循環流化床鍋爐水冷壁管磨損情況及防范措施

王雷

摘?要：本文從循環流化床鍋爐的基本工作原理，結構特點等方面進行闡述，根據調研資料對循環流化床鍋爐運行中過程水冷壁管磨損、泄漏的原因進行了分析、總結，并提出相應的調整和改進措施。

關鍵詞：循環流化床鍋爐;水冷壁管;磨損;原因分析;預防措施

前言

循環流化床鍋爐燃用粒徑在13?mm以下的煤粒，流化風速很大（通常為5～10?m/s）。磨損是該爐型的最大問題。在爐膛內布置水冷壁管的循環流化床鍋爐，普遍產生水冷壁管磨損。磨損程度（速度）因不同設計的爐型、燃燒煤種、燃燒調整等因素有關，有些磨損是相當嚴重的。

1.爐膛內水冷壁管的磨損情況

循環流化床鍋爐水冷壁管磨損可分為四種情形：爐膛下部衛燃帶與水冷壁管過渡區域管壁磨損、爐膛四個角落區域管壁磨損、不規則區域管壁磨損和一般水冷壁管磨損。

爐膛下部敷設衛燃帶與水冷壁管過渡（交界）區域的管壁磨損原因一是在過渡區由于沿壁面下流的固體物料與爐內向上的固體物料運動方向相反，在局部產生渦流;二是沿爐膛壁面下流的固體物料在交界區域產生流動方向的改變，因而對水冷壁管產生沖刷。

從已運行的循環流化床鍋爐爐膛四個角落區域水冷壁磨損、泄漏及爆管檢查分析中發現，爐膛角落區域水冷壁管磨損較其它部分更為迅速和嚴重，是磨損引發泄漏、爆管多發區。

循環流化床鍋爐水冷壁不規則區域管壁磨損主要發生在未經打磨的焊口余高，以及開孔處的彎管上。一般水冷壁管的磨損速度較慢，在運行較短時間檢查一般只發現水冷壁管被磨亮，測量壁厚減薄不大。

2.鍋爐水冷壁管磨損原因分析

通過對鍋爐衛燃帶處筑爐部位、噴涂區域水冷壁管磨損狀況的檢查及鍋爐運行記錄的分析，并查閱相關資料。認為造成水冷壁管磨損、泄漏主要原因有以下幾個方面：

2.1煙氣流速的影響：煙氣流速越高磨損越嚴重，磨損量與煙氣流速的三次方成正比。一次風量越大，磨損量越大。二次風量越大，對爐內燃燒情況的擾動越劇烈，水冷壁磨損量也越大。

2.2煙氣顆粒濃度的影響：煙氣內顆粒濃度越大，水冷壁磨損量越大。因為顆粒數目越大，對管壁的撞擊和沖刷越強烈。在循環流化床鍋爐運行過程中，負荷越高，床層密度及床層差壓越大，說明顆粒濃度越大，磨損量也越大。

2.3燃料性質的影響：燃料顆粒硬度、灰分越大，對水冷壁管壁的切削作用越強烈，磨損量越大。尤其在摻燒煤矸石或其它高硬度燃料時，會大大縮短水冷壁管爆管的運行時間。

2.4安裝及檢修質量的影響：鍋爐安裝及檢修質量不好，例如，受熱面鰭片沒有滿焊，造成大量顆粒外漏，造成對水冷壁管側面的磨損。或管屏表面留下大量焊接后的凸起部位，形成顆粒渦流加劇磨損。

2.5耐磨材料脫落：在爐膛密相區排渣口、二次風口處的異型管，過熱器及再熱器穿墻管密封盒處管壁都會因耐磨材料脫落造成磨損。風水聯合冷卻式流化床冷渣器回風口處由于風速過快，將耐磨材料吹落造成磨損。

2.6鍋爐本身動力場的影響：由于爐膛內煙氣流速分布不均勻，四角處的煙氣流速比中間大許多，所以磨損情況比其它部位嚴重。

3.水冷壁管磨損預防措施

3.1在保證床料充分流化的前提下，盡量降低一次風量;在維持氧量的前提下適當調整二次風量，保持合適的過剩空氣。適當降低密相區高度，延長燃煤顆粒在爐內的停留時間，減小對水冷壁管的沖刷。

3.2根據負荷變化選擇合適的床層差壓、床層密度及煙氣流速。提高旋風分離器分離效率，延長固體顆粒在爐內的停留時間。

3.3控制合適的爐膛差壓、料層差壓。

3.4應特別注意燃料特性對磨損的影響，加強來煤管理，嚴格控制入爐煤的煤質和粒度，經常根據燃料顆粒度分布情況調整碎煤機錘頭間隙，盡量采用二級破碎系統，提高煤顆粒的均勻度，減小大顆粒在來煤總量中的比例。

3.5杜絕水冷壁管屏表面的凸起現象，將水冷壁管焊口打磨圓滑，水冷壁管鰭片應該滿焊，不能留下縫隙或漏洞。水冷壁管加裝防磨護板時，應注意防磨護板與水冷壁管間防形成凸臺。澆筑料軟著陸時不能形成斜坡，規范施工工藝，確保耐磨澆筑料不脫落。

3.6對密相區埋管以上的裸露水冷壁管進行熱噴涂，目前熱噴涂成為一種有效的方法來降低磨損，進行過熱噴涂的水冷壁管抗磨損和抗腐蝕壽命可以提高2～4倍。

3.7在不影響鍋爐吸熱量的前提下對水冷壁管進行埋管處理。水冷壁襯里是用焊在管子表面上的金屬銷釘將較密的耐磨耐火材料固定在煙氣側的鍋爐管件上。

參考文獻：

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