關于循環流化床鍋爐在使用中的防磨對策

摘 要：鍋爐作為電廠的重要生產設備之一，對電廠的正常生產具有非常重要的意義。循環流化床鍋爐作為鍋爐中的一種，其爐內物料的濃度較高，所以尾部煙道的煙氣流速度也較高，這就會導致鍋爐的磨損程度處于一個較高的水平。本文對循環流化床鍋爐的磨損情況進行了分析，并對影響磨損的主要因素進行了說明，同時進一步對循環流化床鍋爐使用中的防磨措施進行了闡述。

關鍵詞：流化床鍋爐；磨損；防磨；措施

前言

隨著能源消耗量的增加，保護環境，節約能源已成為當前急需解決的重要問題，循環流化床鍋爐就是在此基礎上發展起來的，循環流化床鍋爐不僅對燃料具有較高的適應性，同時還是一種具有高可靠性、高穩定性和高可利用性的環保鍋爐，其與其他鍋爐相比，具有顯著的優勢。但其在我國還處于剛起步階段，也是在最近這幾年，才加大對循環流行化床鍋爐技術的研究，作為一種高效低污染的清潔型鍋爐，循環流化床鍋爐在多個領域得到廣泛的應用。但循環流化床鍋爐是一種高磨損的鍋爐，這也是近年來在對循環流化床鍋爐研究過程中一直致力于解決的關鍵問題。

1 磨損情況分析

1.1 循環流化床鍋爐磨損狀況分類

通常可分為粘著磨損、磨料磨損、腐蝕磨損、疲勞磨損、沖蝕磨損和微動磨損等，在循環流化床鍋爐中，受熱面和耐火材料的磨損主要表現為沖蝕磨損。受熱面主要包括爐膛水冷壁、爐內受熱面（包括屏式翼形管、屏式過熱器和水平過熱器管屏）、尾部對流煙道受熱面、外置式換熱器等。

1.2 循環流化床鍋爐磨損機理

循環流化床鍋爐在工作過程中，其耐火材料會受到溫度循環流動的熱沖擊及機械應力的作用，從而導致裂縫及剝落情況的發生，同時固體物料在進入鍋爐內對耐火材料會產生一定的沖刷，從而導致耐火材料的破壞。

1.3 循環流化床鍋爐主要金屬磨損部位

1.3.1 爐膛水冷壁磨損

這主要是由于循環流化床鍋爐為了使蒸發受熱面得到有效的增加，在爐膛稀相區內的水冷壁則不敷設耐火材料，而只在爐膛下部密相區的水冷壁管上敷設耐火材料，所以會有耐火材料與水冷壁的交界處，而在這交界處則會有氣體和固體的流動變化，從而使該區域的水冷壁磨損嚴重。

1.3.2 觀火孔爐膛開孔處彎管下部區域也易出現磨損。彎管下部區域屬于氣流主要沖刷區，所以在反復沖刷下也容易產生較大的磨損。

1.3.3 翼形管、屏式過熱器、水平過熱器管屏等磨損機理與爐膛水冷壁處相似。主要取決于受熱面的具體結構和固體物料的流動特性。

1.3.4 尾部對流煙道處磨損，尾部對流煙道處有分離器，分離器設計值及安裝都有嚴格的要求，一旦達不到標準，則會導致分離不徹底，而使飛灰顆粒進入到對流受熱面，這樣煙氣中的飛灰濃度則會升高，從而使其對煙道的磨損較大。

1.3.5 循環流化床鍋爐布風裝置的磨損。此處位置磨損最為嚴重的區域是物料的回料口附近，因為在運行的過程中，回料口處的顆粒較大密度較高，所以在運行時，會對風帽造成沖刷，從而使風帽受到嚴重的磨損。

1.4 循環流化床鍋爐主要金屬磨損部位

非金屬耐火材料的磨損的位置有水冷壁布風板；燃燒室下部四周水冷壁表面；燃燒室內布置的水冷屏、過熱器屏等下端表面及其穿墻處周圍的水冷壁表面；燃燒室出口周圍及出煙口流道內表面；分離器整個內表面；料腿及回料裝置內表面；分離器出口煙道內表面；尾部對流煙道入口內表面。

