰击突出焊缝后在该处形成小涡流,从而磨损水冷壁母材,形成“挖磨”现象;二是水冷壁周边四只夹角(密相区)上方,安装时前墙与侧墙管之间的间距变小,飞灰面壁流下落时形成雍堵,引起磨损加剧;三是前墙水冷壁(密相区上方)拐角部分及周围(流化床C型气垫第二处磨损点);四是后墙炉膛出口处中间部分,携带物料的运动气流在此分流,从而形成对水冷壁的横向冲刷;五是顶棚水冷壁管的特殊部位(C型气垫第三处磨损点)。
2、吊挂管、过热器等受到的磨损主要是正面冲击及侧面切削磨损。
当防磨板因过热而变形时,这种磨损就更突出。
当省煤器产生泄漏后,尾部的积灰使“烟气走廊”的形成产生了可能,此时的省煤器及空预器的磨损同样会加剧。
3、风帽因所处环境恶劣,是循环流化床锅炉磨损力度最大的区域,磨损部位主要集中在前后墙之间的中部,约占布风板2/3面积的狭长地带上,而落渣口附近、返料口正对处、落煤口正对处的风帽磨损最严重。
二、磨损成因及对策
从水冷壁所处环境看,其受到磨损的主要原因是在炉膛中气流动力场运动方向发生改变的地方均会受到比其他气流运动方面平行的地方更为强烈的磨损,在垂直的前后墙及两侧墙上的水冷壁受到磨损较小的原因(两年时间磨损约为0.1~0.5mm),是“面壁流”下落时与水冷壁面是平行方向,其对水冷壁的冲刷角度为0,因此,就垂直部分水冷壁而言,由于面壁流的屏蔽及零度冲刷,反而大大减少了上升气流中的“气泡”破裂后物料对水冷壁的横向冲击。
加上面壁流与水冷壁之间的气膜,实际上面壁流与水冷壁之间的直接接触率变得很小。
但当面壁流的下落受到阻挡时物料运行方向的突然改变成为形成磨损的主要原因,即前面说的水冷壁五种磨损现象的运动气流及面壁流改变了方向后产生的磨损。
第五种类型更是一个特例,在流化床锅炉炉膛内的炉顶也是由膜式水冷壁组成,且由前向后斜上,水冷壁上装有横向档流片(与垂直水冷壁上放纵向导流片不同),目的是形成顶部气垫构造,减少气流方向改变后的磨损,实际情况也较理想,整体损耗情况与垂直管壁相近,但在两侧墙防爆门上方约80cm长,60cm宽的一块顶棚水冷壁受到了强力磨损并已形成爆管,实地检测后均已达到厚度极限。
分析其原因,我们认为应该是防爆门处较厚的且突出的浇注料,以及防爆门凹陷部
位的存在,改变了上升气流的运动方向,并使运动的物料集中冲刷了该区域导致了严重的磨损。
在炉膛出口,由于气流呈Y形变向,向背面的磨损截然不同。
对水冷壁形成磨损的另一个重要因素是物料的粒度及硬度,从运动燃烧的煤质成份、产地、颗粒度的变化情况我们作过总结,如果颗粒度不加控制,不光锅炉效率受影响,磨损、特别是密相区上方水冷壁的磨损将受严重影响,当对燃煤颗粒整体调整后,磨损情况好转很多。
另外如有条件,应对燃煤成份作个分析,包括测定其中杂质灰份的硬度及其中二氧化硅的含量。
我们曾在某一时间较多燃用某一产地的燃煤,一次例行停炉检查,发现磨损量是以前的数倍(三个月磨损水冷壁约1.8mm),后来停用该燃煤,磨损情况马上改变,影响变得很小。
运动风速及撞击率虽然也对磨损起着举足轻重的作用,但因流化床运动负荷的限制及料层厚度及氧量的制约,一般来说其对水冷壁的磨损相对来说是一个常数,除非产生上述参数急剧改变的状况。
针对水冷壁各个不同部位的磨损,我们及兄弟厂家均有不少处理这方面的尝试,如采用冷热喷涂法,“蓝泥”粘补增高密相区“卫燃带”,或在受冲击严重的地方加设浇注料。
但从反映出来的效果看,都有不同程度的“副作用”,有的甚至比不采用措施更严重。
我们认为出现后续问题的主要原因在于:在修补、改造受磨损区域的同时,忽略了改造后其他区域的受磨状况,即磨损严重的地方受到了保护,但却使它旁边的地方造成更严重的磨损,其实质就是更严重地改变了炉膛内气流动力场的走向及面壁流的下落的方向,没有处理好“过渡区域”。
我们认为:对于水冷壁特别部位的磨损,除了在运行中严格控制运行参数外,对入炉燃煤的灰质成份构成及颗粒要进行必要的控制,到接近磨损极限时,进行停炉直接切割受磨段水冷壁进行更换,并做好善后处理,磨平焊缝,这样做最主要的好处在于没有强行改变炉膛内气流动力场及面壁流的走向,不会出现“副作用”。
另外加强在停炉时对重点磨损区域的测定也很重要,做到心中有数。
