循环流化床锅炉的防磨措施
循环流化床锅炉使用说明书
ZK-35/3.82-M循环流化床锅炉锅炉使用说明书20-96-0一、循环流化床锅炉简介二、锅炉首次点火启动应具备的条件三、锅炉对燃煤的要求四、锅炉首次点火启动五、锅炉运行中的监视与调整六、锅炉常见故障处理一、循环流化床锅炉简介煤的循环流化床燃烧是近十几年来发展起来的一种新型燃煤技术，是对传统的炉排炉和煤粉炉的一个重大革新。
它对各类煤种的燃烧适应性好，可以有效地燃用褐煤、各类烟煤和无烟煤，也可燃用如树皮、木屑、油页岩、石煤和石油焦等劣质燃料，同一台锅炉甚至可以同时燃用多种然料。
循环流化床锅炉可以通过添加石灰石进行比较简便的炉内脱硫处理，而一般的尾气脱硫技术费用昂贵，难于推广应用，循环流化床燃烧为高硫煤的合理燃用提供了途径，由于燃烧温度低，其NO x排放亦低。
流态化，是指两种不同形态的物质，因相互之间运动速度的不同而造成的一种特定运动状态下的体系。
对于煤燃烧系统而言，主要是指固体颗粒和空气。
这种特定的状态，是指固体颗粒群体在气体作用下具有流体的一些特性，就是流态化。
各种流化床燃烧锅炉，差别主要是燃烧系统，尾部对流受热面与常规锅炉没有根本的不同。
循环流化床燃烧系统主要包括：炉膛、气固分离器和返料器这三个关键部件。
与鼓泡床相比，循环流化床炉膛截面尺寸较小，燃烧分布在整个炉膛容积内，因此炉膛温度上下均匀；炉膛下部仍有一个密度较高的密相区，但不设置埋管受热面，避免了鼔泡床埋管磨损严重的问题；由于炉膛截面尺寸较小，锅炉启动点火更加容易；炉膛上部四周布置水冷受热面，磨损情况比埋管大为改善；燃烧所需一、二次空气分级供入，强化了炉内物料掺混，物料与空气接触更加强烈、均匀，有利于燃烧，同时可使NO x生成进一步减少；被烟气携带出炉膛的物料被一、二级分离器分离后经返料器进入炉膛，物料如此反复循环反复燃烧，排出锅炉的灰、渣含碳量较低，锅炉燃烧效率和热效率较高、煤耗较低；而由于采用上下基本均匀的流化风速，在降负荷运行时，风速降低的裕度大，负荷变化可超过0.4:1，锅炉负荷调节范围较宽；由于进入炉内的煤只占炉内高温循环物料量的5%左右，煤进入炉内很快着火燃烧，锅炉煤种适应性很广。
循环流化床锅炉防磨防爆检查与检修
水冷壁侧向磨损
后墙水冷壁
烟气出口
前墙水冷壁
侧向磨损的原因示意图
加装防磨纵梁及更换翅片管
加装防磨纵梁运行后
2.耐火材料损坏
CFB锅炉防磨的重点既是受热面尤其是水冷壁由 于磨损造成的失效问题，同时耐火材料的损坏也是十 分重要的环节。CFB锅炉有很大一部分受热面被耐 火材料覆盖，耐火材料有保温隔热的作用，而另一个 至关重要的作用是保护受热面管排不受高温烟气的冲 刷。在实际运行中，耐火材料的损坏是很普遍的，其 中旋风分离器入口烟道侧墙及靶区、布风板、播煤口 等部位的耐火材料经常出现开裂、剥落等现象。
旋风分离器靶区耐火材料磨损
旋风分离器靶区耐火材料磨损
旋风分离器入口烟道侧墙耐火材料磨损
旋风分离器入口烟道侧墙耐火材料磨损
旋风分离器入口烟道侧墙耐火材料磨损
布风板耐火材料开裂剥落
播煤口耐火材料脱落
旋风分离器入口烟道侧墙及靶区检修后
播煤口修复后
主要注意问题： 不定形耐火材料使用性能的优劣在于材料本身的性能指
内蒙古京泰发电有限责任公司 二○一三年十二月
循环流化床锅炉磨损概 况
1.受热面磨损
•整体均匀磨损 •局部快速磨损 •侧向磨损附近区域水冷壁磨损问题
1.1整体均匀磨损
炉膛过渡区水冷壁磨损严重
• 整体均匀磨损是受热面管大面积整体均匀减薄的 磨损，主要发生在上部稀相区前墙水冷壁以及过 渡区前、后墙水冷壁。其中稀相区前墙水冷壁减 薄情况较轻，下部过渡区前、后墙水冷壁严重磨 损。
