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          淺談循環流化床鍋爐運行調整及磨損治理

          淺談循環流化床鍋爐運行調整及磨損治理

          循環流化床鍋爐這個新產品,自上世紀80年代后期投放市場運行以來,就以其獨特的燃燒效率高、煤種適應性能廣、運行調整簡單、維護修理方便、負荷調整范圍寬,以及環保效益好、摻燒石灰石后爐內脫硫效率高、灰、渣活性好、綜合利用途徑廣、低溫燃燒爐內具有一定的自脫硫功能等優點被人們所信賴。經過十多年的運行實踐檢驗,充分證實了循環流化床鍋爐不但是一種環保、節能的綜合型爐,而且也是一種替代老式的鏈條爐、旋風爐、沸騰爐、煤粉爐型的新爐型。    一、經濟運行的調整

          任何一臺設備、一種產品投放社會和市場以后,都要接受生產實踐的檢驗,都要逐漸被使用他的人去認識,從而確定他的先進與落后。循環流化床鍋爐也是一種設備和產品,它的運行好壞主要檢驗其安全性和經濟性,以及社會的綜合效益性和對環境的保護性;其后在檢驗它的穩定性,實用性和人們操作、使用它的難易性以及對本企業創造經濟效益的好壞性。 鍋爐既是一種蒸發設備,又是一種燃燒設備。就其燃料在爐內的燃燒本身來講它是一種非常復雜的化學反應過程,怎么搞好這種化學反應即:完全燃燒。不但是設計、制造、安裝、監察檢驗、調試、監理等單位的責任,而且也是使用單位的責任。無論從哪一方面講,誰都不能也不可能將燃料中的炭原子、氫原子、可燃硫原子和空氣中的氧原子進行100%的化學反應,生成二氧化碳分子、水蒸汽分子以及二氧化硫分子。就運行調整而言,在現有的設備基礎上通過精心調整,選出較合適的運行工況,

          循環流化床鍋爐采用的是低溫燃燒新技術,這在燃燒領域確是一個重大創舉。因為任何的化學反應,溫度都是反應過程中的催化劑,溫度越高、反應的速度就越快、越劇烈、越完全、越徹底、需要燃燼的時間就越短。而循環流化床鍋爐的爐內燃燒溫度,要比普通的煤粉爐、老式的鏈條爐、趨于淘汰的沸騰爐、運行成本昂貴的燃油爐、系統復雜的旋風爐低許多,那么反應的速度從理論上講就要緩慢很多,而完全燃燒需要的時間就要長一些。所以說怎么在這個較低的溫度場里,能獲得一個較高的燃燒效率,是循環流化床鍋爐的獨特優點,也是這種新式爐型較其它任何老式鍋爐的最大優越之處。

          循環流化床鍋爐剛入爐的煤和其他爐型一樣,都是先預熱后再蒸發水分,而后析出揮發份馬上在密相區進行燃燒,較小顆粒的煤被強烈的流化后送到了稀相區繼續燃燒。而且在一次的循環中燃燒不燼,可在下一個循環中繼續進行燃燒,這樣燃料和循環物料在爐內往復循環多次,直到將燃料中的可燃物燃燼為止。追其根本原因就是在整個的循環過程中,由于爐內的溫度場變化不大,有利于可燃物充分燃燼。所以說該爐型的燃燒效率可達98%以上,是經過實踐檢驗和多次熱力試驗測試數據證實的。司爐人員在運行調試中,只需將一、二次風量,給煤量、床溫和循環物料濃度控制在合適的范圍內就可以。根據幾年來的運行經驗和理論依據,一、二風量比為647;3較為合適,如55分成可能密相區的溫度要高一些,主要取決于煤種和總風量,以實現安全、經濟運行。在50%以下負荷時可停止二次風機運行,以節省廠用電量。為了減少排煙損失q2的份額,煙氣中含氧量應控制在4.0~5.5%之間,料層差壓控制在10000Pa左右,爐膛壓差控制在800~1500Pa之間較為合適,這時的鍋爐效率也較高,負荷也容易帶,飛灰可燃物也較低,各種參數也較正常,這時的循環倍率也能和設計數值相吻合。相反,除負荷帶不上以外,各處的溫度也較高,除給安全運行帶來危害外,也給爐內脫硫帶來諸多困難。所以說,循環流化床鍋爐是否能帶上較高的負荷和控制合適的床溫,主要看循環倍率是否合適。循環倍率再說穿了就是爐內的循環物料濃度是否合適,循環物料不能順利的返回爐內或分離系統的效率不能滿足要求,想讓循環流化床鍋爐帶滿負荷那是不可能的事。正常情況下千萬不要放返料器內的灰。因為爐內就是靠這些返料灰去建立循環物料濃度、降低密相區溫度和得到合適的循環倍率的,以及將熱量帶到爐膛空間傳給水冷壁及其他受熱面的。

