电厂循环流化床锅炉炉内受热面磨损分析及研究
循环流化床锅炉受热面的磨损相关因素分析及对策探讨
循环流化床锅炉受热面的磨损相关因素分析及对策探讨[摘要]：由于循环流化床锅炉具有燃烧适应性好、污染物排放低、燃烧效率高及负荷调节范围宽等优点，成为了一种经济有效的低污染燃烧技术，在生产生活领域受到广泛使用。
可是，运行中磨损问题较为严重，经常造成停产、停工现象出现。
因此，本文对循环流化床锅炉受热面的磨损原因进行了系统分析，并提出了有效改善措施，从而保证锅炉的使用性能和运行效率。
[关键词]：循环流化床锅炉受热面磨损原因有效措施中图分类号：f416.4 文献标识码：f 文章编号：1009-914x(2012)29- 0067 -01近十几年来，循环流化床锅炉基于自身优良的使用性能在工业生产领域得到广泛使用，成为一种迅速发展起来的洁净煤燃烧技术之一。
然而，自从循环流化床锅投入运行以来，运行过程中产生了严重的磨损问题，每年因磨损造成锅炉停工、停产数次，成为影响锅炉运行周期的关键。
为了保证循环流化锅炉的运行周期和效率，研究与探讨受热面磨损的相关因素与应对措施具有非常重大的价值和意义。
一、循环流化锅炉受热面磨损机理及影响因素由于循环流化床锅炉中物料具有流动性特点，导致炉膛内物料强烈返混造成大量物料冲刷受热面，致使受热面在循环反复中受到严重磨损。
简单说，磨损机理就是物料以一定速度和角度对受热面不断进行冲击而造成了磨损，严重时能够使表面变形或脱落。
另外，如果炉膛中心物料向上流动，近壁处物料向上流动也会造成受热面磨损。
由此可见，循环流化床锅炉受热面磨损受到物料循环方式、物料特性、流道几何形状等影响，并且与锅炉运行参数、受热面布置形式有着密切关系。
（一）物料特性影响因素通常而言，物料磨损能力越大受热面磨损程度越严重，而物料磨损能力受到物料特性（直径、浓度、硬度）等方面影响。
在一定范围内，物料颗粒直径越大，磨损越快；物料浓度越大，物料磨损能力越强；物料硬度越高，受热面磨损率的增加速度越快。
一般而言，受热面表面硬度远远高于新鲜物料硬度。
循环流化床锅炉受热面磨损原因分析及解决措施
的综合结果 。如果用 代表总磨损量 ，。 代表冲刷 磨损量 ， 代表撞击磨损量， ： 。 则
ａ ｃ ｒ ｕ ａ ｉ ｇ ｆ ｉ ｅ ｏｌ ｒ ａ ｅ ａ ａ ｙ ｅ ， ａ ｄ ｔ ｅ ｉ ｒ ｖ ｍｅ ｔ ｍｅ ｈ ｄ ａ ｄ ｐ ａ ｓ ａ ｅ ｐ ｔ ｉ ｌ ｔ ｕ ｄ ｂ ｄ ｂ ｉ ｒ ｎ ｌｚ ｄ ｃ ｎ ｌ ｅ ｎ ｈ ｍｐ ｏ ｅ ｎ ｔ ｏ ｓ ｎ ｌｎ ｕ ｒ ｆ ｒ ａ ｄ ｈ ｅ ｐ ａ ｔ ｅ ｓ ｏ ａ ｅ ｉ ｒ ｖ ｍｅ ｔ ｍｅ ｏ ｓ ａ ｄ ｐ ａ ｓ ｈ ｖ ａ ｓ ｃ ｏｙ ｅｆｃ ｓ ｏｗ ｒ ．Ｔ ｒ ｃ ｉ ｈ ｗｓ ｔ ｔ ｔ ｍｐ ｏ ｅ ｎ ｔ ｄ ｎ ｌ ｎ ａ ｅ ｓ ｔ ｆ ｔｒ ｆ ｔ ｃ ｈ ｈ ｈ ｉ ａ ｅ ａ ｄ ｈ ｖ ｃ ｉｖ ｄ ｃ ｒ ｉ ｏ ｉｌ ａ ｄ ｅ ｏ ｏ ｃ ｂ ｎ ｆ ｓ ｎ ａ ｅ ａ ｈ ｅ ｅ ｅ ｔ ｎ ｓ ｃ ａ ａ ｎ ｃ ｎ ｍｉ ｅ ｅｉ ． ｔ
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２ Ｏ 年第 ５ Ｏ６ 期 总 第 １ ７期 １
循环流化床锅炉受热面磨损原因分析及解决措施
王清 臣
仙 东铝业 股份有 限公 司热 电厂，山东淄博 ２ ５ ８ ） ５００
Ｖ＝ 。Ｖ ｔ ＋Ｄ （） １
