朱玉龍 王青

【摘 要】目前，循環(huán)流化床鍋爐在循環(huán)流動過程中普遍存在鍋爐磨損的現象，本文分析了循環(huán)流化床鍋爐的工作原理以及產生磨損的主要原因，提出了防止循環(huán)流化床鍋爐防磨的技術措施，以達到減少循環(huán)流化床鍋爐磨損的目的。

【關鍵詞】循環(huán)流化床；鍋爐；磨損；防磨

由于循環(huán)流化床鍋爐是一種多次循環(huán)燃燒的方式，在運行過程中不可避免的會在爐內形成一個高濃度的區(qū)域，并且循環(huán)流化床鍋爐內的高顆粒濃度和高運行的煙速特點，在一定程度上決定了爐內各個部件受到含塵煙氣的高速沖刷，使得磨損的問題極其嚴重，雖然許多部門在設計的時候都采用了防磨措施，但是在實際運行中循環(huán)流化床鍋爐由于其固體顆粒濃度過大，比煤粉爐高十至幾十倍，造成循環(huán)流化床鍋爐的受損速度較快，因此，循環(huán)流化床鍋爐的防磨技術措施還需要不斷總結經驗、改進，從而完善防磨措施。

1循環(huán)流化床鍋爐的工作原理

現今循環(huán)流化床鍋爐是較新的一種燃燒方式，介于室煤爐和層燃爐之間。其煤粒的燃燒既像室燃爐一樣懸浮在爐膛里面燃燒，也像層燃爐一樣固定在爐排上面。我國用于燒劣質煤的沸騰鍋爐已有上千臺，但他們都是屬于鼓泡床技術，對于這種鼓泡床鍋爐，由于較大的上升煙氣速度將相當多的未燃盡細小煤粒帶出爐膛，造成燃燒效率的下，煙氣含塵量大，特別是燃燒高灰份的劣質燃料是更為嚴重。因為絕大多數的煤粒是在流化床中燃燒放熱，在流化床中設置了大量的埋管受熱面，物料的強烈沖刷使埋管磨損相當嚴重，一般只能使用六個月左右，爐子的可靠性差。另外，風機的電耗高，向大型化發(fā)展困難，脫硫劑利用率低等使得它被局限于燒煤矸石、爐渣等劣質燃料的場合。循環(huán)流化床層是由粒狀物所組成，具備不透煤的布風板，布風板的主要主用就是使空氣能夠均勻的進入沸騰層，并且以一定的速度通過布風板的空氣流使整個料層的顆粒沸騰，燃料顆粒就在沸騰層內燃燒。產生的灰渣不斷的通過溢流口由爐內排出。

2循環(huán)流化床鍋爐磨損原因分析

2.1煙氣顆粒濃度的影響

循環(huán)流化床鍋爐內的煙氣內顆粒濃度越大，就會使得整個受熱面的磨損量增加，這是因為顆粒的數目變大了，對整個循環(huán)流化床鍋爐的管壁的沖擊和沖刷力就會變大。在循環(huán)流化床鍋爐的整個運行過程中，只要負荷越高，就使得整個床層的密度和床層差壓變大，從而造成顆粒的濃度增大，磨損也就逐漸變大。由于循環(huán)流化床鍋爐其特有的燃燒方式，這就使得其爐內的固體物料的密度系數比煤粉爐高出很多。

2.2燃料性質的影響

由于燃料的顆粒硬度和灰分越大，就會造成受熱面管壁的切削作用較為強烈，使得循環(huán)流化床鍋爐的磨損程度也加重。特別是在摻燒煤矸石或者一些高硬度額燃料的時候，就會嚴重的縮短受熱面管爆管的時間。