吊挂管、过热器及其他受热面的磨损来自飞灰的正面直接冲击碰撞。
因此在该类受热面的最直接冲击正面均设有如防磨板、档流板、防磨套等防磨设施。
由于所处的环境工况恶劣,防磨设施特别是防磨套板极容易出现因过热变形从而脱落的状况,随之出现裸露的受热面管子将受到更严重的磨损。
产生吊挂管、过热器及其他受热面磨损的成因,一是因为该处的烟气温度即炉膛出口温度差不多均在900℃以上,钢材如果达到一定温度,其强度、硬度、耐磨性能均大大降低,1200℃以上时各项性能降低一半。
二是飞灰对其形成的冲刷角度基本呈90。
角,冲击撞击力最大。
三是烟膛出口缩口后,引风形成负压在该处风速最高。
尽管锅炉制造厂家均采用了防磨套的防护措施,但在使用中还是出现了一些因过热及安装不好引起的变形和脱落,因为防磨套板一般均用不锈钢耐热板制成,其耐热温度在1050℃左右,而此烟气段的温度大致在920℃左右,按理说应承受,但考虑到飞灰的温度要比烟气温度高100~200℃,而且浓度高,连续不断的撞击形成的热量传导,使防磨套的温度在1100℃上下,而防磨套与吊挂管及过热器的固定方式多采用点焊及搁脚板的形式,其受热后的热力传递产生了问题,长期处于高温状态,最终变形后脱落,随之产生受热面磨损也就不可避免。
因此,在吊挂管及过热器上防磨套使用的正确与否,直接关系到该处受热面的磨损状况,所以在安装上及检修时一定要对防磨套进行合理的定位,即要保证其合理的膨胀自由度,又要尽可能固定防磨套的位置,还要让防磨套尽可能多地与管子接触以达到部分热量传递的目的。
另外吊挂管顶部档板这样面积较大,又有一定长度的也容易过热变形脱落,可采用提降的注料预浇板,效果会更好。
风帽的磨损与以下几种因素有关:1、风帽小孔堵塞情况;2、床料硬度、厚度和粒度;3、风帽材料;4、一次风量的多少。
当风帽风孔堵塞后,会形成局部流化不良,风帽自身的冷却就成为问题,而且由于没有了向外喷射的气流,自身就成为被其他风帽喷射的气流带动床料磨损的靶子,而且还会因过热而降低强度,如果面积较大还有可能形成焦渣块形成结焦。
而床料的硬度、粒度及厚度对于风帽的磨损影响也非常明显。
风帽如采用特种钢材制成,其耐磨性能将大大增加,我们曾做过试验将特种钢材制成的风帽放在落渣口上,一段时间后,相比其他风帽明显的更耐磨。
而一次风量的大小更是直接对风帽的磨损产生较大影响,当锅炉达到额定负荷时,一次风从风帽小风孔处流速达到了45~50m/s。
要减小对风帽的磨损,一是要充分疏通风帽,及时更换风帽,保持布风板的均匀性,确保流化平衡,必要时对运行较长时间、风帽整体风孔大小参差不齐者,进行一次性更换。
二是选择合适的床料,有条件的话要做二次筛选,就是要控制大小刚好能堵住风帽的物料做床料,平常所说的0~5mm粒度要确保,尽量弃用大颗粒及尘埃状的床料。
三是合理控制流化风量。
四是尽可能选择一些经过试验确实耐磨性能较好的特种钢做风帽。
综合上述分析,我们认为如果采取以下几方面的改进措施,锅炉各受热部件的磨损应能得到减小及控制。
1、不进行妨碍炉内气流运动方面的改造措施及增加阻挡面壁流下落的“过渡”部件。
2、选择合适的床料,减少因床料本身对炉膛内水冷壁的磨损程度,必要时还可以进行排渣补料,予以更换。
3、降低床料硬度,对燃煤中灰份质地进行检验,对于燃煤磨损等级在前几位的应坚决不用,同时也得控制床料粒度及燃煤粒度,尽可能保持在0~8mm左右。
4、控制炉膛内的物料浓度,避免高负荷、超负荷及高循环倍率,料层差压及炉膛差压作严格控制。
5、控制运行风速,严格控制过量系统及总风量,炉膛内运行风速最好控制在5m/s左右,最高不超过8m/s。
6、在炉膛出口处的吊挂管及过热器除做好防磨保护外,在运行中还要调整好炉膛负压,调整好密相、稀相区的燃烧份额,控制后燃的形成,控制好引风量及烟气流速。
7、在空预器处除了常用的立式空预器入口处加装防磨套外,也可采用现在新技术制造的搪瓷卧式空预器,以减少积灰和磨损。
8、另外还需注意在烟道尾部受热面布置时,注意管屏及管束间距及穿墙管的防护,防止形成“烟气走廊”。
9、对浇注料的磨损及脱落,选用“蓝泥”技术进行修补,效果较好。