➢ 耐火材料施工工艺不符合要求，局部不平整有凸起，引起 物料冲刷水冷壁管；
➢ 焊缝未打磨平整，导致焊缝上部快速磨损； ➢ 喷涂层厚度不均匀，长期冲刷造成的不规则脱落，形成了
循环流化床锅炉风帽损坏原因分析及治理措施
循环流化床锅炉风帽损坏原因分析及治理措施摘要:风帽是循环流化床锅炉实现均匀配风，维持锅炉和炉内合理气固两相流的关键部件。
它是锅炉中高温、高磨损的易损件。
风帽的好坏直接影响锅炉的流态化工况和燃烧稳定性，是循环流化床锅炉安全运行的保证，随着锅炉运行时间的增加，其磨损及损坏问题日益突出，影响锅炉的安全性和稳定性。
对其原因进行分析研究，提出综合治理措施，也为风帽设计、制造、维护、运行提供参考。
关键词:循环流化床；风帽；磨损；措施一、设备概况我公司是2X350MW 超临界CFB锅炉。
布风板标高为10m，钟罩式风帽罩壳材质A297HK，锅炉风帽有两种型号，一种为10孔风帽，布风板四周布置；另一种为9孔风帽，布风板中心布置；两种型号单台炉共计2094个风帽，内管材质310S。
二、风帽损坏原因分析目前炉膛大量风帽存在磨损现象，造成布风板局部阻力变小，影响一次风布风均匀性，气流偏斜吹损其它风帽，进一步加重磨损，使床温偏差增大，局部高温区热力型氮氧化物生成量增加，而风帽磨损较轻区域阻力较大，一次风量较小，使局部床料流化不良；局部风帽损坏会加剧附近风帽损坏程度，导致风帽成片损坏，布风板床温床压不平衡，运行中低一次风量时易发生翻床现象，炉膛两侧床温、床压出现大幅度、周期性波动，为保证床料正常流化，被迫加大一次风量运行，进一步加剧了风帽磨损。
（一）、外置小孔磨损变大磨损1、风帽外罩在炉膛内恶劣环境长期运行，发生磨损损坏是必然，由于风帽外罩（要求外置小孔对冲安装以减少灰渣沉积及气流对相邻风帽的冲击，）安装不当造成风帽外置小孔磨损加快；2、风帽外罩小孔及管芯孔部分或全部堵塞，对冲风阻失去平衡，造成外置小孔磨损加大；3、大颗粒炉渣或煤矸石由于自重在一次风的吹动下不能充分流化，只能贴炉底串动，结果对钟罩式风帽的根部外套管造成磨损4、由于浇注料或其他金属部件等比重大的物质沉积在风帽层，对冲风阻失去平衡，风向改变等，造成外置小孔磨损加大。
循环流化床锅炉的磨损及防磨措施
预测性维护与管理
通过大数据分析和人工智能技术，对 锅炉磨损历史数据进行分析和挖掘， 预测磨损趋势和寿命，制定合理的维 护和更换计划。
数值模拟与实验研究
流场与磨损关系的数值模拟
利用数值模拟软件，研究流场特性、颗粒分布和冲击角等因素对磨损的影响，为优化锅 炉结构和改善流场提供理论支持。
装置等部件产生强烈的冲刷作用，导致磨损。
机械摩擦
03
炉内物料与金属表面之间的机械摩擦也是导致磨损的重要原因
之一。
磨损对循环流化床锅炉的影响
降低设备寿命
磨损会导致设备部件的尺寸和 形状发生变化，影响设备的正
常运行和使用寿命。
影响安全运行
磨损严重时可能导致设备损坏 ，引发安全事故。
能耗增加
磨损会导致设备效率降低，能 耗增加。
实验研究与验证
通过实验手段，模拟锅炉实际运行工况，对新型防磨技术和材料的性能进行验证和评估 ，为实际应用提供依据。
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循环流化床锅炉的磨损及防 磨措施
汇报人：文小库 2024-01-06
目录
• 循环流化床锅炉的磨损概述 • 循环流化床锅炉的磨损部位及
机理 • 循环流化床锅炉防磨措施 • 循环流化床锅炉磨损监测与维
护 • 循环流化床锅炉防磨技术发展
趋势
01
循环流化床锅炉的磨损概述
磨损的定义与特性
磨损定义
