次高温次高压循环流化床锅炉磨损及对策

【摘要】本文首先对相关内容做了概述，分析了循环流化床锅炉主要金属部件的磨损。在探讨循环流化床锅炉承压部件磨损原因的基础上，提出了防磨策略。

【关键词】次高温次高压；循环流化床；锅炉；磨损；对策

一、前言

作为次高温次高压循环流化床锅炉运营中的一项常见现象，其磨损问题在近期得到了有关方面的高度关注。该项课题的研究，将会更好地提升对磨损原因的掌控，并通过合理化的对策对其进行预防解决。

二、循环流化床锅炉主要金属部件的磨损

1.布风装置的磨损

循环流化床锅炉的布风装置中磨损严重的是风帽，而在风帽中在循环物料回料口部分的地方磨损最严重，造成这部分磨损的主要原因：在高温下，高浓度的煤粉颗粒高速冲击布风装置的表面而造成的较为严重的磨损，由于煤粉常年累月的冲刷，对设备造成了较大的损耗。

2.循环流化床锅炉水冷壁管的磨损

循环流化床锅炉的水冷壁管的磨损出现在下面三个地方：一是炉膛下部卫燃带与水冷壁管过渡部分管壁处的磨损。二是炉膛四个角落部分的管壁磨损。三是不规则部分水冷壁管的磨损。炉膛下部水冷壁管过渡和卫燃带管壁部分的磨损原因是由于在过渡区域内，沿壁表面往下流动的固体颗粒物与炉内向上运动的煤粉颗粒运动方向相反，在局部产生涡旋流。

3.循环流化床锅炉受热面的磨损

循环流化床锅炉受热面的磨损主要集中在炉膛角落区域磨损、燃烧室管壁的磨损、尾部受热面磨损等、炉顶受热面磨损。水平过热器管屏、炉膛内屏式过热器的磨损机理与循环流化床锅炉内水冷壁管的磨损机理相似，由锅炉内部受热面的具体结构和固体物料的流动特性来决定。

4.循环流化床锅炉烟道受热面的磨损

循环流化床锅炉烟道尾部的对流受热面经常磨损部位包括炉膛出口到分离器进口烟道受热面，还有省煤器及空气预热器两端部分。锅炉对流烟道受热面的磨损一般发生在省煤器端和空气预热器进口处，通常由于受热面材料质量不好，同时设计上存在一定的问题，安装上也有一定的误差造成了受热面的磨损严重。

三、循环流化床锅炉承压部件磨损的原因

1.锅炉吊挂管迎风面的磨损原因

在循环流化床锅炉的运行过程中，由于烟气在循环流化床锅炉内的流速过高，又加上工作人员不按照正常的施工工艺来对循环流化床锅炉防磨罩进行加装，所以正对循环流化床锅炉烟道入口的第一排吊挂管的迎风区域比较容易被磨成直角形，甚至会出现个别的循环流化床锅炉吊挂管的爆管现象。

2.循环流化床锅炉水冷壁管的磨损

循环流化床锅炉的水冷壁管的磨损出现在下面三个地方：一是炉膛下部卫燃带与水冷壁管过渡部分管壁处的磨损。二是炉膛四个角落部分的管壁磨损。三是不规则部分水冷壁管的磨损。炉膛下部水冷壁管过渡和卫燃带管壁部分的磨损原因是由于在过渡区域内，沿壁表面往下流动的固体颗粒物与炉内向上运动的煤粉颗粒运动方向相反，在局部产生涡旋流；还有一个原因是流化床炉膛壁表面往下流动的固体颗粒在和煤粉相遇的地方会产生流动方向的改变，于是就对水冷壁管的表面形成了不断的冲刷。流化床锅炉的炉膛内部角落区域的管壁在高密度向下流动物料的不断冲刷下也会产生磨损。不规则部分管壁（如炉墙开孔处的弯管、穿墙管等）磨损首要原因是由于不规则管壁对局部固体颗粒的流动会造成较大的扰动，改变了固体颗粒的流动方向，因此会造成较大的磨损。