２ 受热面磨损机理及 防磨 思路
循环流化床锅炉主要磨损部位在燃烧室卫燃带 上沿水冷壁管、 炉床布风装置、 对流烟道受热面的过 热器及省煤器等 。 通常认为 ， 循环流化床锅炉的磨损 主要与 固体物料浓度、 烟气速度、 燃料特性 、 运行调
循环流化床锅炉受热面磨损浅析及采用的相关防护措施
２锅炉磨损机理的简要分析
２ ． １锅炉内物料总体循环形式造成磨损
受热 面 的磨损 与 流经 其表 面 的固体 物料 运动 形式 密 切相 关 ， 炉 内 物料 总 体循 环 形式 由锅 炉 系统 的几 何 形 状 和各 种 射 流所 决 定 ， 这 些 射 流包 括 布 风板 送 入 的一 次 风 、炉 膛 中部 送 入 的二 次
３ 循环 流化 床 锅炉 受热 面 防磨所 采 取的相 应措 施
３ ． １ 锅炉 引风 机 、一 次风 机和 送风 机及 送风 系统 改造 经 过 对各 风机 风 量 和 压头 的测 量 ， 引 风机 、一 次 风 机 的参 数 均 满 足 不 了锅 炉 所 需 风 量 和 风 压 的 要 求 ，因此 ， 对引风机 、 送 风 机和 一 次 风 机进 行 改 造 ， 改 造 的方 法 是 保持 轴 系 不 变 ， 将 各 风 轮 的 直 径 和 叶 轮 的 叶片 数 增 加 ， 增大各风机的额定出力 ， 保 证送 入 炉膛 的一 、二 次 风能 达 到 ５ ０ ％ 以上或 更 多 的份 额 ， 加 强 二次 风助 燃 的作 用 。 从 三 大 风 机改 造 前 和 改造 后 的 参数 对 比情况 看 ， 三 大 风机 风量 、风 压 的 变化 不 光 是 解决 了配 风不 合 理 和相 关 受 热 面 的磨 损问题 ， 实 际上 同 时也 解决 了 锅炉 能 达到 额定 负荷 运 行 的 问题 。 由于 二 、三 次 风 风 速 的大 幅度 提高 ， 形 成 了对一 次 风 和 物 料 的 屏蔽作 用 ， 抑 制 了物 料沸腾 高度 。 ３ ． ２ 蒸 发 管和 过 热 器管 束排 列 梳 理 和提 高 钢管 抗 磨性 及 机 械 强 度 的措施
风 和三 次风 ， 燃 料给 入 以及循 环 物料流 等 。 ２ ． ２ 运行 参数 调整不 当造成 的磨 损 磨 损 量与 烟气 速 度 成 ｎ（ ｎ ＞ ３） 次方 关 系 ， 冲 蚀 磨损 之所 以 产生 ， 就是 由 于灰 粒具 有 动能 ， 颗 粒动 能与 其速 度 的平方 成正 比。
循环流化床锅炉炉膛受热面磨损及防范措施
循环流化床锅炉炉膛受热面磨损及防范措施内容摘要循环流化床锅炉与常规煤粉炉相比，具有燃料范围广、高效率、低污染的优势，适应我国当前电站锅炉节能、环保要求，因此其发展前景广阔。
近年来，随着我国循环流化床锅炉技术的进步，新建并投运了一大批超临界循环流化床锅炉。
目前，我国已安装循环流化床机组3000台[3]，世界单机容量最大的660MW的循环流化床锅炉也在我国建成并投运。
但是，循环流化床锅炉最大缺点是其受热面管子磨损问题，直接影响到锅炉运行的安全性和稳定性。
据统计，CFB锅炉在运行过程中，由管壁磨损等原因造成的机组停机约占停机次数40%[1]。
本文分析了循环流化床锅炉磨损的原因，并研究采取的对策，来提高机组运行稳定性。
关键词：循环流化床锅炉磨损床料受热面耐磨材料循环流化床锅炉炉膛受热面磨损及防范措施一、循环流化床锅炉原理及结构与煤粉炉不同，CFB锅炉的燃料是床料混合物，由煤颗粒、石灰石脱硫剂、煤渣等组成。
由于其燃料性质不同，CFB锅炉结构主要包括炉膛、布风板、风室、分离器、回料管及烟道等。
