循環(huán)流化床鍋爐金屬部件的磨損及防磨措施

摘 要：目前我國電站鍋爐因受熱面磨損造成的停爐事故約占鍋爐總事故的1／3。由于循環(huán)流化床鍋爐爐內(nèi)灰濃度高，金屬部件的磨損是造成其運(yùn)行事故的主要原因之一。 因此，循環(huán)流化床鍋爐中金屬部件的防磨措施，直接影響鍋爐機(jī)組的經(jīng)濟(jì)、安全運(yùn)行，所以要特別重視鍋爐受熱面的防磨。介紹了循環(huán)流化床鍋爐金屬部件磨損及其產(chǎn)生原因，提出了不同的防磨措施。

關(guān)鍵詞：循環(huán)流化床鍋爐；金屬部件；磨損；防磨

1 循環(huán)流化床鍋爐金屬部件的磨損

1.1 布風(fēng)裝置的磨損

循環(huán)流化床鍋爐布風(fēng)裝置的磨損主要是風(fēng)帽的磨損與風(fēng)帽小孔擴(kuò)大的磨損兩種情況，其中風(fēng)帽磨損最嚴(yán)重的區(qū)域發(fā)生在循環(huán)物料回料口附近，主要是由于較高顆粒濃度的循環(huán)物料，以較大的平行于布風(fēng)板的速度分量沖刷風(fēng)帽導(dǎo)致的。也有風(fēng)帽小孔高速氣流引起物料粒子的撞擊；物料的顆粒越粗、越硬、流化風(fēng)速越高、床壓波動(dòng)越大，磨損就嚴(yán)重。

1.2 爐膛水冷壁管的磨損

爐內(nèi)水冷壁管的磨損可分為四種情形：爐膛衛(wèi)燃帶與水冷壁管過渡區(qū)域（密相區(qū)）管壁的磨損；爐膛四個(gè)角落區(qū)域的管壁磨損；鍋爐爐膛出口自底部向下1.5米范圍內(nèi)兩側(cè)管壁的磨損；不規(guī)則區(qū)域管壁的磨損。爐膛衛(wèi)燃帶與水冷壁管過渡區(qū)域管壁的磨損主要是安裝拼接焊縫時(shí)造成局部磨損的條件。在過渡區(qū)域固體物料在局部產(chǎn)生渦旋流；自上向下的固體物料在交界區(qū)域產(chǎn)生流動(dòng)方向的改變而對管壁產(chǎn)生沖刷。爐膛四個(gè)角落區(qū)域的管壁磨損原因是角落區(qū)域密封鰭片在安裝時(shí)內(nèi)表面粗糙，并且固體物料濃度高，同時(shí)流動(dòng)狀態(tài)也受到破壞。鍋爐爐膛出口自底部向下1.5米范圍內(nèi)兩側(cè)管壁的磨損，主要原因是固體物料在改變流動(dòng)方向時(shí)產(chǎn)生的渦流沖刷。不規(guī)則區(qū)域管壁（如溫度、壓力測點(diǎn)等）的磨損原因主要是不規(guī)則管壁改變了物料的流動(dòng)特性，而造成較大的物料波動(dòng)沖刷。

1.3 尾部受熱面的磨損

尾部受熱面的磨損主要是飛灰對受熱面的磨損，多發(fā)生在過熱器的迎風(fēng)面，省煤器兩端和空氣預(yù)熱器進(jìn)口處。過熱器區(qū)域的溫度比較高，大多數(shù)灰粒比較軟，對受熱面的磨損并不十分嚴(yán)重。但在省煤器區(qū)域由于煙溫低，灰粒變硬、且體積收縮表面形成尖銳的棱角，對省煤器管排的磨損相當(dāng)嚴(yán)重。空氣預(yù)熱器進(jìn)口處管壁的磨損是由于煙氣流速、方向的改變而產(chǎn)生的磨損。

2 循環(huán)流化床鍋爐的防磨措施

在設(shè)計(jì)上，風(fēng)帽采用定向設(shè)計(jì)，在排列上采用間隔排列方式，避免風(fēng)帽相互直吹，保證風(fēng)帽小孔氣流速度的穩(wěn)定，氣流分布均勻，以降低沖擊磨損。在運(yùn)行時(shí)，防止大顆粒物料進(jìn)入床內(nèi)床，鍋爐用風(fēng)穩(wěn)定，使流化物料在小范圍波動(dòng)，盡可能的減小物料對布風(fēng)裝置的沖刷磨損。

在衛(wèi)然帶與澆注料的過渡區(qū)采用外彎管形勢可有效降低此處的磨損，并在衛(wèi)然帶以上1-1.5米的范圍內(nèi)對水冷壁管壁進(jìn)行超音速電弧噴涂。噴涂處的管面過渡要平滑，不能有凸臺。在水冷壁上加焊導(dǎo)流防磨帶（來破壞向下流動(dòng)的固體料流），從而達(dá)到防磨目的。

一般來說，循環(huán)流化床鍋爐水冷壁管的磨損較輕。為了防止?fàn)t內(nèi)水冷壁的磨損，在水冷壁上避免使用任何凸臺。即使一個(gè)尺寸很小（灰粒尺寸的數(shù)倍）的焊接缺陷凸臺也會加速該處水冷壁管的磨損。因?yàn)闋t內(nèi)循環(huán)灰沿水冷壁面流下，速度較大的飛灰在該凸臺反射，造成磨損。由于同樣的原因，循環(huán)床內(nèi)應(yīng)慎重選用穿墻彎管的結(jié)構(gòu)。

防磨蓋板是鍋爐傳統(tǒng)防磨措施之一，其結(jié)構(gòu)見圖一，主要用于尾部煙道對流受熱面，防磨材料根據(jù)防磨位置煙氣溫度選取，一般采用不銹鋼和20G鋼兩種材料，板厚為2mm。將煙道與省煤器管的距離適當(dāng)加大一些，切除煙氣走廊，加裝煙氣導(dǎo)流板（見圖二），在導(dǎo)流板上鉆一些孔來消除煙氣偏流，可有效的解決省煤器管的磨損問題。對管式預(yù)熱器加防磨套管。

因此，在循化流化床鍋爐的設(shè)計(jì)中，對流煙道受熱面的磨損問題仍應(yīng)受到高度重視，適當(dāng)降低煙速是必要的。對磨損較嚴(yán)理的受熱面，宜采用順列布置。錯(cuò)列管束盡管傳熱強(qiáng)，用材經(jīng)濟(jì)，但最大磨損量約為順列的2倍。順列膜式省煤器防磨性能較好。