循環流化床鍋爐安裝檢修質量對部件磨損的影響及預防措施

2021-04-02 00:17:33趙保生

機械管理開發 2021年6期

趙保生

（中海石油舟山石化有限公司，浙江舟山 316015）

1 循環流化床鍋爐的工作原理

與普遍鍋爐有著很大的不同，流化床鍋爐內物質的燃燒是以氣相、固相流體理論為基礎，是先進的潔凈材料燃燒新技術。鍋爐本體主要由燃燒系統、對流煙道系統和氣固分離系統構成，一次燃燒空氣經過底部布風裝置輸送至爐膛中，風帽設置在布風裝置上，爐膛內部的燃料經過一次風進行流化處理以后，將以流體形式充滿在爐膛中，燃料、脫硫所需要的石灰石等粒徑控制在8 mm左右，通過空氣吹送后燃料、硫化物質等會快速充滿鍋爐膛空間。二次風經過爐膛下側一定高度部位進入到爐膛內來為分級燃燒提供充足的氧氣，固態顆粒在爐膛中進行氣態、固態流動。爐膛內小顆粒物質在聚集作用、團聚作用影響下形成大顆粒燃燒物質，在風流作用下會變成逆向下運行，然后被快速上升氣流打散還原為細小顆粒，在氣流的作用力下會轉變向上運動，小顆粒燃燒物會循環下沉、吹散、上升，不斷以該種循環方式進行燃燒。同時，鍋爐出口會利用高溫狀態的煙氣帶出小顆粒物質，再通過回收裝置再次送回進行二次燃燒，這樣就能進行爐膛內循環燃燒，保證熱量與燃料的平衡，使流化床鍋爐可以正常運行。從上述原理中不難發現，影響流化床工作面磨損主要是由燃料顆粒直徑、速度決定的，需要在進行鍋爐安裝中對部件磨損采取預防控制措施，科學合理地控制燃料物質粒徑，盡可能將顆粒直徑控制到最小，可以降低對流化床鍋爐受熱面的磨損。而流化床鍋爐部件磨損還受到煤種、燃燒狀況調整等其他因素影響，在對流化床鍋爐進行安裝的過程中，需要先對設備的原理進行了解，再采取科學合理的防磨措施，這樣才能提高設備的安全性、穩定性。

2 循環流化床鍋爐安裝質量對部件磨損的影響分析

2.1 吊掛管安裝質量

防磨罩沒有按照設計要求加工，沒有根據規范要求進行操作，快速流動的煙氣會對煙道口第一排吊掛管產生沖擊磨損，迎風面會被磨成直角或爆管，需要設置防磨板，在安裝過程中檢查防磨板是否存在彎曲、脫落等現象。

2.2 水冷壁管焊縫質量

循環流化床鍋爐水冷壁管為對接焊縫，如果焊接質量達不到設計要求，會使管壁中殘留鐵器物質，這就加速了水冷壁管部件的磨損。鍋爐落煤口下側澆筑材料持續運行2~3個月就會存在一定程度的磨損，嚴重情況下會被完全磨損掉，進入到爐膛內的粉煤類會與水冷壁管直接接觸，加速了水冷壁管的磨損。如果沒有及時發現磨損問題，水冷壁管長期處于磨損狀態會導致壁管厚度不斷變小，存在著爆管的風險，會對鍋爐的正常運行產生很大的影響。

2.3 管束間隙、平整度的控制

如果同列管束煙氣進、出口管束間隙分布不均，會在噴嘴作用力影響下使管束間隙突變部位產生磨損。在管束安裝施工前，沒有對管束平整度進行檢查，安裝過程中沒有對管束相對位置進行限制，會使同列管束中間部位產生錯位，會進一步增加管束磨損風險。

2.4 省煤器、空氣預熱器的安裝質量

循環流化床鍋爐尾部受熱面、省煤器兩端、空氣預熱器進口等部位也容易出現磨損，是尾部受熱面主要磨損。主要原因有：粉煤灰雜質含量多，飛灰中含有質地堅硬顆粒，會加速受熱面磨損；煙氣流動速度快，進入到省煤器后溫度變小，灰粒會變得質地更為堅硬；受到熱脹冷縮影響，灰粒體積收縮變化會形成棱角，會造成省煤器管排產生較大的磨損；空氣預熱器進口附近的管壁，受到煙氣流動速度和方向改變影響，也會造成一定程度的磨損，受熱面材質也會受到不同程度磨損。

2.5 布風裝置風帽的安裝質量

風帽是布風裝置最容易產生磨損的部位，風帽部位存在孔洞會隨著使用時間延長而被磨大。風帽結構尺寸限制、加工誤差等，會使空氣混合物從風帽中溢出進入到相鄰風帽中，加速了風帽的磨損。密度較大的燃料顆粒會對風帽產生較大的沖擊，使特環物料部位風帽產生磨損更為嚴重。

3 減少循環流化床鍋爐部件磨損的措施

3.1 控制設備的日常運行

做好鍋爐風量的控制，由于流化床鍋爐會使燃料小顆粒流態化，再對爐膛內吹入空氣，使高溫狀態下的物料進行懸浮燃燒。風量會對鍋爐正常運行產生較大的影響，應該將爐內風量控制在稍超出最小流化量，可以最大程度地防止爐內部件磨損。流化床在正常運行過程中，會存在爐膛升壓過快、溫度提升過快的問題，這與作業人員安全意識、維護意識有關，規范操作人員行為，可以避免對鍋爐正常使用壽命造成影響，防止對爐管、爐墻造成損壞，也不可以過早對爐內投入燃料，避免由于形成熱量沖擊波使鍋爐部件產生膨脹。

3.2 控制入爐的燃料

對滿足流化床燃燒要求的燃料進行篩分與破碎處理，是緩解流化床磨損的有效保障，如果燃料篩分與破碎處理系統沒有發揮出應有作用，會使得燃料顆粒相差比較大，無法在爐膛內均勻分布，受熱面磨損會更為嚴重，應該嚴格控制入爐煤質量，使燃料顆粒直徑控制在0~10 mm，可以降低對爐內部件的磨損[1-3]。

3.3 注意設備檢修中存在的問題

在對流化床鍋爐進行檢修時，應該根據制定的計劃開展檢修工作，具備條件的企業可以采取預防性檢修模式，可以降低非計劃停運次數。作好檢修記錄并設置設備臺賬，根據鍋爐具體情況制定檢修方案，嚴格控制檢修質量，避免對鍋爐本體造成損傷。停爐檢修時應該開展防磨防爆檢查工作，對鍋爐具體情況進行綜合判斷，對發現的磨損部件，應該查找磨損原因，采取有效的措施進行處理。檢查水冷壁鰭片是否完好以及水冷壁管減薄的情況，對容易磨損區域受熱面，可以采用超音速電弧噴涂防磨，保證涂層在0.6~0.8 mm。