炉膛下部根据燃烧要求布置进风口、排渣口、循环灰入口、油枪孔。
炉膛上部四周为膜式水冷壁，布置烟道出口，与分离器入口连接。
分离器出口与布置省煤器、低温过热器、低温再热器的后竖井连接。
二、循环流化床锅炉磨损原因分析综合分析，影响循环流化床锅炉磨损的主要因素是床料对金属管壁的磨损。
2.1磨损的分类及原因根据研究，金属磨损分为附着磨损、疲劳磨损、磨料磨损、腐蚀磨损[1]四类。
就流化床锅炉磨损而言，磨料（床料粒子）磨损是主要磨损，是造成非正常停机的主要原因，本文主要讨论的是流化床锅炉的床料磨损。
磨料磨损即床料粒子对受热面管壁的持续冲刷和撞击：锅炉运行时，烟气携带床料粒子向上运动，部分大颗粒的床料粒子上升到一定高度后沿四面水冷壁管壁下落，下落过程中，床料粒子会对管壁造成磨损，根据磨损形成的原因主要分为以下两类：1）、床料粒子冲刷磨损沿炉膛四壁下落的床料粒子对管壁持续不断地切削、滚压、划擦，其中硬度较大、呈棱角状的离子会在壁面形成划痕，随着床料离子持续不断地回流冲刷，划痕逐渐加深、变宽，直至管壁变薄，壁厚小于最小安全厚度时，则发生爆管现象[2]。
循环流化床锅炉磨损问题浅析
摘要:发展洁净煤技术以来，硫化床锅炉的使用越来越广泛，自身的运行特点决定了流化床锅炉的磨损问题严重而显著。
本文介绍了流化床锅炉磨损的影响因素、易磨损部件、防磨措施以及耐火材料的失效原因。
关键词:流化床锅炉磨损防磨措施1概述20世纪中期，随着工业的迅猛发展，煤燃烧技术的更广泛应用，由燃煤锅炉产生的污染问题日益严重，迫切要求发展洁净煤技术。
在这样一个历史背景下，流化床煤燃烧技术应运而生。
流化床锅炉技术作为一种先进的清洁煤燃烧技术，因其特有的优点而得到广泛的发展与应用。
其主要优点有：可以进行低温燃烧，保证了燃烧的稳定性；脱硫效率高，烟气中NOx的排放浓度低，有利于环境保护；燃烧强度大，保证了生产的高效性；燃料适应性广，几乎可以燃烧各种煤。
循环流化床锅炉采用介于煤粉炉悬浮燃烧和链条炉固定燃烧之间的流态化燃烧方式，即通常所讲的半悬浮燃烧方式。
炉内进行的是一种流态化反应，即高速运动的烟气与其所携带的固体颗粒密切接触，并有大量颗粒返混的过程；炉外，绝大部分高温的固体颗粒被捕集并送回至炉内再次燃烧，如此反复循环。
这种燃烧特性导致炉内磨损十分严重，影响锅炉正常使用，甚至会导致生产事故。
所以，磨损问题是循环流化床锅炉发展的重要研究课题。
2磨损的分类及影响因素物体工作表面的材料在机械、化学和电等作用下，在相对运动中出现不断磨耗的现象即为磨损。
根据磨损机理的不同，磨损分为磨料磨损、接触疲劳磨损、冲蚀磨损以及腐蚀磨损等。
其中，材料表面受到流体或固体颗粒以一定速度和角度的冲击而造成的磨损为冲蚀磨损。
在循环流化床锅炉中，耐火材料受到煤灰颗粒的磨损即为颗粒流的冲蚀磨损。
2.1烟气流速与飞灰浓度的影响：研究表明，磨损量与烟气流速的三次方成正比。
流动飞灰的运动动能和单位时间内冲击到炉内壁的灰粒量受到烟气流速的直接影响。
含灰烟气流在较高的循环流化床锅炉的循环率下，会造成炉内壁的严重磨损。
此外，磨损量还会随着煤质变差以及灰分和燃煤量的增加而增大。
对影响循环流化床锅炉受热面磨损因素的分析研究
高 固体 颗 粒 浓 度 的 冲 刷 撞 击 环 境 下 工 作 的 ． 因此 与 其 他 类 型
的 燃 烧 方 式 相 比 磨 损 要 严 重 得 多 由 于循 环 流 化 床 锅 炉 受 热
表 面 更 容 易 发 生 磨 损 ． 角 过 多 的 非 球 形 颗 粒 要 比 接 近 球 形 边
