CFB锅炉受热面磨损与防护

浅谈CFB锅炉受热面磨损与防护

畅世吉

(神华准格尔能源有限公司,内蒙古薛家湾　010030)

摘　要:近年来CFB锅炉以自身对燃料的适应性广、燃烧效率高、低污染、负荷调节性能好等诸多优点得到了广泛的应用。但是由于循环流化床锅炉炉内灰浓度高,通常为煤粉炉的几十倍、几百倍,甚至上千倍,磨损严重,可靠性不高,经常发生“四管”磨损泄漏、爆管等制约锅炉长周期安全运行的问题。因此循环流化床锅炉的磨损要比煤粉炉严重得多,受热面和耐火材料的防磨问题应特别重视。磨损问题解决得如何,直接关系到循环流化床锅炉设计的成败,也直接影响循环流化床锅炉机组的可利用率。因此只有制定科学合理的防磨方案,才能预防和解决磨损的难题。

关键词:CFB锅炉;磨损;防护

中图分类号:T K224.9+1 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2012)23—0086—03

内蒙古神华准能矸电厂一期2×300WM机组锅炉选型为东方锅炉厂自主研发的型号为DG1177/ 17.4-Ⅱ2一次中间再热自然循环汽包炉,紧身封闭、平衡通风、固态排渣、全钢架悬吊结构、炉顶设密封罩壳。本工程从基建期对受热面的防磨防暴工作给予了高度重视,针对CFB锅炉水冷壁易产生磨损泄漏采取了增设防磨梁、加大焊接工艺和浇铸料施工过程控制等切实可行的手段预防机组投产后受热面频繁泄漏事件的发生。机组投产后,针对CFB锅炉不同于煤粉炉受热面防磨防爆的特点制定了受热面防磨防爆检查与锅炉运行调整的具体实施方案,经过近一年的推广应用已基本达到了预期效果。1　水冷壁及受热面防磨的机理

分析:在循环流化床锅炉床料流化过程中,由于烟气流速高,烟气中的灰量大,炉墙和受热面受到大量固体颗粒的冲刷,炉内金属受热面和非金属炉膛的磨损比煤粉炉要严重的多。当高浓度的烟尘携带床料粒子高速流过时,就会在炉膛或金属受热面表面产生磨损。

这种由于烟气携带大量颗粒对固体表面的磨损主要分为冲刷磨损和撞击磨损两种类型,冲刷磨损是指固体颗粒相对于固体表面的冲击角度小,甚至接近平行,颗粒垂直于固体表面的分速度,使颗粒锲入被冲击物体的表面,而颗粒与固体表面的分速度使它沿固体表面滑动,这两个分速度的合成效果,就起到一种"刨削"或"犁销"的作用,若固体表面经受不起这样的作用,就会被切削掉很微小的部分,形成小而深的磨蚀坑,这种现象大量重复时,固体表面就产生明显的磨损。撞击磨损是指颗粒相对于固体表面的冲击角度大,或接近于垂直时,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或显微裂纹,在大量颗粒的反复撞击下,逐渐使变形层整片脱落而形成磨损。一般在循环流化床锅炉受热面的磨损中,床料颗粒与受热面的冲击角度0～90之间,因此循环流化床锅炉受热面的磨损是上述两种磨损基本类型的综合作用,其主要原因为:一是贴壁流速度高;二是贴壁流浓度大。通常认为物料对炉内受热面管壁的磨损速率主要与贴壁流物料速度、物料粒径、物料浓度以及流场不均匀性有着密切关系,通常磨损量与物料速度的3次方成正比,与物料粒径2次方成正比,与物料浓度成正比,关系如下

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图1

E=KW3U2D

式中:(E-磨损速度 m100/h;K-比例系数;D

86内蒙古石油化工 2012年第23期