針對循環流化床鍋爐的綜合防磨治理措施

在當前工業化迅速發展的過程中，煤炭作為工業發展中的首選燃料，在燃燒的過程中，對環境造成嚴重的污染， 而煤粉燃燒技術的發展，并不能阻擋由于煤質下降對能源生產及環境保護所帶來的越來越大的危害勢頭。因此，新一代的燃燒技術——具有高效低污染、煤種適應性較好的循環流化床燃燒技術應運而生。在循環流化床鍋爐適應的過程中，能夠憑借其設計、制造上優勢受到人們的青睞，與傳統的鍋爐相比，循環流化床鍋爐在適應的過程中，能夠有效的解決傳統鍋爐中出力過低、點火啟動困難、運行中容易超溫結焦以及運行不安全等問題。然而在循環流化床鍋爐實際適應的過程中，基于自身的局限性，仍存在著嚴重的設備磨損問題，這些影響因素直接限制了鍋爐的運行周期，在增加鍋爐停爐率的同時，還會增加鍋爐的檢修成本。由此不能看出，在循環流化床鍋爐使用的過程中，能夠采用合理、有效、經濟的防磨技術，將直接關系著循環流化床鍋爐的正常運行。在此，本文從以下幾個方面出發，針對循環流化床鍋爐運行中存在的問題及采取的相關措施，做以下簡要分析：

一、循環流化床鍋爐磨損的機理及部位

在循環流化床鍋爐運行的過程中，在其結構內部存在著不同的方向、速度、角度、顆粒濃度、射流及氣泡，導致在其正常使用的過程中，這些影響因素以各種形式作用于鍋爐的工作表面，再加上在其運行的同時，其他腐蝕氣體的影響，使其在原有的基礎上形成復雜的磨損過程，直接阻礙鍋爐的正常運行。在循環流化床鍋爐磨損的過程中，按照磨損部位及磨損程度將其分為沖蝕磨損、磨料磨損以及腐蝕磨損等幾個方面。在鍋爐日常運行的過程中，凡是與物料及含飛灰的爐氣接觸部分，都存在很大程度上的磨損，在其磨損的過程中，其主要部位包括以下幾方面：布風裝置風帽、風帽孔，爐膛水冷壁，二次風噴嘴，爐內受熱面，爐頂受熱面，外置式流化床換熱器及對流煙道受熱面等。

二、循環流化床鍋爐磨損的原因

在循環流化床鍋爐使用的過程中，其自身的水冷壁管磨損在很大程度上與煤粉爐有著密切的聯系，其主要體現在以下兩個方面：首先，在大量煙氣排放的過程中，其自身包含的固體顆粒能夠在一定程度上對水冷壁管進行沖刷，加強壁管內部的磨損；其次，基于鍋爐內部存在的內循環作用，導致大量固體顆粒在運行的過程中，沿著爐膛四壁重新回落，以此形成第二次沖刷，尤其在水冷壁管和耐火材料層過渡區的凸出部位。在影響訓練流化床鍋爐磨損的原因中，主要包括以下幾個方面：

（一）煙氣流速影響

在鍋爐運行的過程中，排除的煙氣流速越高，對鍋爐的磨損越重；且煙氣流速與風量也有著一定的聯系，風量越大，則磨損量越大；若二次風量越大，則會對爐內燃燒的狀況進行劇烈的擾動，直接增加受熱面積的磨損量，而這些都會給鍋爐造成損失。

（二）煙氣顆粒濃度影響

在鍋爐燃料燃燒后，勢必會排除大量的煙氣，這些煙氣在排出的過程中，煙氣內顆粒濃度越大，則會直接增加鍋爐的受熱磨損面，其核心原因在于煙氣顆粒的數目越大，在排除的過程中，會直接沖撞鍋爐管壁。由此在循環流化床鍋爐運行的過程中，基于鍋爐自身內部結構的循環性，導致鍋爐內部負荷大幅度提高，負荷一旦提高，則會造成床層密度及床層差壓增大，顆粒濃度一旦增大，則鍋爐的磨損量也會大幅度增加。

（三）燃料性質的影響

燃料在燃燒的過程中，其顆粒硬度、灰分程度，都會對鍋爐造成磨損。在其燃燒的過程中，灰分越大，對受熱面管壁的切削作用越強烈，則磨損量越大。尤其在摻燒煤矸石或其它高硬度燃料的過程中，會在原有的基礎上大大縮短受熱面管爆管得運行時間。

（四）鍋爐安裝及質量檢修

在對鍋爐造成磨損的過程中，與鍋爐的安裝及檢修質量有一定的聯系。在鍋爐安裝使用的過程中，若沒有正確的對其安裝，勢必會影響鍋爐的正常運行，同時也會造成大量顆粒的外漏，在加劇鍋爐磨損的同時，還為鍋爐今后的投入使用埋下了安全隱患。

（五）鍋爐自身動力場的影響

在鍋爐自身運行的過程中，基本鍋爐內部結構的局限性，爐膛內煙氣在排除的過程中，處于不均勻的狀況，且四角處的煙氣流速普遍比中間的大很多，因而造成的磨損程度也要比其他部位嚴重。

三、循環流化床鍋爐的防磨措施

在循環流化床鍋爐正常運行的過程中，加強鍋爐的防磨措施，不僅能提高鍋爐的熱效率，還能在原有的基礎上延長鍋爐的使用壽命，在節省成本投入的同時，還保障了鍋爐燃燒的經濟效益。在其采取的防磨措施中，主要包括以下方面：