ｌ 磨 损机 理
磨 损 是 指 不 同 的物 体 相 对 运 动 时 ， 对 接 触 、 动 的 表 相 运
面 不 断 产 生 损 失 或 发 生 残 余 形 变 的 现 象 按 照 其 机 理 不 同 ．
循 环 流 化 床 锅 炉 磨 损 预 防 对 策
循环 流化床锅 炉安全 经济运行 和 大型化 、 泛化 推广 应用有 着重要 的意 义。 广
中图分 类号 ： ２ ９６ ＴＫ ２ ．６
文献标 识码 ： Ａ
文章 编号 ：６ ２ ９ ６ （０ ＯＯ 一 ０ １ ０ １７ — ０ ４２ １ ）ｌ０ １ — ３
效率高 、 洁燃烧 ， 清 负荷 调节 范嗣大等 ， 近年来在 国 内外 得到
了广 泛 的 推 广 应 用 由 于循 环 流 化 床 锅 炉 的 大 多 数 部 件 是 在
２ 受 热面 发 生磨 损的 主要 因素
影 响 循 环 流 化 床 锅 炉 受 热 面 发 生 磨 损 的 因素 有 很 多 ． 但 主 要 可 分 为 ２大 类 ： 颗 粒 特 性 和 运 行 参 数 对 受 热 面磨 损 的 即 影 响。
重些。
磨 损 、 料磨损 和微动磨 损等 。循环 流化床锅 炉 以高 灰分 低 磨
第十一章循环流化床锅炉的磨损结焦和膨胀剖析
第十一章循环流化床锅炉的磨损、膨胀和结焦第一节循环流化床锅炉各部件的磨损由于机械作用，间或伴有化学或电的作用，物体工作表面材料在相对运动中不断损耗的现象称为磨损。
按磨损机理不同，磨损一般可分为粘着磨损、磨料磨损、腐蚀磨损、接触疲劳磨损、冲蚀磨损、微动磨损等。
流体或固体颗粒以一定的速度和角度对材料表面进行冲击所造成的磨损称为冲蚀（或冲击磨损）。
冲蚀有两种基本类型，一种叫冲刷磨损，另一种叫撞击磨损，这两种磨损的冲蚀表面的流失过程的微观形貌是不完全相同的。
冲刷摩擦是颗粒相对固体表面冲击角较小，甚至接近平行。
颗粒垂直与固体表面的分速使得它锲入被冲击物体，而颗粒与固体表面相切的分速使得它沿物体表面滑动，两个分速合成的效果即起一种刨削作用。
如果被冲击的物体经不起这种作用，即被切削掉一小块，如此经过大量、反复的作用，固体表面将产生摩擦。
撞击磨损是指颗粒相对于固体表面冲击角度较大，或接近于垂直时，以一定的运动速度撞击固体表面使其产生微小的塑性变形或显微裂纹，在长期、大量的颗粒反复撞击下。
逐渐使塑性变形层整片脱落而形成的磨损。
一般在循环流化床锅炉受热面和耐火材料的磨损种，床粒颗粒与受热面和耐火材料的冲击角度在0～900之间，因此循环流化床锅炉受热面和耐火材料的磨损是上述两种磨损基本类型的综合结果。
磨损与固体颗粒浓度、速度、颗粒的特性和流道的几何尺形状等密切相关。
在循环流化床锅炉中，受热面和耐火材料受到大量固体物料的不断冲刷，下表给出了各种锅炉典型的固体物料浓度和烟速的范围。
从表中的数据可以看出，循环流化床锅炉内的固体物料浓度为煤粉锅炉的几十倍到上百倍，因此受热面和耐火材料的防磨问题应特别重视。
通常情况下CFB锅炉再如下部位磨损比较严重，应设计防磨衬里（如图）：178金属件和耐火材料的磨损现象。
一、循环流化床锅炉金属件的磨损（一）布风装置循环流化床锅炉布风装置的磨损主要有两种情况。
第一种情况是风帽的磨损，其中风帽磨损最严重的区域发生在循环物料回料口附近。
循环流化床锅炉炉内受热面的防磨技术分析
工 程 技 术
循 环流化床锅炉炉内受热面的盼磨技术分析
中 国平 煤神 马 集 团坑 口电厂 王德 军
