李志超

摘 要：75 t/h循環(huán)流化床鍋爐是目前火力發(fā)電廠中較為通用的電能生產(chǎn)機(jī)組，在具體的使用過(guò)程中，循環(huán)流化床鍋爐的受熱面受到磨損的情況比較嚴(yán)重，這不僅影響了機(jī)械的安全運(yùn)行同時(shí)過(guò)度耗損會(huì)降低電廠的經(jīng)濟(jì)效益。文章為了改進(jìn)循環(huán)流化床鍋爐的使用效率，對(duì)磨損產(chǎn)生的原因和機(jī)理進(jìn)行具體的分析，同時(shí)在考察鍋爐具體運(yùn)行的情況提出防磨措施和其具體的效果進(jìn)行分析對(duì)75 t/h循環(huán)流化床鍋爐受熱面進(jìn)行改進(jìn)。

關(guān)鍵詞：75 t/h循環(huán)流化床鍋爐；受熱面防磨技術(shù)；火力發(fā)電

中圖分類號(hào)：TK223.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2016）06-0021-01

目前我國(guó)的火力發(fā)電由于造價(jià)較低仍舊占據(jù)較大的市場(chǎng)份額，在火力發(fā)電中，75 t/h循環(huán)流化床鍋爐是火力發(fā)電中具有高效能的鍋爐，它能夠使用較多的類型和不同質(zhì)量的燃煤，機(jī)組的可調(diào)節(jié)性能高，燃燒比較充分能夠最大程度上控制排放的污染物的數(shù)量。但是在其具體的運(yùn)行過(guò)程中，由于受熱面的磨損而造成的機(jī)爐不能正常運(yùn)行甚至停爐的事故所占的比重極高，受熱面發(fā)生磨損的主要部件是金屬部位，接觸面與固體可燃物摩擦產(chǎn)生的磨損是一個(gè)重要原因。在下文中，具體對(duì)循環(huán)流化床鍋爐產(chǎn)生磨損的原因以及結(jié)合當(dāng)前的防磨的先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行具體的分析，綜合各種技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，分析出當(dāng)前循環(huán)流化床鍋爐在防磨這方面進(jìn)行改進(jìn)的具體思路。

1 鍋爐結(jié)構(gòu)以及受熱面磨損產(chǎn)生的原因

在機(jī)組的具體運(yùn)行過(guò)程中，受到機(jī)械自身的作用和鍋爐內(nèi)部產(chǎn)生的化學(xué)作用以及物理作用，鍋爐內(nèi)表面的材料在這個(gè)過(guò)程中，耗損以及轉(zhuǎn)化必可避免地隨著產(chǎn)生。根據(jù)發(fā)生磨損的反應(yīng)的差異，可以把這些磨損進(jìn)行簡(jiǎn)單的歸類：腐蝕造成的磨損、沖蝕發(fā)生的磨損、磨料摩擦產(chǎn)生的磨損等，在眾多的磨損中，受熱面的磨損主要是沖蝕造成的磨損，在鍋爐的運(yùn)行過(guò)程中，由于爐內(nèi)可燃物具有一點(diǎn)的速度和角度，這就對(duì)鍋爐表面的材料造成了沖擊，導(dǎo)致鍋爐發(fā)生磨蝕。

75 t/h循環(huán)流化床鍋爐的受熱面的主要組成部分為：水冷壁、鍋爐的受熱表面以及尾部的對(duì)流煙通道的受熱面。其中鍋爐的受熱內(nèi)表面包括了屏式翼形管、過(guò)熱器以及過(guò)熱器的屏管。發(fā)生磨損的原因主要是與接觸面進(jìn)行接觸的內(nèi)容物的運(yùn)動(dòng)對(duì)表面造成的沖擊。

其中較易發(fā)生磨損的薄弱部位在交接處尤其是水冷壁和耐火材料的接縫處，這是發(fā)生磨損的常見(jiàn)區(qū)域，在具體的施工過(guò)程中為了增大受熱面積提高鍋爐的生產(chǎn)效率，對(duì)位于爐膛的稀相區(qū)的水冷壁也不再進(jìn)行表面的耐火材料鋪蓋，這就造成了在具體的鍋爐的運(yùn)行過(guò)程中，氣體和固體的流動(dòng)在這個(gè)接縫位置發(fā)生變化，同時(shí)，鍋爐內(nèi)壁表面的不規(guī)則的地方尤其是因?yàn)橹圃煊^火孔和進(jìn)行焊接等原因而產(chǎn)生的不平整的位置都是磨損容易產(chǎn)生的區(qū)域。

屏式翼形管、過(guò)熱器以及過(guò)熱器的屏管造成的磨損的機(jī)理與水冷壁產(chǎn)生磨損相仿，這與鍋爐受熱面的結(jié)構(gòu)以及其內(nèi)部的可燃物在鍋爐運(yùn)行過(guò)程中的流動(dòng)過(guò)程相關(guān)。