2.3耐磨耐火材料的磨損

循環(huán)流化床鍋爐使用的是含硫量較高和燃用熱值較低的煤種，這種煤種的灰分濃度較大，且流速較高，也就使得磨損的程度較為嚴重。因此在這種情況下，大多數的循環(huán)流化床鍋爐的內部都在受熱面敷設了耐火的材料，這種耐火的材料被廣泛應用在受熱面磨損的防治中來。但是由于循環(huán)流化床鍋爐在實際運行中，其所燃燒的顆粒具有很高的流化速度，并且在高溫的情況下，會對耐火材料產生較為強烈的沖擊磨損的效力，循環(huán)流化床鍋爐的煤粉雜質會與與襯里材料發(fā)生化學反應以及頻繁的熱交換。由此可見，在耐火材料的選擇上應盡量選擇一些抗侵蝕、耐高溫、抗熱震的材料，特別對于那些鍋爐的燃燒室及燃燒室及旋風分離器等區(qū)域長期經受顆粒、氣流、煙塵等的沖擊磨損及熱震作用，很容易導致耐火材料襯里剝落和坍塌，嚴重影響了鍋爐的正常運行和生產。

2.4受熱面布置的影響

由于循環(huán)流化床的爐膛內部均不同程度的受到物料顆粒的沖刷，這就使得爐膛的出口處出現物料顆粒的偏析作用，這主要是因為氣流的轉向所造成的，也就造成了這個地方的水冷壁磨損較為嚴重。特別是一些采用旋風分離器的循環(huán)流化床鍋爐，在它的爐膛出口處附近水冷壁和側墻及頂部后幾根管子處均出現不同程度的磨損，有些還較為嚴重，并且還只是磨損迎風的一面。

2.3風速的影響

在煤質和受熱面布置方式相同的情況下，管壁表面單位面積磨損量與煙氣流速的三次方成正比，即煙氣的流速增加一倍，磨損速度增加七倍。由此可見，煙氣流速對受熱面的磨損起決定性的作用。但在煙氣流速較低時，極易造成大量未燃盡的可燃物沉積以及受熱面積灰。

3循環(huán)流化床鍋爐防磨技術分析

3.1采用金屬表面熱噴涂技術和其它表面處理技術防磨

在循環(huán)流化床鍋爐的金屬表面噴涂能夠有效防止磨損和腐蝕，這主要是因為涂層的硬度能夠比原先基體的硬度更加大，且在金屬表面噴涂之后，會在高溫的情況下生成致密、堅硬和化學穩(wěn)定性較好的氧化層，可以使整個基體和氧化層緊密的結合在一起，這是較為主要的一個問題。

3.2分離器的防磨設計

循環(huán)流化床鍋爐中較為關鍵的一個部件就是分離器，分離器的效率在物料量和循環(huán)流化物料上的粒徑分布都起著較為關鍵的作用。如果分離器中的耐磨耐火的材料脫落，就會造成分離效率降低，嚴重影響著整個循環(huán)物料的正常運行，此外，如果脫落的耐磨耐火材料掉落在返料裝置中，就會造成整個反料裝置出現故障，甚至無法正常運行，迫使停爐。由此可見，在分離器的防磨設計中，紡織機耐磨耐火的材料脫落是較為主要的問題，對于汽冷分離器，主要采用內襯薄層耐磨澆注料結構，通過不銹鋼抓釘固定。

3.3爐膛下部水冷壁與耐火材料交接處的防磨

在水冷壁管上面加上焊擋板，可以有效的破壞向下流動的固體物料流，運用這種方法可以在一定程度上降低了水冷壁管的磨損程度。還可以改變交接區(qū)域的幾何形狀，從而使衛(wèi)燃帶和水冷壁的交界區(qū)域的局部流動特性發(fā)生變化，從而達到防磨的主要目的。此外，應讓水冷壁管的耐火材料結合簡易彎管，使其衛(wèi)燃帶和上部的水冷壁管保持一致，使固體物料避免垂直下流，減少磨損的可能性。

4結論

綜上所述，循環(huán)流化床鍋爐在防磨技術上已經取得良好的成績，但是在實際的運行中，還是存在設備磨損的情況。因此，循環(huán)流化床鍋爐的防磨措施，還需要不斷的去總結經驗和完善，這也對循環(huán)流化床的推廣應用起著十分重要又現實的作用。

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