［ 摘 要］ 文章从循环流化床锅炉炉 内受热面的设计 、 检修 、 运行 三个方 面进行分析 ， 通过 采取不 同的措施 ， 达到 防止磨损 的 目的 ， 减 少因磨损造成停炉事故的发生 ， 高锅炉运行可靠性。 提 ［ 关键词 ］ 流化床 锅炉 受热面 防磨
随着循环流化床锅炉在我 国广泛应用 并逐渐向大型化发展 ，其存 在着受热面磨损快的问题急待解决。 通过对 结构设计 、 防磨材料 的选用 和表面处理 ， 运行等方 面 ， 出了预防和减小 磨损 的措施 ， 提 为较好地实 现循 环流化床锅炉的稳定运行提供参考 。并采 取防磨措施和技术革新 改造 ， 效地减缓 了锅炉受热面等部位 的磨损 速度 ， 有 提高了循环流化床 锅炉的燃烧效率和热效率 ， 降低 了劳动强度 和维修 费用 ， 从而保证 了循 环 流化床锅 炉运行 的安全性 、 可靠性 、 稳定性 和经济性 。 １水冷壁磨 损的预 防措施 ． 防止水 冷壁磨 损所采 取的各 种措施基 本上遵循 以下几项原则 ： １ 主动防磨 原则 ： ． １ 严格控 制物料 的料径 ， 尽量降低 炉 内的流化速 度、 物料浓 度 ， 即从循环 流化床锅 炉本身 固有 的流动和燃烧 特性 出发 ， 通过运行人员采用合理 的调 整手段 ， 优化运行参数来解决 。 １ 被动力 防磨 的原则 ： ． ２ 改进 设计 、 变水冷壁和 密相 区交 界处耐 改 磨材料 的敷设 方式 ；改善施 工工艺 ，消除水冷壁 产生 突起和棱角的可 能。 最大限度地减 少局部 水冷 壁的磨损 。 ２锅炉设计方面采取的 防磨措施 ． 在设计 时采取 的水冷壁 的防磨措施 主要包括 以下几 点： ２１ 炉膛下部锥段 区域 即密相区水冷壁 、 ．在 炉膛 至旋风分离器 出口 烟窗 四周及相应 的侧墙局 部区域 、前后墙水冷壁相交 的顶部高灰浓度 回流区 ， 以及炉膛 四面墙上的开孑 区域均敷设 Ｔ Ｐ １ 型耐磨 （ Ｌ Ｄ 一Ｗ 耐火 ） 可塑料 。 ２ 水冷蒸发屏和屏式 过热器的布置方式 为垂 直布置 ， ． ２ 亦处于炉 内 高灰浓度 区域 ， 为减轻其磨损程 度 ， 在其下部穿墙及倾斜 段采用销钉加 上述耐磨材料 的防磨方式 。 ２ 炉 内水冷壁弯管 、 ． ３ 让管 区域 如入孑 、 Ｌ 回料 口 、 渣 口、 排 热工测点 、 二次风 口、 管屏穿墙管等部位 以及 密相区与稀相 区的交界过 渡区域 ， 均 采用密焊销钉加耐磨材料 的防磨结构 ，耐磨材料终结 处附近一段 区域 内的管子上设置 防磨盖板 ， 图： 如 区之 间的过渡处防磨 ， 如水冷壁下部 、 过热器等部位。 ３加强水冷壁的检修质量 。 ． 彻底 消除水冷壁表面存在的缺陷 ３１ ．水冷壁冷壁过渡 区的结构形式如 图 ， 这种结 构形式在实际运行 过程 中证 明是不成功的 ， 经过设计改造 ， 将过渡区改为如 下图形式
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第36卷 第7期2008年7月Vol.36 No.7 Jul. 2008电厂循环流化床锅炉炉内受热面磨损分析及研究盛海明1,徐耀良2,孙 勇3,孔 璐2,娄春宏2(1.上海大学自动化系,上海 200072;2.上海电力学院信控系,上海 200090;3.六安电厂,安徽六安 237000)摘 要:以135MW循环流化床锅炉的防磨损技术改造为背景,分析了循环流化床锅炉炉内受热面的磨损机理。
针对炉膛内固体颗粒高速流动、由于突起而形成涡流等引起磨损的原因,分别提出了喷涂防磨涂层、水冷壁结构优化设计、保证受热面光滑等防磨措施。