2 影響磨損的程度的因素分析

影響鍋爐內(nèi)表受熱面的磨損程度的因素較多，這些對(duì)影響效果較為明顯的幾類因素進(jìn)行分析。

床料的性質(zhì)是影響磨損程度的重要因素，鍋爐內(nèi)容顆粒的直徑以及濃度關(guān)系著鍋爐內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的效率同時(shí)也造成了對(duì)受熱面的磨損程度的具體差異。為了保證流化床鍋爐內(nèi)中反應(yīng)的正常進(jìn)行，保證較為充分的燃燒效率，通過(guò)控制床料的濃度以及大小進(jìn)行控制，床料的顆粒越大在反應(yīng)過(guò)程中對(duì)內(nèi)表面造成的磨損也就越大，當(dāng)床料的直徑達(dá)到臨界值之后，由于可燃物數(shù)量的減少與內(nèi)表面的接觸面積因此減少，所以，鍋爐內(nèi)表面的磨損趨于平衡不再增加。其次，顆粒物的形狀也會(huì)造成對(duì)鍋爐內(nèi)表面的磨損，顆粒形狀較為圓潤(rùn)的產(chǎn)生的摩擦比較小因而對(duì)受熱面的磨損也比較小，帶有鋒利的物料的摩擦大帶來(lái)的磨損也比較大。床料的硬度對(duì)受熱面的磨損產(chǎn)生影響較大的時(shí)候是接近或者高于內(nèi)表面的材料時(shí)，在鍋爐運(yùn)行過(guò)程中，床料會(huì)在爐表面形成一層質(zhì)地較硬的保護(hù)膜，這層保護(hù)膜的硬度也會(huì)對(duì)磨損進(jìn)行一定的控制作用。鍋爐內(nèi)可燃物的成分和發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)也會(huì)對(duì)受熱面的磨損產(chǎn)生影響，可燃物的成分不同，產(chǎn)生的磨損程度也存在著較大的差異，含硅和鋁成分的可燃物比含有鈣、硫的床料對(duì)受熱面產(chǎn)生的磨損更強(qiáng)。

另一個(gè)影響受熱面的磨蝕程度的因素是受熱面本身的結(jié)構(gòu)以及材質(zhì)原因，進(jìn)行管束布置時(shí)，底部的排管距離風(fēng)帽小孔的位置以及排管的安置的傾角是兩個(gè)重要的影響因素。距離的位置長(zhǎng)度越大，產(chǎn)生磨損的速度也呈現(xiàn)出加劇的趨勢(shì)。

75 t/h循環(huán)流化床鍋爐的大量使用也適應(yīng)了火力發(fā)電中以劣質(zhì)煤為主要的可燃物的的現(xiàn)狀，劣質(zhì)煤存在煤塊的大小分布、灰熔點(diǎn)以及矸含量的差異較大的特點(diǎn)，這就造成了受熱面磨損的可控性較差。

3 75 t/h循環(huán)流化床鍋爐受熱面防磨具體的技術(shù)手 段及初步的效果分析

進(jìn)行鍋爐循環(huán)流化床鍋爐的材料選擇時(shí)需要考慮到兩個(gè)基本的要素：成本和鍋爐的運(yùn)行性能。在鍋爐制造產(chǎn)業(yè)中，碳鋼以及合金鋼的造價(jià)較低而且能夠保證承受鍋爐的正常運(yùn)行所產(chǎn)生的的高壓高溫條件，因此把它們用作鍋爐承壓管。受熱面的防磨設(shè)置，如圖1所示。

受熱面的處理上，進(jìn)行防磨結(jié)構(gòu)的革新和優(yōu)化，通過(guò)增設(shè)受熱面的防磨鰭片租個(gè)高溫燃燒的物料直接與受熱面的接觸，同時(shí)能夠保證在結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性上更進(jìn)一步，減少因?yàn)闊o(wú)聊的流動(dòng)造成的對(duì)受熱面的沖擊磨蝕。受熱面面對(duì)的最大問(wèn)題是抗熱問(wèn)題，尤其是金屬在高溫下的硬度會(huì)降低抗磨蝕的能力會(huì)下降，因此對(duì)鍋爐內(nèi)部的金屬需要進(jìn)行抗熱處理，通過(guò)采用熱處理以及電鍍等保證其表面的硬度在高溫情況下不會(huì)發(fā)生降低。受熱面的防磨結(jié)構(gòu)設(shè)置，如圖2所示。

在鍋爐表面材料的選擇上，從系統(tǒng)的整體特征和性能方面進(jìn)行考慮，并對(duì)表面材料的需要具備的性能特征進(jìn)行分析以及在具體的施工過(guò)程中即表面材料的敷設(shè)的環(huán)境等多方面進(jìn)行考慮。以下幾方面是必須要滿足的：首先，流化床鍋爐的內(nèi)表面材料需要有較高的抗磨性、耐高溫和穩(wěn)固性；其次，在循環(huán)分離器的筒體的材料熱惰性要?。坏谌?，燃燒室的煙道在要求耐熱的同時(shí)必須具備一定的抗沖擊的能力；最后，懸浮室的材料其抗熱抗沖擊以及熱惰性小等方面都必須進(jìn)行考察。鍋爐由于特殊的工作原理，內(nèi)表面受到磨蝕不可避免，因此在選擇比較抗磨蝕的材料之外還需要考慮到材料選擇的造價(jià)問(wèn)題，價(jià)格相對(duì)比較低的抗磨抗熱的澆筑材料是目前市場(chǎng)上比較普遍的選擇，通過(guò)不同的部位采取不同材料進(jìn)行敷設(shè)保證整體的耐磨性最佳。

4 結(jié) 語(yǔ)

對(duì)75 t/h循環(huán)流化床鍋爐的受熱面進(jìn)行防磨是鍋爐后期保證正常運(yùn)行的需要解決的重要問(wèn)題，除了通過(guò)對(duì)進(jìn)入鍋爐內(nèi)部的物料進(jìn)行控制盒管理等后期措施之外，對(duì)易產(chǎn)生磨蝕的受熱面進(jìn)行防磨處理和設(shè)計(jì)是比較根本的較少受熱面磨蝕的方法。因此，需要對(duì)其保證進(jìn)行充分的研究。

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