75t/h循環流化床鍋爐受熱面防磨技術及效果分析

李志超

摘 要：75 t/h循環流化床鍋爐是目前火力發電廠中較為通用的電能生產機組，在具體的使用過程中，循環流化床鍋爐的受熱面受到磨損的情況比較嚴重，這不僅影響了機械的安全運行同時過度耗損會降低電廠的經濟效益。文章為了改進循環流化床鍋爐的使用效率，對磨損產生的原因和機理進行具體的分析，同時在考察鍋爐具體運行的情況提出防磨措施和其具體的效果進行分析對75 t/h循環流化床鍋爐受熱面進行改進。

關鍵詞：75 t/h循環流化床鍋爐；受熱面防磨技術；火力發電

中圖分類號：TK223.3 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）06-0021-01

目前我國的火力發電由于造價較低仍舊占據較大的市場份額，在火力發電中，75 t/h循環流化床鍋爐是火力發電中具有高效能的鍋爐，它能夠使用較多的類型和不同質量的燃煤，機組的可調節性能高，燃燒比較充分能夠最大程度上控制排放的污染物的數量。但是在其具體的運行過程中，由于受熱面的磨損而造成的機爐不能正常運行甚至停爐的事故所占的比重極高，受熱面發生磨損的主要部件是金屬部位，接觸面與固體可燃物摩擦產生的磨損是一個重要原因。在下文中，具體對循環流化床鍋爐產生磨損的原因以及結合當前的防磨的先進技術進行具體的分析，綜合各種技術的優點和缺點，分析出當前循環流化床鍋爐在防磨這方面進行改進的具體思路。

1 鍋爐結構以及受熱面磨損產生的原因

在機組的具體運行過程中，受到機械自身的作用和鍋爐內部產生的化學作用以及物理作用，鍋爐內表面的材料在這個過程中，耗損以及轉化必可避免地隨著產生。根據發生磨損的反應的差異，可以把這些磨損進行簡單的歸類：腐蝕造成的磨損、沖蝕發生的磨損、磨料摩擦產生的磨損等，在眾多的磨損中，受熱面的磨損主要是沖蝕造成的磨損，在鍋爐的運行過程中，由于爐內可燃物具有一點的速度和角度，這就對鍋爐表面的材料造成了沖擊，導致鍋爐發生磨蝕。

75 t/h循環流化床鍋爐的受熱面的主要組成部分為：水冷壁、鍋爐的受熱表面以及尾部的對流煙通道的受熱面。其中鍋爐的受熱內表面包括了屏式翼形管、過熱器以及過熱器的屏管。發生磨損的原因主要是與接觸面進行接觸的內容物的運動對表面造成的沖擊。

其中較易發生磨損的薄弱部位在交接處尤其是水冷壁和耐火材料的接縫處，這是發生磨損的常見區域，在具體的施工過程中為了增大受熱面積提高鍋爐的生產效率，對位于爐膛的稀相區的水冷壁也不再進行表面的耐火材料鋪蓋，這就造成了在具體的鍋爐的運行過程中，氣體和固體的流動在這個接縫位置發生變化，同時，鍋爐內壁表面的不規則的地方尤其是因為制造觀火孔和進行焊接等原因而產生的不平整的位置都是磨損容易產生的區域。