          以濟南鍋爐廠設計生產的YG75/5.29M型次高壓、次高溫循環流化床鍋爐為例,布風板上的密相區均是一個矩形,所以二次風出口的風速就不一樣,左、右側墻二次風應略高些,但兩側數值必須相等;前、后墻可略低些,數值也必須相等;以確?;鹧婺茉跔t膛中心相聚后向上流動。如兩側數值相差較大,勢必造成二次風剛性不同火焰中心偏移,從而造成兩側物料濃度偏差較大,極易造成磨損不均。根據爐膛的幾何尺寸和冷態空氣動力場試驗,左、右兩側墻的二次風出口速度調整至40~70/秒,前、后兩側墻二次風出口風速調整至30~40/秒時較為適宜。關于四面墻二次出口風速調至多少合適,主要看流化床矩形面積的長寬比。這時從飄帶的顯示強弱觀察,風都聚到了爐膛中心,再將這種配風工況模擬到熱態運行上,火焰中心就不會造成偏移,更不會造成兩側氣、固兩種物質濃度不均、顆粒度不均而產生磨損不均的現象。

          循環流化床鍋爐運行調整雖十分簡單,但怎么樣能調整好,以達到最安全、最經濟和穩定的工況卻不十分容易。安全和經濟有時是有矛盾的,我們一定要充分認識這種矛盾,決不能回避這種矛盾,只有認識了,才能去解決,只有解決了,才能更安全。有時可能注重了經濟、但可能影響了安全,而有時保證了安全可又影響了經濟。運行人員的職責和中心任務,就是怎么能做到精心調整和處理好這一對矛盾;就是在確保安全的情況下確保鍋爐在最經濟的工況下運行,讓煤中的可燃元素在爐內的燃燒反應過程中與空氣中的氧元素有一個最佳的混合和配比、使其最充分的燃燒;就是根據蒸汽壓力、溫度、負荷、爐膛溫度、媒質情況、循環物料濃度、料層壓差和循環返料灰溫度等工況調整一、二次風比例和送、引風量。根據以前已投運的循環流化床鍋爐連續放渣的單位不多,如果能實現連續放渣,鍋爐的運行調整就簡單了許多。而定期放渣就出現了一個料層壓差隨時間的變化而變化的情況,時間和壓差就出現了一個函數關系。隨著時間的推移,料層變厚阻力增大,料層壓差逐漸變大在其余參數均不變的情況下,而這時送風量下降,送風機壓頭上漲,爐內流化和物料循環都向著減弱的方向發展。運行人員就應根據參數變化情況適當調整送、引風量,從而保證燃燒正常、負荷穩定。當料層達到一定厚度或到了規定的放渣數值進行放渣,這時大量的底料被排往爐外、料層壓差就變小,送風機壓頭下降,送風量上升,這時的流化和循環都向著較強的方向發展,這時運行人員就應適當調整送、引風量,確保過??諝庀禂底兓淮?。在平時的運行中經常出現放完底料,就發現旋風返料器堵灰的事故。主要原因是送、引風機工況有了較大變化,而旋風分離器下面的U”型返料器進風又來自一次風系統(有返料風機的系統除外),當系統風壓下降,而進返料器的風量、風壓都下降。當料層壓差下降,阻力下降,送風量必然上漲,循環倍率增加,這時給返料器又增加了新的負擔,無疑是對“U”型返料器雪上加霜。在運行中當出力達到極限工況時,定期放底料堵返料器是經多次實踐檢驗證實的,而且在這種系統中經理論分析也是符合道理的。所以在運行中當負荷和循環物料濃度較高時、循環倍率較大時應先放一些物料再放渣是比較安全可靠的。而且應在放渣的過程中或放渣后從新調整送風量就能避免“U”型返料器堵灰,就能減少次類事故發生,從而確保安全運行。而采取連續放渣,由于料層壓差、循環倍率、送、引風量等參數變化不大,就能避免由于在定期放渣過程中、和放渣后產生堵返料器的事故,所以提倡連續放渣的意義深遠。?循環流化床鍋爐負荷的調整,在某種意義上講就是循環物料的調整。點火后剛投入運行的爐子,在很長一段時間內是很難能帶滿負荷的。追其根本原因,就是由于料層比較薄、循環物料比較少,循環倍率比較低,物料循環沒有建立起來所致。當循環物料達到一定的濃度,循環已經形成了一定的倍率,負荷就很容易提高。實踐證明循環物料顆粒越小、循環倍率越大,燃燒效率越高、灰渣中的可燃物就越少,帶負荷越容易,爐子運行越經濟,反之就越差。所以說在運行中應保證合適的入爐煤粒度,且有一定的級配比(較理想的級配比是:1mm以下占40%、13mm的占25%、35mm的占20%、58mm的占10%、813mm的占5%較好)。在條件允許的情況下,燃用一些可磨性系數較大或成灰性較好的煤重,對循環流化床鍋爐安全、經濟、穩定、滿負荷運行是有好處的。入爐煤偏大且不均勻(級配比又不好)、原煤可磨性系數又較小,煤的成灰性又很差,不但造成床面壓力大,還會帶來流化不好,排渣可燃物上升,循環倍率下降,強化送風易造成燃燒效率下降,鍋爐效率也隨之下降,磨損量也會迅速增加,安全運行遭到嚴重威脅。所以說煤的粒度,一、二次風比例、送、引風量、煤的粒度級配比、原煤的可磨性系數、循環倍率、爐內氣、固兩種物質運行的速度、煙氣中含氧量,爐內溫度等參數除按設計外,還應經冷態、熱態試驗得出每個工況最佳數值,再去指導運行是最合適且最安全的。正常運行中應杜絕盲目、紊亂、頻繁的運行調整。

