循環流化床鍋爐受熱面的磨損及防范問題探討

摘要：本文主要對于鍋爐受熱面的主要磨損部位及磨損預防控制措施進行探討，就水冷壁的磨損、吊掛管及包墻管的磨損、爐膛內屏式過熱器的磨損、以及過熱器、省煤器管的磨損問題進行探討，并提出相應的防范措施，希望對于今后的循環流化床鍋爐穩定運行具有一定幫助。

關鍵詞：循環流化床鍋爐；受熱面磨損；磨損預防；控制措施

引言

對當前越來越多的循環流化床鍋爐來說，具有越來越大的裝機容量，諸多問題存在于循環流化床中，比如，相應的燃燒調整問題、鼓料問題、金屬受熱面的磨損問題等，對于循環流化床的安全運行來說，其中一個重要問題就是金屬受熱面的磨損問題，這個問題基本上能夠占到鍋爐停產故障的80%以上。目前，金屬受熱面磨損問題在循環流化床鍋爐中已經引起越來越多的重視，也需要采取一系列措施得以解決[1，2]。循環流化床鍋爐受熱面的磨損問題涉及到鍋爐金屬受熱面的大部分，重點區域則是尾部煙道以及水冷壁位置。

1.鍋爐受熱面的主要磨損部位及磨損預防控制措施

考慮實際運行中的循環流化床鍋爐特點，具有下降固體粒子回流的突變部分則是主要磨損部位的區域，這部分區域主要有測量儀器插入處、膜式水冷壁的凸凹區域、耐火材料時水冷壁與耐火材料的交界處、焊接缺陷以及旋風分離器內表面等。

1.1水冷壁的磨損及預防探討

結合相關的實際工程中的循環流化床鍋爐運行，落煤管進口處水冷壁的磨損則是水冷壁磨損的主要部位，這里根據此進行說明。

改位置的工作條件往往較為惡劣，都處于鍋爐的密相區，一方面受到原煤重力的作用影響，另外一方面則受到灰渣和煙風等的沖刷，在這種惡劣的工況條件下，容易使得該處的澆注料造成失效。

預防對策可以從以下幾個方面入手：一是，對于原煤質量和粒度進行一定控制，矸石含量過大的劣質煤盡量不予適用；二是，澆注料在此處的質量和施工一定要重視，為了盡量避免該部位水冷壁磨損，可以把金屬纖維增加到該處澆注料中；三是，在進行停爐操作中，則應該詳細檢查該部位，應該及時消除所發現的缺陷；四是，在澆注料施工過程中，此處應該在在澆注料上方設置12 mm厚度的耐磨耐高溫金屬板進行覆蓋。

目前國內有許多針對循環流化床的防磨技術，通過我們多次實踐，采取““兩噴一掛”， 防磨效果尤為明顯。

1.2吊掛管及包墻管的磨損及預防探討

對于鍋爐燃氣混合室的出口的包墻管和吊掛管來說，由于此處的轉向作用，存在較為嚴重的煙氣沖刷現象，轉彎處存在不均勻的速度和飛灰濃度，這樣就造成磨損加劇在相應的局部受熱面上。在設計角度，吊掛管的防磨則是需要考慮重點。在安裝過程中，吊掛管上部打澆注料則是一般鍋爐廠家的要求，為了防止吊掛管的沖刷，防磨瓦設置在下部，但需要在實際情況中的出現的新問題。

相應的預防對策包括以下幾個方面，一是，焊接爪釘并澆筑30mm厚的澆注料則是在左右包墻上部2 m的位置，這樣能夠使得包墻管爆管有效防止；二是，為了更好對于吊掛管進行保護，全部去掉原先澆注在吊掛管上部的澆注料，都采用相應的焊接防磨瓦的措施，這樣能夠盡量其頂部形成堅硬的錐體出現，能夠使得直接沖刷包墻管的氣流方向改變。

1.3 爐膛內屏式過熱器的磨損及預防分析

在爐膛上部往往布置由12CrlMoVG的管子組成的屏式過熱器，其采用的結構形式則為wing—wall結構，相比于爐內水冷壁管的磨損機理，具有一定的相似性，主要影響因素包括固體物料的流動特性、受熱面的具體結構等方面。考慮到外圍顆粒沿壁面向下回流影響以及燃燒室核心區顆粒向上的流動特點，磨損情況同樣會發生在在燃燒室內部的屏式過熱器下端情況。另外，渦流有時也會在屏式過熱器底部彎管的上方產生，經過一定的沖刷作用，以及底部注料影響，則會產生脫落的可能，使得磨損泄露發生在屏式過熱器管子中。

相應的預防對策則包括以下幾部分：一是，在進行澆注料施工基礎上，把防磨瓦扣在其表面；二是，該處澆注料的質量應該高度重視，施工工藝嚴格控制；三是，一二次風配比應該進行控制；四是，控制風速不超過設計值，鍋爐出口負壓-0.15 kPa應該盡量控制；五是，把50 cm高度的耐磨材料噴涂在屏式過熱器底部澆注料上方的管子上；六是，長銷釘應該在屏式過熱器底部澆筑前進行加設，并把其焊接成網狀，一次澆筑成型在圓弧形狀的底座中形成。

1.4過熱器、省煤器管的磨損及預防問題探討

省煤器的磨損在相應的對流受熱面中最為嚴重，對于鍋爐中的錯列布置的省煤器來說，錯列管束的沖刷在煙氣作用下而較為強烈，相比于順序布置，則存在更多磨損，同時，考慮相對較硬的煙氣中灰粒，存在比較低的煙氣溫度，相比于過熱器及空預器，上述因素使得省煤器磨損更為嚴重，省煤器磨損爆管主要存在以下幾種情況：一是，在省煤器管彎頭處，煙氣走廊則是在省煤器管的豎井煙道兩側墻和彎頭之間，由于阻力較小造成較高的煙氣流速，存在嚴重磨損；二是，省煤器第二、第三排管子。對于錯列布置的省煤器來說，較低煙速作用于省煤器第一排管子，以后則引起了煙速提高，加上減小的煙氣流通截面作用，則使得煙氣中灰粒具有較大的沖擊力，造成第二、三排的存在磨損較為嚴重的管子。

2.結語

對于循環流化床鍋爐的磨損問題涉及到鍋爐的制造、設計、運行和檢修的各個方面，為了處理好這個問題，我們應該在運行過程中嚴格控制好升降溫，注意調整風量，控制好原煤粒度，鍋爐設計煤種盡量采用在選購燃煤過程中。對于出現的問題，設計人員應該加強和檢修一線人員的溝通，檢修人員需要在每一次停爐之后對于鍋爐進行全面檢查，各個管子的壁厚應該定期測量，發現問題則要及時處理。為了保證循環流化床鍋爐的長周期安全平穩運行，就必須經過多方的共同努力。

參考文獻：

[1]朱大立，華海峰，任海.循環流化床鍋爐磨損及防磨方法探討[J].民營科技，2013，（11）.

[2]張瑞卿，楊海瑞，呂俊復.應用于循環流化床鍋爐氣固流動和燃燒的CPFD數值模擬[J].中國電機工程學報，2013，（23）.

作者簡介：雷濤（1977.4-），籍貫：湖北武漢，職稱：中級，研究方向：工學。