循環流化床鍋爐水冷壁偏磨成因及解決措施研究

仲濤

摘? 要：循環流化床鍋爐是重要的生產型設備，對生產的發展有著重要作用。通過設備的運行，全面改善流化質量，有效提高化學反應吸收和轉化效率，而循環流化床鍋爐運行過程中，水冷壁會產生偏磨的問題，文章主要就偏磨成因做全面的分析，進一步總結出偏磨影響因素，提出循環流化床鍋爐治理、運行方案措施，保證生產效率與質量，實現可觀的經濟效益。

關鍵詞：循環流化床鍋爐;水冷壁;偏磨成因;解決措施

中圖分類號：TK229.6 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2020）05-0123-02

Abstract： Circulating fluidized bed boiler is an important production equipment， which plays an important role in the development of production. Through the operation of the equipment， the fluidization quality can be comprehensively improved and the chemical reaction absorption and conversion efficiency can be effectively improved. During the operation of the circulating fluidized bed boiler， the water wall will produce the problem of partial wear. This paper mainly makes a comprehensive analysis on the causes of the partial wear， further summarizes the influencing factors of the partial wear， and puts forward the treatment and operation measures of the circulating fluidized bed boiler to ensure the production efficiency and quality and achieve considerable economic benefits.

Keywords： circulating fluidized bed boiler; water wall; cause of partial wear; solving measures＼

工業生產依靠設備的運行，只有全面保證設備穩定運轉，才能實現高質量的生產。循環流化床鍋爐是非常主要的生產型設備，其運轉過程中，需要全面保證穩定可靠，通過穩定持續的蒸汽供給，讓設備能夠正常的運行，使生產連續穩定。而運行過程中，如果提供的蒸汽不穩定，并且沒有能夠正常支撐運行時，那么，鍋爐的水冷壁就會出現偏磨問題，導致設備的速率加快，同時，水冷壁周圍還有著高濃度的物料，偏磨現象難以避免，嚴重影響到了生產的質量，生產效率無法保證。要想全面保證設備穩定運行，則需要對運行時煙氣流速進行合理控制，有效降低速度并且控制物料整體的濃度，使設備優化運轉，從根本上分析原因，解決問題，最大化減少水冷壁偏磨概率，保證生產速度與質量。

1 循環流化床鍋爐水冷壁偏磨成因

1.1 不規則區域出現偏磨原因

循環流化床鍋爐水冷壁內，存在許多不規則的區域，這些區域很容易出現問題，影響設備的運行。一般情況下，不規則區域包括鍋爐出口區、爐壁開口及管壁焊縫等。如圖1所示，當設備運轉時，穿過水冷壁偏磨要高于管壁偏磨的程度，主要的原因是有一部分水冷壁是不規則的，當水流經過時，局部流動的水力就呈現了混亂的狀態，形成更大的沖擊力。從運轉的實際條件看，水冷壁底部偏磨大于頂部偏磨的程度，導致這種情況現象的成因是水冷壁粘結材料運轉的時候，會產生向下的一個沖擊力，底部水流速度增加，力量較大。設備水冷壁表面還存在許多的點狀凸起，這也容易出現水冷壁偏磨的問題，時間長了，凸起點就會被水力磨平。水冷壁與爐頂出口的附近，由于有部分氣體及固體進入，兩種不同的流入則會帶入大顆粒物料，進行運行時，不同方向的力會使受熱面出現偏磨的現象。

1.2 水冷壁周圍存在的物料流濃度較大

鍋爐設備運行，需要全面保證穩定，通過有效的控制，保證良好的運轉，推動生產全面發展。而運轉過程中，也會受到物料的影響。通過對水冷壁偏磨不同的例子作對比，我們也發現了一些問題，充分說明循環流化床爐膛下部衛燃帶與水冷壁過度區域，周圍存在數量較多下行物料流，這些物料的濃度非常高，越是靜止其下降速度越快，下層的物料密度越來越大，其厚度也在不斷增加，物料的濃度造成了磨損問題。

1.3 爐膛附近的管壁出現偏損的原因

循環流化床鍋爐的爐膛內部，還存在一些直角的區域，這些區域很容易在運行時，受水流沖擊，水冷壁偏損程度更為嚴重。也就是說，這些直角區域對水流的速度產生阻擋，匯集上升氣流非常低，而順著管壁下方流動的固體物料流濃度較高，速度也快，直接造成了爐膛角落的地區，一些顆粒與金屬壁的表面產生了碰撞，在這種沖擊力的影響下，水冷壁就會產生偏磨，影響到了設備的穩定運行。

2 循環流化床鍋爐水冷壁偏磨影響因素

2.1 鍋爐運行參數

循環流化床鍋爐水冷壁偏磨是一種嚴重的問題，控制不當，則會造成設備損壞，影響到安全運行。影響的因素較多，需要全面進行分析，做好問題控制。循環流化床鍋爐實際運行過程中，不同種類參數是重要的參考，需要全面進行分析，找到參數的差別，避免出現偏磨問題。流化床溫度變化能夠影響金屬表面耐磨性，金屬表面氧化膜厚度與硬度，不同溫度其參數也存在不同，其差異較大。