          二、運行中的磨損機理

          循環流化床鍋爐經過十幾年的運行實踐證明,凡是從事該爐型不論是工程技術人員,還是管理人員、維護保養、運行操作人員都有過一段艱難史,都受過由于經驗少,調整不當出過一些事故,都有過一籌莫展的時候,特別是在防磨問題上都覺得有勁使不上。循環流化床鍋爐的水冷壁系統磨損確實是老式的鏈條爐、煤粉爐、旋風爐燃油爐的幾倍、幾十倍,甚至上百倍。所以曾有一段時間,人們一提起磨損就有一種談虎色變的心理,就有一種唉聲嘆氣的感覺。從循環流化床鍋爐的運行原理和防磨機理分析,防磨工作是一個長期的、耐心細致的、兢兢業業的工作,而不是一個一朝一夕的工作,更不是一個一勞永逸的工作。要想知道梨子是什么滋味,就必須親口去嘗一嘗,要想治理磨損,就必須首先去研究磨損的機理和產生磨損的原因。經常根據運行中出現的新情況,磨損后出現的新問題,從磨損機理上分析并找出磨損的根源,而后再去研究措施,討論、制定方案進行徹底根治是唯一的方法。如草率行事不進行磨損機理的研究,不去深入分析磨損原因,不做細致考察,而任意采取一種防磨措施,有時是不盡得當的,收效就更談不上了,甚至有時起到了畫蛇添足多此一舉的作用。更為嚴重的是如果采取的防磨辦法、防磨措施不妥當,還回加劇該處磨損,往往是事與愿違,最終發生了一次次漏泄事故后,再去重新研究方案進行治理,結果是多交了一次次學費。有許多時候真是通中思痛,追其根本原因就是馬虎草率所致,就是對循環流化床鍋爐的特性以及產生磨損的機理不去研究和探討,不去研究事物內部規律,說輕了是對工作的不負責任,說重了是對防磨技術不懂,拿著企業效益、員工的利益當兒戲的具體表現。 循環流化床鍋爐的燃燒采用的是低溫循環燃燒,它的燃燒效率之高主要是靠多次的大循環和爐內成千上萬個小循環來實現的。我們可以將爐膛沿高度切成若干個截面,由于高度的不一樣,在各個截面上的載熱體濃度和載熱體物料的直徑也不一樣??梢缘贸鲆粋€結論:物料的濃度和物料粒子直徑是與高度呈反比例變化的。在布風板上的風帽出口處風速很高,可達35~45m/s,甚至更高。運行中的物料和剛入爐的0~13mm及有一定級配比的原煤立即被流化,并在爐膛中心向上運動。經分析可知,凡是向上運動的物料粒子,不論其直徑大小,都同時受著三個方向的作用力:即離子本身的重力,煙風流動對粒子向上的推力和粒子與粒子之間在運動時的摩擦力。當粒子本身的重力和粒子之間的摩擦力之和,大于煙風流動對粒子向上的推動力時該粒子就會向下降或向煙風推動力較小的四周票移。從中心向四周票移的粒子在本身重力的作用下,沿著水冷壁管外表面向下滑動(有許多資料介紹向下流動的物料叫貼壁灰),在向下滑動的過程中磨損也就開始了。經研究和實踐證明,物料對管子的磨損量的大小是與物了的濃度、爐膛內壓力、物料的粒子直徑、物料運動速度的三次方等因素成正比,而與燃用煤種的可磨性系數成反比。