2 影響磨損的主要因素

2.1 燃料特性

循環流化床鍋爐對于各燃料都具有很好的適應性，所以無論是優、劣質煤、煤矸石、木材，還是固體垃圾等都能夠在鍋爐內進行燃料，但由于燃料的種類不同，所以與受熱面和耐火材料的磨損程度也各不相同。

2.2 床料特性

床料粒徑的大小對受熱面所產生沖蝕磨損具有直接的影響。粒徑越小，沖刷磨損量越小，但當粒徑達到臨界值0.1mm后，磨損量幾乎不變，同時帶棱解的床料、在爐內停留一段時間的床料顆粒、含硅和鋁成分較高的床料由于其所形成顆粒的形狀及表面所形成的膜，會使顆粒具有較高的強度，對鍋爐受熱面的磨損程度較強。

2.3 溫度特性

當床溫達到一定高度時，則煙氣和受熱面溫度也會隨著床溫的升高而達到一定的高度，當床溫、受熱面溫度和煙氣都處于升溫的狀態時，受熱面管壁的溫度則也隨著發生變化，這樣受熱面的腐蝕和疲勞磨損程度也會隨之加劇。

3 具體的防磨措施

3.1 承壓管的選用，承壓管主要采用碳鋼和合金鋼來進行制作，但在進行鋼材選擇時要注意其型號，在長期以來對鍋爐的防磨措施中，最為常見的是防磨蓋板，其主要用于尾部煙道對流受熱面，蓋板的材料需要根據所處的防磨位置的煙氣溫度來進行選取，通常以1Cr18Ni9Ti和20G鋼兩種材料，板厚為2mm。

3.2 耐火材料的選用：對于耐火材料的選擇則需要根據鍋爐系統特點和整體性能和敷設點的工作環境來進行，同時對于內襯部位的特點結構和經濟性也要進行充分的考慮，所以在進行耐火材料選擇時則需要根據實際要求根據材料的不同來進行分部分敷設。考慮鍋爐系統特點和整體性能和敷設點的工作環境。內循環渦流型湍流床的內襯，要求耐磨、耐高溫和抗沖刷；高中溫外循環分離器入口段內襯，要耐磨、耐高溫；點火燃燒室煙道，要抗熱、耐沖擊：懸浮室要求抗熱沖擊、耐磨、熱惰性小。

3.3 防磨鰭片

①結構埋管受熱面的防磨鰭片阻礙氣泡與埋管表面的直接接觸，以減輕氣泡尾渦粒子對表面的沖擊；②隔斷顆粒沿埋管表面滑動，減弱其流化強度，以及對表面產生的錘擊效應。

3.4 對材料的工作表面處理

通常采用熱噴涂、熱處理、電鍍、熱浸鍍等方式。以延長設備的使用壽命。燃料的顆粒組份對床層分布、燃燒效率、爐內溫度、返料量、煙氣粒子濃度及內襯材料的磨損都會產生影響。因此，使用前應控制床料及煤粒的篩分比，以降低煙氣粒子濃度和粒子直徑減少磨損。

4 結束語

電廠的穩定運行為我國的經濟發展提供了可靠的電力供應，促進了經濟的發展，所以對于電廠內部運行的設備要加強保護。循環流化床鍋爐作為電廠中重要的運行設備，是電廠穩定運行的基礎，所以要加強對循環流化床鍋爐的日常維護和保養。在鍋爐運行的過程中，由于物料的流動速度較高，對鍋爐內部的各個位置都會造成不同程度的磨損，嚴重的影響到鍋爐的性能。文章中對于影響磨損的因素做出了分析，并且提出了解決的對策，為鍋爐的穩定運行提供了重要的依據。隨著不斷的運行實踐，循環流化床鍋爐將會得到越來越完善的保養對策，最大程度的減少磨損，提高鍋爐的運行效率，為電廠的發展創造有利的條件。

參考文獻

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