循環(huán)流化床鍋爐尾部受熱面磨損原因分析及對(duì)策

時(shí)間：2022-12-31作者：太原鍋爐集團(tuán)有限公司瀏覽：35

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尾部受熱面的磨損主要是水平煙道內(nèi)過(guò)熱器管子和豎直煙道內(nèi)省煤器管子的磨損。磨損原因如下。

1 鍋爐設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題

密相區(qū)部分吸熱量過(guò)少導(dǎo)致鍋爐在運(yùn)行中床溫過(guò)高，可達(dá)1000℃以上，較易造成結(jié)焦。為防止?fàn)t床結(jié)焦事故的發(fā)生，運(yùn)行中只有采取加大流化風(fēng)量來(lái)降低床溫使其保持在900~950℃之間。由此帶來(lái)了一個(gè)問(wèn)題即流化風(fēng)量的增加造成爐膛出口及尾部受熱面煙氣流速增加。理論認(rèn)為金屬的磨損量與煙氣速度的三次方成正比，所以煙氣流速的增加，加劇了尾部受熱面的磨損。

2 煙氣中顆粒特性的影響

(1)粒徑的影響

受熱面的磨損量與飛灰?jiàn)A雜的顆粒直徑大小有關(guān)。顆粒直徑增大，磨損量也增加，反之則磨損量減小。在實(shí)際運(yùn)行中由于燃料顆粒度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，運(yùn)行中煙速又高，攜帶大顆粒的能力強(qiáng)，煙氣中顆粒直徑甚至達(dá)到φ2~3mm，如此大直徑顆粒造成的磨損可想而知。

(2)顆粒硬度的影響

循環(huán)流化床的較大優(yōu)點(diǎn)就是能夠燃燒發(fā)熱量較低的煤，如煤矸石，同時(shí)為達(dá)到環(huán)保要求，運(yùn)行中要加入石灰石粉來(lái)脫硫，這就造成了煙氣中灰顆粒的硬度較大。顆粒硬度越大，對(duì)受熱面的磨損也越嚴(yán)重。

3 旋風(fēng)分離器分離效率的影響

旋風(fēng)分離器布置在爐膛出口，是循環(huán)流化床關(guān)鍵部件之一，其主要作用是將大量高溫固體顆粒從爐膛出口的煙氣中分離出來(lái)送回燃燒室，保證燃料和脫硫劑(石灰石粉)多次循環(huán)、反復(fù)燃燒和反應(yīng)，以提高燃燒效率和脫硫效率。循環(huán)流化床鍋爐分離器在實(shí)際運(yùn)行中影響分離效率的原因有很多，主要?dú)w結(jié)如下。

一是分離器切向進(jìn)口風(fēng)速的影響。**已經(jīng)講過(guò)為降低床溫而使用過(guò)大的流化風(fēng)量造成分離器入口煙速過(guò)高。進(jìn)口煙速過(guò)高，氣流湍流增加以及顆粒反彈加劇，灰塵顆粒二次夾帶嚴(yán)重，使分離效率降低。

二是分離器本身的設(shè)計(jì)或安裝不合適。分離器進(jìn)氣管、分離器旋風(fēng)筒直徑大小、排氣管直徑大小及排氣管插入深度都會(huì)影響到分離器的分離效率，這些部件的設(shè)計(jì)或安裝可能與實(shí)際運(yùn)行工況不相匹配，造成分離器分離效率降低。

4 煤質(zhì)的影響

循環(huán)流化床鍋爐在燃用的煤種煤質(zhì)變化較大、發(fā)熱量變化較大，當(dāng)發(fā)熱量高時(shí)，可以明顯觀察到飛灰濃度明顯降低，飛灰顆粒度也明顯減小。

鑒于顆粒特性及煤質(zhì)很難改變，以下僅就兩個(gè)較主要影響因素來(lái)討論應(yīng)該采取的措施。

(1)增加密相區(qū)吸熱量，降低床溫，從而減少流化風(fēng)量，降低煙氣流速。

一是降低密相區(qū)水冷壁耐磨澆注料的高度，改用合金噴涂的方法來(lái)防止水冷壁磨損。同時(shí)可以適當(dāng)減薄下部耐磨澆注料的厚度，這樣密相區(qū)吸熱量就會(huì)增加，床溫會(huì)隨之下降。

二是布風(fēng)板改用水冷布風(fēng)板型式從而起到降低床溫的作用。

三是適當(dāng)降低二次風(fēng)口位置，二次風(fēng)混入爐膛下部能夠吸收下部密相區(qū)的熱量，從而起到降低床溫的作用。四是提高分離器分離效率，增加返回爐膛密相區(qū)的物料量，也可降低床溫。

(2)對(duì)尾部受熱面采取防磨措施。

順列布置的過(guò)熱器迎風(fēng)面管排可以采取加焊防磨護(hù)瓦的方法解決。對(duì)于錯(cuò)列布置的省煤器迎風(fēng)面管排可以加焊防磨護(hù)瓦，也可采取迎風(fēng)面管排上敷設(shè)一薄層耐磨涂料的方法來(lái)解決。對(duì)于靠近墻壁的管子彎頭部分及貼墻直管段，由于這些部位縫隙較大，煙速較高而形成嚴(yán)重的局部磨損，可以采取檢修時(shí)拆掉爐墻，然后在易磨損部位敷設(shè)耐磨涂料來(lái)解決。以上這些措施都可以有效的減輕受熱面磨損問(wèn)題，但并不能從根本上杜絕受熱面磨損。

(3)改進(jìn)旋風(fēng)分離器，提高分離效率。

分離器旋風(fēng)筒直徑越大，離心力越大，分離效率也越高，但增大筒體直徑的方法不大可行。分離器的進(jìn)氣管由于爐本體及分離器本體的限制，改變起來(lái)也不可行。因此較可行的辦法一是改變分離器排氣管的直徑，二是調(diào)整排氣管插入旋風(fēng)筒的深度，通過(guò)調(diào)整插入深度h，保持h與旋風(fēng)筒入口高度a之比h/a為0.5左右時(shí),可以得到較高的分離效率。

總之，提高旋風(fēng)分離器分離效率，降低煙氣中飛灰濃度和減小飛灰顆粒度，同時(shí)也降低了床溫，這是解決尾部受熱面磨損，延長(zhǎng)鍋爐運(yùn)行周期的有效方法。


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