循環流化床鍋爐爐膛受熱面磨損及防治技術探討

韓國星

摘 要：針對300T的循環流化床鍋爐爐膛因受熱面磨損而爆炸的問題，需要對爐膛受熱面磨損機理文章術和被動防治技術進行了分析，以便采取多種措施確保鍋爐運行的安全性和穩定性受熱面。

關鍵詞：磨損；防治技術；循環流化床鍋爐

減少煤燃燒對周圍環境的污染。但是，由于300T的循環流化床鍋爐在設計和運行方面存在著一定的問題，所以常常會受到爐膛受熱面磨損問題的困擾。所以，為了確保鍋爐能夠得到安全的使用，有必要對循環流化床鍋爐爐膛受熱面磨損機理和防治技術進行分析。

1 循環流化床鍋爐爐膛受熱面磨損機理分析

循環流化床鍋爐爐膛受熱面的磨損過程相對復雜，從磨損形式上可以劃分成兩類，即材料受交變應力引起的疲勞磨損和顆粒切削作用下的鑿削式磨損。從本質上來講，在鍋爐運行的過程中，煙氣中的顆粒將對爐膛的受熱面進行撞擊，而磨損的方式則與顆粒的沖擊角度有著直接的聯系。在垂直撞擊的情況下，爐膛僅會產生疲勞磨損，即輕微的磨損。但就實際情況而言，由于氣流方向與水冷壁接近平行，所以垂直沖擊式撞擊幾乎難以出現。而在沖擊角度較小的情況下，顆粒的飛行方向與水冷壁之間的角度較小，則會對爐膛受熱面造成嚴重的傷害。

由于循環流化床鍋爐的特性，氣固兩種粒子的相對流動必然存在，所以也一定會對鍋爐爐膛的受熱面產生一定的作用。然而，在均勻的磨損條件下，鍋爐爐膛并不會出現局部劇烈磨損的情況，繼而不會對鍋爐的正常運行造成影響。但是，均勻磨損主要還要取決于灰顆粒的形狀、質量和流速等物理性質。所以，只有控制好這些因素，才能確保鍋爐爐膛受熱面不會受到嚴重的磨損。

2 鍋爐爐膛受熱面磨損的防治技術探討

2.1 主動防治技術

2.1.1 控制煙氣流速

在主動防治鍋爐爐膛受熱面出現嚴重的磨損方面，控制煙氣流速是較為科學的辦法。在進行循環流化床鍋爐操作時，入爐風量包含了一次風、二次風和返料風三種。而一次風量的大小，不僅影響到煙氣流速，還會對循環物流量和顆粒直徑造成影響。所以，想要防止顆粒流速過大對爐膛造成的嚴重傷害，就要控制好一次風量[1]。而一次風量的大小，與鍋爐流化狀態、燃燒效率等多個因素有著直接的關系。因此，可以通過控制這些因素進行煙氣流速的控制，以便進行磨損速率的控制。

2.1.2 控制燃煤粒徑

在鍋爐運行的過程中，不同粒徑的燃煤所對應的傳熱系統不同。而流化床粒徑分布不均，則會造成鍋爐內的傳熱特性不同，繼而造成爐膛內的對流作用加劇。而由于燃煤粒徑越大，爐膛受熱面的損傷就越嚴重。所以，要做好燃煤粒徑的控制，以便減輕鍋爐爐膛的磨損。就目前來看，可以通過在煤場設置采購點和堆放點來進行燃煤的初選。并最終通過控制破碎機、高蝠篩來降低燃煤粒徑。

2.1.3 控制煤粉質量及灰量

煤粉質量是決定鍋爐爐膛受熱面磨損程度的重要因素。在煤質變差的情況下，燃煤量會隨著灰分的增加而增加，而煙風量也會隨之增大，繼而造成爐膛的磨損加劇。所以，需要做好煤粉質量的控制，以便防治爐膛磨損。此外，鍋爐正常運行時，需要進行多余的循環灰的排放。而一旦排放的灰量過多，就會造成鍋爐的循環倍率提升，繼而造成爐膛的磨損。所以，還要采取溢流灰排放方式進行灰量的控制，以便減少循環倍率，繼而降低鍋爐爐膛受熱面的磨損程度。

2.2 被動防治技術

2.2.1 結構防磨技術

在燃煤質量已經確定的情況下，還可以采用結構防磨技術來減輕鍋爐爐膛受到的磨損。就目前來看，常見的結構防磨措施有讓管設計、防磨梁和防磨瓦等措施。其中，讓管設計主要是用來消除粒子的向下流動臺階，繼而使爐膛受熱面交界處的磨損得到防治[2]。而防磨梁和防磨瓦等措施，則是通過降低物料流動速度來進行防磨。其中，防磨瓦是由一定厚度的管件制成，可以防止鍋爐管受到過度摩擦。

2.2.2 材料防磨技術

所謂的材料防磨技術，其實就是利用更換耐磨材料和耐磨材料噴涂等方法進行爐膛磨損的防治。就目前來看，常見的耐磨材料噴涂技術主要有電弧噴涂、真空離子噴涂和火焰噴涂等。其中，電弧噴涂是利用電弧噴涂設備將金屬合金絲融化，并噴涂在預先除銹的鍋爐表面。而由于噴涂的金屬合金絲具有耐磨、耐高溫和耐腐蝕的特點，所以可以為鍋爐爐膛受熱面提供防治高溫腐蝕和磨損的保護，繼而確保鍋爐的穩定運行。

2.2.3 其他防磨技術

在進行循環流化床鍋爐爐膛受熱面磨損的防治時，還可以采用堆焊工藝和加裝導向板等多種措施。首先，堆焊工藝是在需要防磨的金屬表面堆焊一定厚度的熔焊金屬。而這樣一來，爐膛母材將具有耐磨性。但是，該技術只能在爐膛局部應用，并且容易使爐膛傳熱效果受阻。其次，加裝導向板則是在鍋爐的煙氣轉彎處進行改變煙氣流動方向的導向板的安裝，以便進行煙氣速度的降低，并對煙氣濃度不均勻的問題進行控制[3]。所以，該方法的使用，可以改變鍋爐本身的設計結構，繼而對爐膛磨損進行防治。

3 結束語

總而言之，在環境污染越發嚴重的情況下，只有加快對節能減排技術的開發和應用，才能確保人類社會的可持續發展。所以，相關人員有必要采取防治技術對循環流化床鍋爐爐膛受熱面磨損問題進行處理，以便更好的進行該種技術的應用。而從本文的研究來看，企業可以采用控制煙氣流速、燃燒煤粒徑和煤粉質量及灰量等主動防治技術進行爐膛磨損的防治，也可以采用結構防磨技術、材料防磨技術和其他防磨技術等被動防治技術進行爐膛磨損問題的治理。

參考文獻

[1]張全生.300MW循環流化床鍋爐受熱面磨損分析與防治[J].煤炭科技，2010，3（1）：52-53.

[2]杜寶忠.循環流化床鍋爐爐膛受熱面磨損及預防技術研究[D].華北電力大學，2014.

[3]黃俊偉.150t/h循環流化床鍋爐爐膛磨損分析及防治措施[J].設備管理與維修，2012，1（1）：50-53.