          我們知道沿爐膛高度的任一個截面,其粒子直徑和單位容積內物料質量均不相等。若取任一截面進行分析,當物料粒子的重力和摩擦力之和大于或等于煙風向上的推力時,粒子就會下降或停止運動,并向四周飄移后沿水冷壁管外壁和鰭片下滑。所以說沿高度向下滑動的物料越往下越多,在重力加速度的作用下,越往下滑動的速度越快,越往下物料直徑越大,越往下爐內壓力越高,所以越靠近密相區磨損就越嚴重,這是一個不爭的事實。根據濟南鍋爐廠設計生產的高溫、高壓,還是次高溫、次高壓外置式高溫分離的循環流化床鍋爐設計的循環倍率計算,在循環的物料中約有58%左右是新入爐的煤,在密相區的底料中視煤種的特性而定,如入爐煤矸石較多,熱值較低,粒度又較大,這時底料中含煤量就較多,無論怎么講90%以上均是循環物料和已燃燼的原煤。在爐內的整個燃燒過程中,入爐煤在燃燒后放出自己本身熱量,首先建立密相燃燒場的溫度而后再傳給爐內的循環物料,最后由循環物料將熱量傳給水冷壁和各受熱面及維持物料循環途中的空間溫度。較大顆粒的燃料在循環中燃燒了自己,使原來的顆粒變小或全部變成了細灰,參加多次的循環后被排往大氣,較大顆粒的物料繼續參加流化循環,最后從放渣管被排往管外,爐內的氣、固兩種物質每時每刻總是這樣周而復始的進行著。所以說燃用一些熱值較高的煤,且成灰性又較好,顆粒度比較均勻且級配比又比較合適,循環倍率和爐內流速又接近設計值,這是的磨損就較輕。相反經常燃用成灰性不好,可磨性系數又較小,煤矸石較多,顆粒有較大,級配比也不合適,相應對受熱面磨損就較重,就會經常發生由于磨損造成爆管漏瀉事故。所以說燃用的煤質好壞和運行調整的是否得當,對鍋爐的安全經濟運行至觀主要。雖然循環流化床鍋爐有燃用劣質煤的特性,但是經常燃用一些揮發份較高、成灰性較好、顆粒度較合適、可磨性系數較大的煙煤,磨損就會減緩、事故率也會下降許多,這是一個不爭的事實。?運行中的調整對產生磨損也至關重要。我們知道磨損量是于物料運動速度的三次方成正比例關系(甚至更高次方成正比例關系),若在其他因素變化不大的情況下氣、固兩種物質的運動速度是產生磨損的關鍵所在。循環流化床鍋爐經濟運行和帶較高負荷不是靠多送風和多加煤提高床溫來實現的,而主要是靠調整循環物料濃度,確保循環倍率,保持合適的爐膛溫度來實現的。所以我總結出一條經驗:運行人員怎么能將循環物料調整好,爐膛壓差保持高些,讓循環物料按著人的意愿去循環,是搞好循環流化床安全、經濟運行的關鍵所在。爐膛溫度偏高易產生結焦不安全,送風量偏大爐膛溫度雖有下降可又不經濟,而且送風量偏大、流化速度必然加快,磨損就很嚴重。爐膛溫度最高不應超過t1溫度減去100---150度,這是比較安全的溫度,過??諝庀禂当3衷?/span>1.2---1.25是比較經濟的數據。嚴格控制運行參數在合理的范圍內,是當班操作人員的責任,也是衡量一個司爐人員操作水平、技術素質高低,責任心的主要標準。