运行实践证明,采取上述措施,使受热面的磨损情况得到了有效的控制。
关键词:循环流化床锅炉;磨损机理;受热面作者简介:盛海明(19832),男,主要研究方向为电站过程自动化。
中图分类号:TK2 文献标识码:B 文章编号:100129529(2008)0720107203Abra si on ana lysis for furnace hea t2absorb i n g surfaces i n CFB bo ilers of power pl an ts SHEN G Hai2m ing1,XU Yao2liang2,SUN Yong3,K ON G L u2,LOU Chun2hong2(1.Dep t.of Aut omati on,Shanghai Univ.,Shanghai200072,China;2.Dep t.of I nf or mati on&Contr ol,Shanghai University of Electric Power,Shanghai200090,China;3.L iu′an Power Plant,L iu′an237000,China)Abstract:Based on the abrasi on2resistant retr ofit f or the135MW CF B boiler,the abrasi on mechanis m of the furnace heat2abs orbing surfaces in CF B boilers is analyzed.T o s olve the p r oble m that the high2s peed particles in the furnace tend t o create eddy current when meeting with p r otuberances and cause abrasi on consequently,counter measures such as s p raying abrasi on2resistant coating,op ti m izing water wall structure,ensuring heat2abs orbing surfaces s mooth are p r oposed.Practice shows that these measures are effective.Key words:CF B boiler;abrasi on mechanis m;heat2abs orbing surface 循环流化床锅炉是近20年迅速发展起来的一种新型燃烧设备,它具有燃料适应性广、燃烧效率高、清洁燃烧等优点,因此,近年来在国内外得到广泛的推广和应用。
但循环流化床锅炉的炉膛是在高固体颗粒浓度的不断冲刷环境下工作的,与其他锅炉相比,磨损比较严重,严重影响了锅炉机组的安全经济运行。
运行实践证明,循环流化床锅炉最易磨损的部位有水冷壁与耐火材料交接处、炉膛出口、旋风分离器等。
本文以安徽华电六安电厂循环流化床锅炉的防磨损技术改造为背景,着重对锅炉运行中炉膛内壁受热面的磨损及解决方法进行探讨。
1 磨损机理按照机理不同,磨损分为粘着磨损、磨料磨损、腐蚀磨损、疲劳磨损、冲蚀磨损和微动磨损等。
在循环流化床锅炉中,炉膛内壁受热面的磨损主要表现为冲蚀磨损。
循环流化床锅炉以燃煤为主,当煤在炉膛中燃烧时,煤中一些矿物质就转化为灰。