（一）選擇合適的流化床防磨材料

在提高循環流化床鍋爐防磨措施的過程中，其基本前提在于選擇合適的流化床方面材料，以便從根本上提高循環流化床鍋爐的綜合性能，在降低鍋爐自身成本的同時，還能提高鍋爐的使用性能。然而在材料實際選取的過程中，既不能選擇過分昂貴的材料，避免鍋爐的整體造價過高。在其選擇的過程中，一般需要遵循以下原則：首先，低碳鋼和合金鋼用于氧化性氣氛下的傳熱耐壓件和其他結構件；其次，在鍋爐材料選擇的過程中，應偏重于高度耐高溫復合耐火材料的選用。該材料在使用的過程中，能夠在材料表層形成一層釉面，該釉面能夠有效的提高鍋爐材料的高溫強度、耐溫性能及高溫中的抗磨損、抗腐蝕及熱穩定性，在延長鍋爐使用壽命的同時，還能增加鍋爐自身的抗磨性。

（二）采用金屬表面熱噴涂技術和其他表面處理技術防磨

在鍋爐正常運行的過程中，通過在鍋爐金屬表面噴涂技術也能增加鍋爐的防磨性與抗腐蝕性，其主要原因包括以下兩個方面：首先，在使用噴涂技術的過程中，金屬表面的涂層硬度能夠在很大程度上大于基體自身的硬度；其次，在鍋爐投入使用的過程中，在高溫的影響下，能夠使涂層在原有的基礎上形成致密、堅硬及化學穩定性好的氧化層，這種氧化層能夠憑借自身的牢固性減輕煙灰顆粒對鍋爐設備的磨損。

（三）爐內受熱面的防磨

循環流化床鍋爐在運行的過程中，其爐內受熱面的磨損程度將直接影響著鍋爐的整體熱效率。由此就需要相關人員在鍋爐的結構設計中，能夠采用科學、合理的設計方式，加強爐內受熱面的防磨。在其加強的過程中，主要包括以下幾個方面：首先，鍋爐內部受熱面的設計要合理。燃料在鍋爐內部燃燒的過程中，往往是低溫燃燒，其飛灰在排出的過程中，并沒用經過一定的熔化與凝固，因而其本身比較軟，再加上爐內灰粒流動方向與膜式水冷壁布置同向，不容易產生撞擊，能夠有效的將磨損控制在規定范圍內。除此之外，在整個爐內受熱面防磨措施中，爐膛內屏式過熱器和屏式再熱器的設計，多采用膜式結果，能夠在其使用的過程中，使煙氣形成垂直的流動模式，將磨損降到最低。

豐鏈智造鎳基高質量耐磨新材料智慧防磨設計新一代CFB鍋爐水冷壁防磨技術，基于EVI模型的數學建模和動態仿真，根據每一臺CFB鍋爐的現場工況，仿真模擬循環流化床鍋爐的運行狀態，以及使用了豐鏈智造鎳基高質量耐磨新材料智慧防磨設計防磨技術方案后的預期使用狀態，讓每一臺CFB鍋爐的防磨，更為優化，更加智能。

循環流化床鍋爐這個新產品，自上個世紀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、維護檢修方便、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。

（四）對流受熱面的防磨

在對流受熱面的防磨措施中，主要包括以下幾個方面：

第一，在鍋爐運行的過程中，可以通過氣固分離裝置來提高鍋爐的分離效果，同時在條件允許的狀況下，在爐內按照一定的飛灰除塵器，在降低飛灰濃度的同時，還能降低飛灰對受熱面的磨損程度；

第二，在鍋爐設計的過程中，結合著鍋爐的使用用途，選擇合適的煙速；

第三，在鍋爐整體運行的過程中，應適當的降低速度場與飛灰濃度場，以此來平衡煙速的實際運行，避免局部嚴重磨損的現象發生；

第四，在鍋爐使用的過程中，管理人員可以采用管壁表面處理技術來提高鍋爐壁管的抗磨性；

第五，在提高鍋爐防磨措施的過程中，管理人員可以采取必要的防腐蝕措施，避免磨損與腐蝕的同時發生。

（五）高溫氣固分離器的防磨

旋風分離器是目前循環流化床鍋爐中最常用的氣固分離裝置，旋風分離器易磨區域的防磨方法是采用磚砌結構而不是采用常規的耐火材料澆注。另一種方法是在易磨區域安裝防磨瓦，這種方法價格較低。

在生產實踐中主要的磨損問題有：

1．布風板是的風帽磨損，采用耐高溫耐磨材質解決，并需停爐時注意檢查更換。

2．密相區爐墻的磨損較快，采用高強耐磨耐火材料。

3．水冷壁和密相區的接合部位的沖刷磨損，一般采用彎管避讓加噴涂技術減小磨損，旋風分離器前的煙道中的受熱面加防磨瓦，分離器后的煙氣沖刷磨損一般只需在設計中考慮，運行中很少出現問題。

四、結語

綜上所述，隨著社會經濟的迅速發展，循環流化床鍋爐在使用的過程中，其防磨措施的加強，在提高鍋爐自身使用性能的同時，還能在原有的基礎上延長鍋爐的使用壽命，在提高燃料燃燒效率的同時，還能充分發揮鍋爐自身的經濟價值，為其今后的投入使用奠定基礎。由此就需要相關負責人能夠對其引以重視，在使用的過程中通過采取一定的措施來提高鍋爐的防磨性能，以此來提高自身的熱效率。

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