          嚴格控制多余的送風量入爐,維持合理的過剩氧量,不僅是一個降低風速、減少磨損的單一問題,也是一個確保安全經濟運行、節約能源的問題。鍋爐在運行中排煙熱損失占總損失的70%以上,而構成排煙損失的主要因素:一是排煙溫度,二是排煙體積。因此,合理調整一、二次風比例和送、引風量,減少排煙體積,有效地降低各處的煙、風速度,是運行中必須高度關注的。所以我們必須清醒地認識到,較多的送風量不但提高了煙、風速度,而且還大大地加劇各處的磨損,降低鍋爐的效率,浪費廠用電量,經常還會發生由于磨損漏泄的停爐事故。所以說,運行中送風量的多少,應以合適的過??諝庀禂禐闃藴?,以確保安全生產為原則,以提高鍋爐的經濟運行為核心,以為企業多創效益為目的,以節約能源保護環境為出發點。

          我們經過對循環流化床鍋爐的運行和磨損分析得知,爐膛內氣、固兩種物質的運動是錯綜復雜的,是由兩個大循環和爐內成千上萬個小循環來構成的。對水冷壁系統中產生的磨損,就是運動的物料粒子對管子表面滑動沖刷所造成的。關于產生磨損的輕重,可以用一句話來概括:就是氣、固兩種物質的運動方向與水冷壁管中心線互相平行時,這時產生的磨損量小且均勻,我們稱這種磨損叫均勻磨損而均勻磨損對爐子的安全運行影響不大,每年約幾絲或十幾絲;一旦氣、固兩種物質的運動方向與水冷壁管中心線產生了不平行,這時就形成了一個的夾角,哪怕這個夾角非常小,這是的磨損就比較嚴重,夾角越大、磨損越重,從0.1度開始,到90度最大,我們稱這種磨損叫局部磨損。局部磨損速度之快、危害之大是目前任何一種爐型都無法比擬的。我們用局部磨損嚴重是循環流化床鍋爐的運行“專利”來形容一點也不過分。所以說循環流化床鍋爐只要運行就會有磨損,這是一個不爭的事實。對于兩種磨損,特別是局部磨損必須給以高度的重視和采取一些必要的、正確的防磨治理措施其意義十分重大,也是防磨工作中的重中之重,更是搞好循環流化床鍋爐安全經濟運行最主要的問題所在。不將爐子的局部磨損機理分析好、治理好,不在局部磨損上下工夫,只講確保鍋爐的安全經濟運行那是一句空話,是自我安慰、自欺欺人、自我解脫的騙人之談。

          循環流化床鍋爐分離器的效率高低,不但對爐內的循環物料濃度有關,而且與循環倍率、爐渣及飛灰可燃物、爐膛溫度、帶負荷和整個的經濟運行有關系。更與尾部受熱面的磨損有關系,因為分離器效率低帶走的物料直徑就大,從磨損的關系式中得知,磨損量與物料直徑成正比。尾部受熱面的布置都與煙氣流動的方向成90度夾角。從磨損的機理分析氣、固兩種物質的運動方向一旦成了夾角,從0.1度開始,到90度最大。恰恰尾部受熱面的布置都與煙氣流動的方向成90度布置。所以說分離器分離的效率低,對循環流化床鍋爐尾部受熱面的磨損是相當嚴重的。

          三,循環流化床鍋爐的磨損

          1,循環流化床鍋爐中的磨損問題:

          由于循環流化床鍋爐爐內灰濃度高,通常為煤粉爐的幾十倍、幾百倍,甚至上千倍,因此循環流化床鍋爐的磨損要比其他類型鍋爐嚴重得多,受熱面和耐火材料的防磨問題應特別重視。磨損問題解決得如何,直接關系到循環流化床鍋爐設計的成敗,也直接影響循環流化床鍋爐機組的可利用率。

          2,磨損的概念與形式:

          由于機械作用,間或拌有化學或電的作用,物體工作表面材料在相對運動中不斷損耗的現象稱為磨損。

          根據磨損機理的不同,磨損一般可分為粘著磨損、磨料磨損、腐蝕磨損、接觸疲勞磨損、沖蝕磨損、微動磨損等。流體或固體顆粒以一定的速度和角度對材料表面進行沖擊所造成的磨損稱為沖蝕(或沖擊磨損)。沖蝕又有兩種基本類型,分別叫做沖刷磨損和撞擊磨損,這兩種磨損的沖刷表面流失過程的微觀形貌是完全不同的。沖刷磨損是顆粒相對固體表面沖擊角較小,甚至接近平行。顆粒垂直于固體表面的分速使得它鍥入被沖擊物體,而顆粒與固體表面相切的分速使得它沿固體表面滑動,兩個分速合成的效果即起一種刨削的作用。如果被沖擊物體經不起這種作用,即被切削掉一小塊,如此經過大量、反復的作用,固體表面將產生磨損。撞擊磨損是指顆粒相對于固體表面沖擊角較大,或接近垂直時,以一定的速度撞擊固體表面使其產生微小的塑性變性顯微裂紋,在長期大量的顆粒反復沖擊下,逐漸使塑性變形層整片脫落而形成的磨損。