由于烟气中含有大量飞灰,使锅炉受热面受到飞灰冲刷而磨损。
循环流化床通常使用热值低灰分高的劣质煤,烟速相同的情况下,其磨损量与飞灰量成正比。
而炉内温度一般在850～900℃之间,远没达到灰软化温度的硬飞灰不断冲蚀受热面管,因此其受热面磨损会更严重。
含有硬颗粒的流体相对于固体运行,使固体表面产生的磨损称为冲蚀磨损[1]。
冲蚀磨损又可分为冲刷磨损和撞击磨损。
冲刷磨损是硬颗粒相对固体表面冲击角较小,甚至接近平行。
这种切削作用主要受颗粒速度和撞击角度的影响。
而撞击磨损是颗粒相对固体表面冲击角度较大或接近垂直时,以一定的运行速度撞击固体表面使其产生微小的塑性变形。
在长期大108(总854)2008,36(7)量的颗粒反复撞击下,逐渐使塑性变形层整片脱落而形成磨损。
一般在锅炉受热面的磨损中,煤灰颗粒与受热面的冲击角在0～90°之间。
循环流化床锅炉受热面的磨损为冲刷磨损和撞击磨损的综合结果[2]。
研究和实验证明,磨损量大小A=V・P・d・QK(1)式中 A———磨损量;V———粒子速度;P———炉膛压力;d———粒子直径;Q———物粒浓度;K———原煤可磨性系数。
2 锅炉运行情况及其磨损状况分析2.1 锅炉运行情况六安电厂的2台DG440/13.82II5型锅炉为135MW等级的循环流化床锅炉。
锅炉实际运行参数见表1。
表1 循环流化床锅炉运行参数项目设计值实际值煤粒度/mm0～9,d50=1.4石灰石粒度/mm0～1.5,d50=0.45风量/万m3・h-14136～40燃煤量/t・h-168.2140～69炉膛平均温度/℃895床温/℃左右902904～928915～937炉膛负压/MPa 左-14～-127右-9～-105 锅炉主要由燃烧室、高温汽冷旋风分离器、自平衡“J”形回料阀和尾部对流烟道组成。
燃烧室蒸发受热面采用膜式水冷壁。
燃烧室由水冷壁前墙、后墙、两侧墙构成,分为风室水冷壁、水冷壁下部组件、水冷壁上部组件、水冷壁中部组件、水冷分隔墙。
由一次风机产生的一次风,通过一次风道进入燃烧室底部的水冷风室。
风室底部是前墙管拉稀形成,是<60的水冷壁管加扁钢组成的膜式壁结构,加上两侧水冷壁及水冷布风板构成了水冷风室。
水冷风室内壁设置有较薄的耐火、绝热材料层,以满足锅炉启动时870℃左右的高温烟气冲刷的需要。
而水冷壁与耐火材料层形成的整个受热面的磨损就是本文所讨论的主要问题。
2.2 锅炉磨损情况分析通过对现场情况的分析,认为造成磨损的原因在主要有以下几点。
(1)在循环流化床锅炉炉膛内,流体动力学结构为环———核结构。
在内部核心区,由煤粒、石灰粒等组成的固体物料向上流动;而在外部环状区,固体物料沿炉膛水冷壁面向下回流。
环状区的厚度从床底到顶部逐渐减薄。
固体物料沿炉膛水冷壁面的向下回流使水冷壁产生了较严重的磨损。
(2)在技术改进前,水冷壁与耐火材料层交界处形成了一个明显的台阶,如图1所示。
锅炉运行中,物料沿水冷壁向下快速流动,在台阶处遇阻形成涡流,涡流产生后,局部的风速升高,飞灰颗粒相对固体表面冲击角度增大,使紧挨着台阶的水冷壁管受到快速撞击磨损,在2～3个月内磨损深度可达2～3mm。
(3)由于焊接等原因使水冷壁产生凸起也是造成受热面磨损的原因。
3 防止磨损的措施在实际生产中进行防磨防爆可采用多种措施,例如加强安全检查,改进工艺,改善热风控制等,其中最基本且有效的方法是改进锅炉工艺,总的说来有以下几种方法。