3.锅炉炉膛下部防磨板的磨损原因

工厂对循环床锅炉的制造、运输、储存以及运行的过程中，循环流化床锅炉的防磨板容易受阻出现鼓起的情况，造成在循环流化床锅炉防磨板的上部有许多的循环流化床锅炉防磨板被削磨成凹形缺口，又加上循环流化床锅炉外表面直径为60mm的管子外部区域受到下降灰流的影响，加剧了循环流化床锅炉炉膛下部的循环流化床锅炉防磨板的磨损。在现实的循环流化床锅炉操作中，还会在循环流化床锅炉防磨板区域水冷管壁的个别地方出现孔洞，并且循环流化床锅炉有明显的磨损痕迹，导致循环流化床锅炉出现这种状况的原因可能是由循环流化床锅炉耐磨材料上沿因下降灰流的涡流导致的，如何来解决循环流化床锅炉出现的这种磨损状况，目前还没有一个有效的方法。

四、循环流化床锅炉防磨策略

1.卫燃带与水冷壁过渡区的磨损

此区域的磨损主要出现在炉膛卫燃带和水冷壁管的临界处，发生磨损现象较为严重的是四角，主要部位在卫燃带上方500毫米处。再有，如果此区域有耐火材料台阶时，则会造成水冷壁和鳍片的严重磨损。产生这种现象的主要原因是：一在卫燃带区域沿壁面向下流动的固体物料与炉内向上运动的固体物料方向相反，会在一些部位产生涡流。

当前，应对此部位磨损的主要方法有结构防磨和材料防磨两种。结构防磨技术手段有：让管设计、防磨梁、防磨板等方法。让管设计可以避免出现涡流和反弹力，从而减轻磨损。防磨梁和防磨板、焊钢条等方法主要原理就是使物料速度下降，从而达到磨损减轻的效果。材料防磨的主要手段有更换耐磨材料、增加防磨瓦、涂抹耐磨层等，而制作耐磨层的主要方法有电弧喷涂、氧乙炔火焰粉末喷熔、堆焊、热扩散渗层等方法。

2.水冷壁四角磨损

在水冷壁四角，具有高浓度的物料，而向火面焊缝非常可能出现不平现象，引起高度磨损。此部位的防磨损设计手段主要有让管设计、清除高突障碍物、电弧喷涂等。

3.不规则管壁的磨损

形状不规则的管壁会增加磨损程度，如穿墙管、炉墙开孔处的弯管、管壁上的焊缝等，另外还有一些测试部件，如热电偶。实践经验说明，即使管的形状具有很小的不规则现象，也会使管的局部发生严重的磨损现象。对于这种情况，采取的手段一般有敷设耐火材料、铺镀焊接层等。

4.炉内受热面的磨损

锅炉内部的受热面主要有膜式水冷壁、屏式过热器、屏式再热器，对它们造成磨损的现象和炉膛水冷壁管的磨损现象相同，主要是由于受热面的构造和固体物料的流动特点形成的。一般情况下采取的应对手段是：敷设耐磨材料，涂抹耐磨涂层等。

5.水冷壁管的防磨损措施

（一）水冷壁管的防磨措施。可以在浇注料上方一米处采用金属喷涂。首先对水冷壁管包括基面进行表面磨光的处理，使用稀有金属（Al、Cr、Mo、Ni等）按着一定配比碾磨成粉末，使用高温气枪喷将粉末喷涂到已做好抛光处理的水冷壁管表面上。采用这种技术在操作上简单方便，但是保持时间短，通常只有一年左右的时间。还有一种较为持久的方式，就是、是将该处的水冷壁管替换成耐磨的铁铝瓷包敷管，该项技术是将锅炉管和防磨瓦有机的结合，外侧十分耐磨，内侧承压效果好，同时有效的解决了应力集中，台阶过于突出，同时局部阻力大和焊接难度大等疑难问题，正常使用下，寿命可以达到3年以上。

（二）可以对该处的浇注料结构进行改造，把原来凸出水冷壁管的浇注料去掉，同时把鳍片下段延长到弯头下，这样打浇注料时，这样水冷壁管的立面就可以与水冷膜式壁平齐。采用这种设计后，就可以使顺膜式滑下的灰尘颗粒失去了反弹的跳板，摩损自然就消除了。

五、结束语

通过对次高温次高压循环流化床锅炉磨损及对策的相关研究，我们可以发现，该项工作的开展有赖与对多项有时因素的利用，有关人员应该从其运行的客观实际情况出发，充分利用优势因素，制定最为符合实际的防磨损实施策略。