          根據磨損方式不同,磨損又可分為兩物體磨損、三物體磨損。在兩物體磨損中,固體依靠自身動量撞擊并沖刷壁面。在三物體磨損中,沿壁面運動的固體粒子受到粒子團的沖擊,而粒子團則利用前者作為磨損介質來磨損受熱面。雖然現在還沒有充分理解循環流化床鍋爐的磨損機理,但可以預測三物體磨損是造成循環流化床鍋爐磨損的主要原因。三物體磨損可能發生在以下三種情況:顆粒富集以很大的密度沉降、供料足以產生很大的顆粒密度以及在顆粒流動容許范圍內很大顆粒密度在磨損表面附近區域可以存在。

          3,磨損的影響因素

          循環流化床鍋爐中煤灰顆粒對鍋爐材料的磨損屬于顆粒流的沖蝕,既有顆粒對爐內材料的撞擊,又有高濃度含灰氣流對材料的沖刷。循環流化床鍋爐材料的磨損很大程度上取決于顆粒的尺寸、顆粒的形狀、沖擊速度、沖擊角度、供料量、顆粒的強度及硬度等。另外磨損程度還與被沖擊表面的材質有關,還受燃料特性、運行參數等的影響。

          四、磨損的治理

          經過對運行調整及磨損機理的膚淺分析,我們知道在水冷壁系統及尾部受熱面,氣、固兩種物質運動方向一旦和管子中心線形成了夾角,磨損就十分嚴重,所以說爐膛受熱面上的任何部位絕對不能影響物料循環的雜物,一些不太主要的測溫、測壓元件盡量減少,能取消的盡量取消,能改變位置的一定要改變位置,確保水冷壁受熱平整、光滑。省煤器管和過熱器管在迎風側的右35°~50°o和左310°~325°(也就是第一象限和第四象限)磨損嚴重,其他的角度區磨損就非常小。在彎頭處和邊排管束處只要有煙氣走廊存在,磨損也非常嚴重,所以一定要消滅煙氣走廊。關于均勻磨損是循環流化床鍋爐固有的特性,是無法抗拒的事實,怎么樣治理好局部磨損是確保該爐型安全經濟運行的關鍵所在,也是防磨工作的核心任務和頭等大事。

