關于循環流化床鍋爐磨損分析及對策

馬慧君

摘 要：循環流化床鍋爐在長期運行過程中，受鍋爐煙氣中飛灰雜質的影響，其受熱面很容易出現嚴重的磨損現象，無法保證鍋爐工作性能的良好性及可靠性，不僅會加大鍋爐的維護成本，同時還存在較大的安全隱患。為了確保循環流化床鍋爐的安全、穩定運行，就需要采取科學、有效的策略，減輕循環流化床鍋爐磨損程度。文章依據循環流化床鍋爐磨損機理，對主要磨損位置及具體磨損原因進行了分析，并提出了相應的對策，具有一定的借鑒和參考價值。

關鍵詞：循環流化床鍋爐；磨損機理；磨損位置；磨損原因；解決對策

循環流化床鍋爐作為一種新興的燃燒技術，具有發電效率高、環境污染小、清潔性強等優點，被廣泛應用于火力發電、工業生產、廢棄物處理等領域中。但是，就當前的循環流化床鍋爐實際使用情況來看，其中還存在較多問題有待解決，其中鍋爐磨損現象尤為突出，導致承壓的金屬管管壁厚度不斷減小，嚴重時會直接破裂，造成鍋爐無法正常運行，對企業帶來了較大的損失，所以必須改善循環流化床鍋爐磨損問題。

1 循環流化床鍋爐磨損機理

根據循環流化床鍋爐磨損機理的不同，可以將鍋爐磨損分為撞擊磨損和沖刷磨損兩種。循環流化床鍋爐在運行過程中，煙氣中的灰塵雜質是處于不斷運動的狀態，所以灰塵顆粒物很容易以一定的速度和較大的角度撞擊到鍋爐壁面，鍋爐壁在灰塵顆粒撞擊作用下，會出現微小形變或者微小裂紋，短時間內不會對鍋爐的工作性能造成影響，但是當撞擊灰塵顆粒不斷增對、撞擊時間不斷累積后，受撞擊的鍋爐壁表面便會整片脫落，進而造成撞擊磨損。一般情況下，循環流化床鍋爐內的溫度大于為900℃左右，煙氣中的灰塵無法軟化沉積在鍋爐底部，會在布風裝置所形成的氣流作用下，不斷在鍋爐內進行流動，不斷以較小角度或者平行角度沖刷鍋爐壁表面，鍋爐壁長時間處于灰塵顆粒物的切削作用下，便會出現沖刷磨損現象[1]。

2 循環流化床鍋爐磨損主要位置及原因

2.1 爐膛水冷壁磨損

爐膛水冷壁磨損具體體現在3個方面，第一，爐膛水冷壁與密相區的交界處的磨損。在密相區關管壁和稀相區管壁相連接位置，灰塵顆粒在沿鍋爐壁隨氣流下降過程中，會因為凸起的存在形成氣流漩渦，不斷對鍋爐壁造成侵蝕磨損。第二，爐膛角落區域的水冷壁磨損。循環流化床鍋爐內的氣體濃度在不同區域是不一樣的，其中爐膛角落區域內的濃度相對較高，所含有的灰塵顆粒也比較多，并且該區域內的床料在順氣流沿鍋爐壁下降時，運動方向很容易發生變化，進而容易對鍋爐造成磨損。第三，爐膛不規則區域管壁的磨損。在鍋爐內部存在較多的不規則區域，如穿墻管、爐墻開孔處的彎管、熱電偶等測量元件、管壁上的焊縫等位置，因為這些區域具有不規則特點，氣流經過時無法保持原有運動狀態，出現較大波動，會改變灰塵顆粒物的運動速度和角度，在這些部位出現磨損現象[2]。

2.2 尾部受熱面磨損

尾部受熱面也是循環流化床鍋爐磨損現象比較嚴重的部位。為了實現氣固分離，在鍋爐內都設有高效分離器，但是因為部分煙氣捕捉不及時，分離后的床料中仍含有大量灰塵顆粒物。在氣流作用下以及重力作用下，這些灰塵顆粒物會以較高速度向下運動，對鍋爐造成嚴重磨損。經常出現磨損現象的部位主要有過熱器前排管子、水平煙道底部彎頭、穿墻管等位置。

2.3 布風裝置磨損

風帽磨損是循環流化床鍋爐布風裝置磨損的主要體現。在循環流化床鍋爐上安裝風帽時，主要有七字型風帽、大口徑鐘罩式風帽等幾種，這幾種風帽與布風板之間的空隙較大，空隙平均寬度大約有300mm，床料隨氣流循環至此時，會有氣流漩渦產生，引發磨損現象。

3 循環流化床鍋爐磨損對策

3.1 爐膛水冷壁磨損對策

首先，為了解決爐膛水冷壁與密相區的交界處的磨損，可以采用讓管技術對水冷壁管進行改造。在安裝水冷壁管時，使其偏離鍋爐進行彎曲，澆筑耐磨材料的時候，選在靠近鍋爐的水冷壁管一側，這樣便不會有凸起存在，也不會造成水冷壁磨損。改造前后的對比圖如圖1所示。其次，為避免爐膛角落區域的水冷壁出現磨損現象，需可以在該區域打上澆筑一層耐磨材料或者防磨材料，進行圓滑過渡處理。針對爐膛不規則區域管壁磨損現象，可以澆筑一層耐磨材料，并對角落位置的凸起進行打磨處理，提高不規則區域的光滑度和平整度，確保氣流運動的穩定性。

3.2 尾部受熱面磨損對策

為了解決循環流化床鍋爐尾部受熱面磨損現象，需要從鍋爐氣流速度、灰塵顆粒物含量、灰塵顆粒物與管子之間的角度等多種因素進行綜合考慮。首先，應該控制好氣流速度，可以加大尾部煙道截面積，或者降低進風量和吹風速度，來減小氣流流動速度。其次，應該對氣固分離器進行優化改造，提升其工作性能，實現更加理想的分離效果，盡可能的降低鍋爐煙氣中的灰塵顆粒物含量。也可以通過加強對原燃料的質量控制，避免混入較多雜質來降低灰塵濃度。同時，應該控制好受熱面在橫向方向上應等間距分布，并且盡量靠近爐墻。

3.3 布風裝置磨損對策

針對布風裝置出風帽磨損現象，在安裝風帽時，應該盡可能的縮減與布風板之間的間距，防止出現氣流漩渦。同時，還需要采用定向法使風帽間隔分布，防止風帽之間氣流相互直吹，引發的氣流漩渦現象，確保經過風帽出的氣流呈勻速流動狀態，避免出現磨損現象。最后，還可以控制好鍋爐進風量和進風速度，保證氣流的穩定性，降低對布風裝置的沖刷程度。

4 結束語

以循環流化床鍋爐磨損機理為理論依據，針對不同原因造成的不同部位磨損現象，需要采取針對性的解決措施，對鍋爐進行優化改造，盡量避免磨損現象的發生，保證循環流化床鍋爐的安全、穩定運行，延長去使用壽命，降低企業生產經營成本，確保循環流化床鍋爐應用優勢的充分發揮。

參考文獻

[1]王勇，夏鋒社，韓劍.循環流化床鍋爐水冷壁磨損機理分析及對策[J].中國特種設備安全，2012，（2）：50-52.

[2]張書位，張沖.循環流化床鍋爐磨損分析及對策[J].引文版：工程技術，2015，（12）：13.

（作者單位：太原鍋爐集團電力工程有限公司）