(1)采用热喷涂技术对受热表面进行处理热喷涂技术是一种材料表面保护和强化的新技术,它是以气体、液体燃烧以及电弧、等离子弧作热源,将金属、合金、陶瓷、金属陶瓷、塑料等粉末或丝材、棒材加热到融化或半熔融状态,借助于火焰推力或压缩空气喷射而粘附到预先经过表面处理的工件表面形成涂层,赋予工作以耐磨、耐蚀、抗高温、耐氧化、隔热、绝缘等特性,以达到提高工件性能,延长设备使用寿命的一种技术。
按热源的种类可分为火焰喷涂、电弧喷涂、等离子喷涂等[3]。
结合电厂流化床锅炉的实际磨损情况,并充分考虑了喷涂成本和效率等因素,对锅炉金属工作表面采用了超音速电弧喷涂高铬镊基合金丝的方法,取得了防磨、防腐的良好效果。
(2)改变交界处水冷壁管的形状在锅炉检修中,对水冷壁管进行了改造,使其在交界处向外弯曲呈“S”形状,通过这种弯曲管方式使耐火材料与上部水冷壁保持平直(如图2所示)。
这样固体物料沿壁面平直下落,消除了由于耐火材料层的台阶而产生的涡流,从而减轻磨损,达到防磨的目的。
第36卷 第7期2008年7月Vol.36 No.7 Jul. 2008宜兴抽水蓄能电厂水轮机调速器控制原理及特点于 辉(华东宜兴抽水蓄能电厂,江苏宜兴 214205)摘 要:水轮机调速器是水轮发电机组的主要控制设备之一。
控制系统是水轮机调速器的核心。
介绍了宜兴抽水蓄能电站水轮机导叶的5种控制方式和调速器的控制原理,以及导叶控制模式的切换的实现方法对调速器的控制特点进行了简要的介绍,对了解国外先进调速器系统有一定的借鉴意义。
关键词:抽水蓄能;水轮机调速器;控制原理作者简介:于 辉(19812),男,助理工程师,从事水电厂运行管理工作。
中图分类号:T M612 文献标识码:B 文章编号:100129529(2008)0720109203Con trol pr i n c i ple and fea tures of wa ter turb i n e speed governorsi n Y i x i n g Pu m ped2Storage Power St a ti onYU Hui(East China Yixing Pu mped St orage Power Co.,L td.,Yixing214205,China)Abstract:The water turbine s peed governor is the main contr ol equi pment for water turbine generating units,es pecial2 ly f or pu mped2st orage units,while the contr ol syste m is essential t o the water turbine s peed governor.The contr ol p rinci p le and contr ol features of the water turbine s peed governor of Yixing Pu mped2St orage Power Stati on are p resen2 ted,as well as the advanced s peed governors abr oad.Key words:pu mped2st orage;water turbine s peed g overnor;contr ol p rinci ple图1 卫燃带水冷壁与耐火材料形成台阶图2 改进后水冷壁与耐火材料层保持平直 这种设计方法在国内外流化床锅炉中已得到比较广泛的应用,六安电厂采用这种方法对水冷壁进行改造后,收到了良好的运行效果,大大改善了磨损情况。