          就目前投放市場運行的循環流化床鍋爐,不論出力多少,壓力等級多高;也不論是床上和床下點火以及有、無慣性分離的爐型,其在密相區的末端、水冷壁管和流化床上的混凝土接合處均有較嚴重的局部磨損,主要原因就是沿水冷壁管及鰭片下滑的物料碰到突出的混凝土時,使物料改變了原來的運動方向,已改變了運動方向的循環物料就會四處飛濺,這時四處飛濺的物料就與水冷壁管中心線形成了一個夾角,這個夾角的大小視碰到異物的大小和碰到異物時的角度而定。由于飛濺的物料是呈360度全方位的,飛濺到爐膛部分的180度不會對受熱面產生任何磨損,而另外的180度物料飛濺后反彈到受熱面管上就會沖刷水冷壁,飛濺的物料就在該處產生了局部磨損,從磨損后留下的跡象分析得知,碰到的異物越大,飛濺物料量越大,磨損量也就越嚴重,這就證明了飛濺物是產生磨損的主要因素?,F在有些鍋爐生產廠家在制造中對該部分采取了噴涂處理,應該講在磨損嚴重處進行噴涂處理是目前防止磨損最好的一個辦法,也是治理該處磨損的最佳途徑,所以美國福斯特惠樂公司水冷壁管采用復合材料。但目前就從技術、材料方面講噴涂存在著一些弊端,如采取噴涂,一不影響受熱面積,二不影響帶負荷,但是經過運行一段時間后,噴涂的地方和未進行噴涂的地方結合處產生了磨損怎么辦?噴涂的質量不好脫落了怎么辦?只好再去噴涂??赡壳皩娡考夹g、施噴人員的素質、以及噴涂材料質量等都不算太過關,噴涂辦法雖好,但現場很難收到理想的效果,所以理論和實踐是有一定差距的。如在噴涂后的磨損處再采取堆焊,由于該處的材質不同又無法進行,所以不易采用本辦法(如本企業有噴涂材料和施噴人員,采用此辦法是最為合適的)。處理該處的磨損,比較簡單的辦法就是用同材質的焊條經烘干后,由合格的高壓焊工在有磨損處進行堆焊補平,每次停爐都進行檢查如有磨損就進行處理,既節省時間,又節省費用,堆焊后的焊道高于母材也不要緊,運行一段時間后就會自然磨的很平,而決不會產生在磨焊道的同時磨損水冷壁管。如在噴涂后的地方堆焊有難度時,可采用一種Sic防磨異行磚將局部磨損點移開,在易堆焊處掛上這種瓦,實在沒有辦法又沒有防磨異形磚,也可以在水冷壁上焊軋釘后再打70×70mm耐磨混凝土,將由于噴涂產生的局部磨損保護起來,這種辦法經過近十年來的運行實踐檢驗效果也較好。這是沒有辦法的辦法,是被迫采取的緩和之計,是違背磨損機理的臨時防磨措施。如果水冷壁管的避讓彎處耐磨混凝土做的非常平滑,又沒有凸出的地方完全不用進行噴涂,如果不進行噴涂,也就不會產生局部磨損,許多廠該處沒進行噴涂也運行了許多年沒出問題。所以說在該處進行噴涂是多此一舉,是解心疑,是畫蛇添足,結果是事與原違。如果已產生了局部磨損,打圈梁和褂防磨磚引開的距離不易太遠,約在磨損處的上方100200mm為宜,如太遠起不到保護磨損處的作用?,F新生產的爐型在密相區上方都有一個避讓彎管,密相區的防磨澆注料做完后一定不許超過膜式水冷壁的鰭片,最好負于1012mm 而且要非常平滑,使下滑的物料保證落在密相區防磨澆注料下方的180200mm處,?嚴防下滑的物料二次飛濺到避讓彎管的下方,造成新的磨損點,許多廠就吃過這個虧,經長時間的運行循環物料會對避讓彎下方的混凝土產生磨損時,借停爐機會再補上混凝土即可。凡是出廠有避讓彎管的爐子,建議最好不在該處進行噴涂,可要求鍋爐廠將避讓彎管向上做高一些即可。

          循環流化床鍋爐由于生產廠家不同,所采取的循環倍率、分離方式及返料溫度也不同。我們以濟南鍋爐廠生產的循環流化床為例,該爐采用了兩套同樣形式、同等尺寸的中置式高溫旋風分離裝置,即兩個旋風分離系統和兩個U”型返料器。在這來年感個循環分離器的入口處,由于氣、固兩種物質的流動方向均變了90°

          只是爐子大小不同,出口尺寸不同,各處的曲率半徑也有差異),對水冷壁管的迎風側均產生了較重的磨損。特別是旋風分離器入口的耐火耐磨材料和煙氣沖刷的靶區,由于速度較高曾造成過多次旋風筒頂的磨損嚴重,停爐檢修和重換旋風筒頂及沖刷靶區的事故,嚴重地影響了鍋爐安全運行。由于兩個旋風筒頂的磨損面積較大,我們這次在磨損較重處掛上了兩道金屬防磨異形梁,梁的下面凸出旋風筒頂下部混凝土1015mm,這樣就有效地保護了旋風筒頂和水平煙道的頂,對防磨起到了積極的作用。對兩個旋風筒的入口靶區采用耐磨磚,有效地遏止該處的磨損。經過半年多的運行檢驗,該處幾乎不見磨損。豐縣項目498爐型旋風筒采取的是蝸殼形式,不但能增加分離效率,而且能減緩該部位的磨損,是一個比較好的設計選型。