屏式翼形管、過熱器以及過熱器的屏管造成的磨損的機理與水冷壁產生磨損相仿，這與鍋爐受熱面的結構以及其內部的可燃物在鍋爐運行過程中的流動過程相關。

2 影響磨損的程度的因素分析

影響鍋爐內表受熱面的磨損程度的因素較多，這些對影響效果較為明顯的幾類因素進行分析。

床料的性質是影響磨損程度的重要因素，鍋爐內容顆粒的直徑以及濃度關系著鍋爐內發生反應的效率同時也造成了對受熱面的磨損程度的具體差異。為了保證流化床鍋爐內中反應的正常進行，保證較為充分的燃燒效率，通過控制床料的濃度以及大小進行控制，床料的顆粒越大在反應過程中對內表面造成的磨損也就越大，當床料的直徑達到臨界值之后，由于可燃物數量的減少與內表面的接觸面積因此減少，所以，鍋爐內表面的磨損趨于平衡不再增加。其次，顆粒物的形狀也會造成對鍋爐內表面的磨損，顆粒形狀較為圓潤的產生的摩擦比較小因而對受熱面的磨損也比較小，帶有鋒利的物料的摩擦大帶來的磨損也比較大。床料的硬度對受熱面的磨損產生影響較大的時候是接近或者高于內表面的材料時，在鍋爐運行過程中，床料會在爐表面形成一層質地較硬的保護膜，這層保護膜的硬度也會對磨損進行一定的控制作用。鍋爐內可燃物的成分和發生的化學反應也會對受熱面的磨損產生影響，可燃物的成分不同，產生的磨損程度也存在著較大的差異，含硅和鋁成分的可燃物比含有鈣、硫的床料對受熱面產生的磨損更強。

另一個影響受熱面的磨蝕程度的因素是受熱面本身的結構以及材質原因，進行管束布置時，底部的排管距離風帽小孔的位置以及排管的安置的傾角是兩個重要的影響因素。距離的位置長度越大，產生磨損的速度也呈現出加劇的趨勢。

75 t/h循環流化床鍋爐的大量使用也適應了火力發電中以劣質煤為主要的可燃物的的現狀，劣質煤存在煤塊的大小分布、灰熔點以及矸含量的差異較大的特點，這就造成了受熱面磨損的可控性較差。

3 75 t/h循環流化床鍋爐受熱面防磨具體的技術手 段及初步的效果分析

進行鍋爐循環流化床鍋爐的材料選擇時需要考慮到兩個基本的要素：成本和鍋爐的運行性能。在鍋爐制造產業中，碳鋼以及合金鋼的造價較低而且能夠保證承受鍋爐的正常運行所產生的的高壓高溫條件，因此把它們用作鍋爐承壓管。受熱面的防磨設置，如圖1所示。

受熱面的處理上，進行防磨結構的革新和優化，通過增設受熱面的防磨鰭片租個高溫燃燒的物料直接與受熱面的接觸，同時能夠保證在結構穩定性上更進一步，減少因為無聊的流動造成的對受熱面的沖擊磨蝕。受熱面面對的最大問題是抗熱問題，尤其是金屬在高溫下的硬度會降低抗磨蝕的能力會下降，因此對鍋爐內部的金屬需要進行抗熱處理，通過采用熱處理以及電鍍等保證其表面的硬度在高溫情況下不會發生降低。受熱面的防磨結構設置，如圖2所示。

在鍋爐表面材料的選擇上，從系統的整體特征和性能方面進行考慮，并對表面材料的需要具備的性能特征進行分析以及在具體的施工過程中即表面材料的敷設的環境等多方面進行考慮。以下幾方面是必須要滿足的：首先，流化床鍋爐的內表面材料需要有較高的抗磨性、耐高溫和穩固性；其次，在循環分離器的筒體的材料熱惰性要小；第三，燃燒室的煙道在要求耐熱的同時必須具備一定的抗沖擊的能力；最后，懸浮室的材料其抗熱抗沖擊以及熱惰性小等方面都必須進行考察。鍋爐由于特殊的工作原理，內表面受到磨蝕不可避免，因此在選擇比較抗磨蝕的材料之外還需要考慮到材料選擇的造價問題，價格相對比較低的抗磨抗熱的澆筑材料是目前市場上比較普遍的選擇，通過不同的部位采取不同材料進行敷設保證整體的耐磨性最佳。

4 結 語

對75 t/h循環流化床鍋爐的受熱面進行防磨是鍋爐后期保證正常運行的需要解決的重要問題，除了通過對進入鍋爐內部的物料進行控制盒管理等后期措施之外，對易產生磨蝕的受熱面進行防磨處理和設計是比較根本的較少受熱面磨蝕的方法。因此，需要對其保證進行充分的研究。

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