2.2 物料特性

物料的性質對設備影響也較多，不同的物料會產生不同的磨損程度，循環流化床鍋爐運行過程中，顆粒直徑、物料濃度是最大的影響因素，不同的物料性質影響也不同，帶來偏損效果也不同，粒子濃度高，水冷壁耐磨性就越大，而物料的顆粒直徑不斷增加，其影響性則越大。顆粒硬度也是影響因素，對水冷壁耐磨性產生一定的影響，物料顆粒硬度越大，則對鍋爐磨損越大，物料在表面形成薄膜，本身硬度高于燃料本身硬度，對鍋爐的運行產生影響。如果物料含有硅、鋁等物質，其硬度會遠遠大于含鈣、鍶物料，其耐磨性也就增強，所以說，物料的顆粒、形狀、硬度、化學組成等不同的因素，均會影響水冷壁偏損的程度，要對進鍋爐的物料全面控制，有效做好預防，保證設備穩定運行。

3 循環流化床鍋爐水冷壁偏磨解決措施

3.1 全面降低煙氣流動速度

從成因中我們看到，煙氣對鍋爐的運行產生一定影響，所以說，鍋爐運行過程中，需要全面控制好煙氣的情況，保證鍋爐穩定運行。所以說，要充分確保鍋爐足夠空氣基礎上，對加熱表面偏損進行合理控制，有效降低磨損率，全面科學的控制過量空氣是主要的措施，全面保證鍋爐充足的過氧量。物料在充分保證處于流化狀，然后對風量進行控制，合理控制好風量能夠保證煙氣流動速度，通過有效的控制，合理控制好內部的物料濃度及顆粒直徑，使其運行方向處于合理狀態，避免出現設備磨損問題。為了全面保證鍋爐最小流化空氣量，就需要通過不斷的測試，找到有效的參數配比，使流體質量得到有效把握，確保鍋爐始終處于一個穩定的運行狀態。鍋爐運行時，會產生二次空氣的情況，這就需要通過合理控制，全面做好調節，為鍋爐的穩定運行提供有效保障。另外，鍋爐運轉時也會產生廢棄熱量，這種熱量的出現，很易使水冷壁形成偏磨的問題，要對所有產生的鍋爐熱量做好充分的控制，有效減少偏磨概率，使設備能夠穩定運行。

3.2 控制物料流濃度及顆粒產生

物料流濃度和大小直徑對鍋爐的水冷壁偏損產生影響，其性質也決定了磨損的程度，只有全面控制好物料才能保證良好穩定運行，所以說，要減少一次風量，有效壓縮鍋爐內力差，使煤與物料形成一種緊密的關聯，二者能夠保持到合理尺寸內，這樣，鍋爐運行時，才不會受到物料的影響，合理科學控制好物料流濃度對設備運行有著重要的意義。循環流化床鍋爐運轉需要保證充足的通風量，為了全面保證風量適中，需要通過科學的試驗找到解決的數據，合理做好爐內壓力差調節，確保鍋爐安全運行。爐內壓力差要保持到0.3至0.6kPa間，在不同荷載的條件下，爐內壓力差需要保證穩定，如果壓力差大就需要釋放，要對物料的形狀、大小全面把握好，對于過大的物料，則需要通過精細粉碎、篩選等，全面控制好顆粒大小，保證符合需要，減少水冷壁偏磨概率。

3.3 采用低偏磨燃料選取啟動床料

循環流化床鍋爐水冷壁偏磨會影響到設備的安全運行，只有全面做好有效的控制，才能把磨損的程度降低，而合理選擇鍋爐燃燒煤炭種類是關鍵。一是控制好燃料的性質，對需要進入期末有人燃料做好全面的檢查，通過必要的煤炭化驗，對其進行合理的分類，嚴格篩分粒度，分析出原煤可磨系數，并對入爐煤粒徑及矸石含量做好充分的化驗，提取其參數，進行有效的控制。二是認真選取啟動床料。要在煤炭取樣篩分的基礎上，合理配比顆粒適度的床料，確保粒度級配與運行參數吻合，一般情況下，啟動床料使用河沙及爐渣，這樣，能夠保證硬度，避免出現磨損的現象。

3.4 優化循環流化床鍋爐

要根據不同的作業狀態，做好創新技改，使鍋爐更加符合運行需要，有效提升衛燃高度是最為主要的方式，從分析中看到，循環流化床水冷壁偏磨最嚴重的部位是水冷管壁與耐火材料區域，所以說，要對這兩個部位進行創新優化，通過衛燃帶高度提升，有效降低水冷壁偏磨，保證設備良好的運行。對水冷壁管進行改良，通過形狀改變使水管頂部與衛燃帶區平行，降低水冷壁局部偏磨。

4 結束語

工業生產離不開循環流化床鍋爐穩定的運行，鍋爐進行運轉時，極易出現水冷壁偏磨的問題，對設備的安全運行產生影響，只有在實際操作過程中，對水冷壁偏磨現象成因做充分的分析，按照不同的實際運行環境，做出合理的控制，才能確保循環流化床鍋爐順利安全運轉。

參考文獻：

[1]楊婕，王理博.循環流化床鍋爐水冷壁管爆裂原因分析[J].鍋爐制造，2019（01）：14-20.

[2]馬旭旭.循環流化床鍋爐水冷壁磨損分析及防護措施[J].科技與創新，2018（14）：101-102.