          關于過熱器和省煤器的防磨工作,主要分析產生磨損的機理及原因,掌握磨損的較重部位,從而采取相應的措施。例如在穿墻管的上邊和彎頭處,由于磨損均在迎風側的兩邊,在上面全部采取護板和加防磨罩的辦法就可以了,豐縣這次全部增加了遮煙板。如新爐子安裝還可在每級省煤器的上方和兩頭全部增加防磨罩,過熱器前部的左右側將砌爐的耐火磚向爐內伸出100120mm,可以阻斷煙氣走廊的形成。在立式過熱器管防磨罩上的后面多焊幾道拉筋(約300400mm一道),防止護瓦受熱后變形。在焊防磨管和罩時應特別注重工藝、不許施焊管子上,嚴防焊肉咬壞管材,在焊防磨罩時還應考慮到膨脹間隙。應該講在循環流化床鍋爐的防磨治理工作中是百花齊放的,其目的只有一個就是治理好磨損,就是確保爐子有一個更長的安全經濟運行周期。

          五,循環流化床鍋爐的易磨損部件及防磨措施

          循環流化床鍋爐的易磨損部件有受熱面管子和耐火材料。循環流化床鍋爐的易磨損金屬部件為耐火材料與水冷壁交界處、不規則的管壁區域、水冷壁的四角區域、爐內受熱面、爐頂受熱面、旋風分離器、尾部對流受熱面等。

          1,衛燃帶與水冷壁過渡區的磨損:

          該區的磨損發生在爐膛衛燃帶與水冷壁管的交界處,四角磨損較嚴重,范圍為衛燃帶上方500mm內。其中,此部位存在耐火材料臺階時,水冷壁和鰭片磨損速度加快。

          磨損的原因有兩個方面:

          一是衛燃帶區由于沿壁面下流的固體物料與爐內向上流動的固體物料運動方向相反,因而在局部產生渦流;另一方面是沿爐膛壁面下流的固體物料在交界處產生流動方向的改變產生反彈力,因而對水冷壁管產生沖刷。

          目前該位置常用的防沖蝕磨損的方法有結構防磨和材料防磨兩種。結構防磨主要有讓管設計、防磨梁和防磨板設計等措施。讓管設計可去除該部位的渦流磨損和反彈力磨損。防磨梁、防磨板和焊鋼條等方法通過降低物料速度而達到防磨目的。材料防磨主要采用更換耐磨材料、加防磨瓦和耐磨涂層等方法,其中耐磨涂層的制備方法有電弧噴涂、氧乙炔火焰粉末噴熔、堆焊、熱擴散滲層等措施。

          2,水冷壁四角磨損:

          由于水冷壁四角物料濃度大,向火面焊縫容易不平整而導致磨損速率高。此部位主要采用讓管設計、清除凸出障礙物和電弧噴涂的方法進行防磨。

          3,不規則管壁的磨損:

          不規則管壁的磨損包括穿墻管、爐墻開孔處的彎管、管壁上的焊縫等,此外還有一些爐內的測試元件,如熱電偶等。運行經驗表明即使很小幾何尺寸的不規則也會造成局部的嚴重磨損。對于不規則管壁的磨損通常采用敷設耐火材料或鋪鍍焊接層等防治措施。

          4,爐內受熱面的磨損:

          爐內受熱面主要有雙面水冷壁、屏式過熱器、屏式再熱器,它們的磨損機理與爐膛水冷壁管的磨損機理相似,主要取決于受熱面的具體結構和固體物料的流動特性。通常在它們的底部敷設耐磨材料,其余部分進行耐磨涂層,來達到防磨的目的。

          5,爐頂受熱面的磨損:

          爐頂受熱面的磨損主要是由于氣固流在離開爐膛頂部區域轉彎,產生離心力,將大顆粒物料甩向爐頂而造成的,隨著循環流化床容量的增大,爐膛高度也增大,爐膛頂部受熱面磨損問題變得不嚴重,一般可通過將爐頂與距旋風分離器的水平煙道拉開足夠的距離來解決。

          6,旋風分離器的磨損:

          循環流化床鍋爐旋風分離器的大部分構件(除中心筒外)一般都敷設有耐火材料,因此旋風分離器金屬件的磨損不是很嚴重,旋風分離器中心筒的損壞往往是由于熱變形造成的。旋風分離器的磨損主要發生在進口煙道和筒體上部,在該處氣流方向發生90度的偏轉,環形核心區的消失也會產生很大的脈動,使入口端附近區域受到極大影響,因此,必須采取必要的措施防止該處管壁失效。

          7,尾部對流受熱面的磨損:

          尾部對流受熱面發生的主要部位在過熱器、再熱器、省煤器的第一、二排管子,空氣預熱器出口處。這部分管排常因結構、安裝或受熱變形等原因形成煙氣走廊,物料速度較高,導致磨損加快。通常采用加裝保護板、均流板、防磨罩的方法進行防磨。

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