磨损是物体在相对运动过程中，其表 面不断损耗的现象。在循环流化床锅 炉中，主要涉及到受热面、布风装置 、炉膛、水冷壁等部件的磨损。
分离器出口的磨损
循环流化床锅炉局部磨损浅析及采取的措施
煤器的磨损是此型锅炉 最为严重的部位。该炉采用轻型炉 形 成 切 削磨 损 。由 于燃 料 与 四周 水 冷 壁 防 磨层 表 面 产生 滚
墙 、 片式 水冷 壁 ， 内密 相 区设 置 ６层 ｌ 鳍 炉 ２组呈 ｌ 置 、 动式 滑 动摩 擦 ，形 成 表面 和深 度 的 局部 地 区 剥 离 ；三是 四 ５
烟气
｛ ｌ 瓦 ；Ｉ ｊ 睹 垆
物料粒径增 大，风速 相应增加燃料对 埋管的磨损 随之增 加 。 一般 物 料 冲 刷 管子 磨 损 量 有 下 列 函数 关 系 表示 ：
截面最低风速即最低风速 的倍数来实现 。所以当燃 料的颗 粒度 尺寸 增 大 时 ，原 设 计 的风 帽孔 口风 速 就 满足 不 了实 际
运 行 工 况 的 需 要 。 只 有 风量 增 大 时 风 帽 口风 速 也 随 之 增
加 。气 流对 底 部 颗 粒 的冲 击动 能 增 大 有利 于床 内气 流 颗 粒 扰 动 ， 能 吹 起 底 部 大颗 粒 ， 并 使沸 腾 均 匀 ， 烧 稳定 。总 之 燃
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新疆 电力技 术
２０ 年第 ２ 总第９ 期 ０７ 期 ３
燃 煤 锅 炉 都 不 同 程度 地 存 在 磨损 问题 ，循环 流化 床 锅 面 四周 水 冷 壁 的监 测 和测 量 情 况 看 ，在 床 面 四 周水 冷 壁 与 炉 的局 部 磨 损 更加 突 出 。现 有 的减 轻 磨 损 的常 规方 法 有耐 埋 管 接 触 和相 邻 的 空 间 内 磨 损 较 为严 重 ， 属 于 沸 腾 浓 相 磨材料喷涂 ； 盖防护瓦 ； 加鳍片、 翅片 ； 施加耐磨性非金属 区， 扰动和冲刷较为剧烈。通过分析， 一是在法向力 的作 用
循环流化床锅炉磨损原因及改进措施
循环流化床锅炉磨损原因及改良措施1金属件的磨损1. 1布风装置磨损1. 1. 1原因分析循环流化床锅炉布风装置的磨损主要有2 种情况: 第一种情况是风帽的磨损, 通常发生在循环物料回料口附近, 主要原因是由于较高颗粒浓度的循环物料以平行于布风板的较大速度冲刷风帽造成的。
另一种情况是风帽小孔的扩大, 这类磨损将改变布风特性, 同时造成固体物料漏至风室。
1. 1. 2改良措施a. 改变风帽结构来延长风帽寿命, 用钟罩式结构的风帽来代替蘑菇状风帽, 有效减少磨损, 延长使用寿命。
b. 在炉膛底部四周打1 圈台阶, 可使流化床锅炉中沿墙面下流的固体物料转而流向布风板上面的空间, 从而防止冲击炉底的布风板和周界的风帽。
1. 2水冷壁管的磨损1. 2. 1原因分析循环流化床锅炉水冷壁管的磨损主要发生在炉膛下部敷设的卫燃带和水冷壁管交界的区域。
造成磨损的原因有以下2 个方面: 一是在这个过渡区域内, 沿壁面下流的固体物料与炉内向上运动的固体物料运动方向相反, 因此在局部产生了旋涡流; 另一个原因是沿炉膛壁面下流的固体物料在这个交界区域发生流动方向的改变, 对水冷壁管产生了冲刷。
1. 2. 2改良措施a. 采用金属外表热喷涂技术防磨。
涂层的硬度高于基体的硬度, 且涂层在高温下会生成致密、坚硬和化学稳定性更好的氧化层, 提供更好的保护。
b. 通过改变该区域的流体动力特性来到达水冷壁管防磨的目的。
在水冷壁管过渡区域的一定位置加焊挡板或浇注料梁, 用以阻挡固体物料向下流动, 采用这种措施后水冷壁管的磨损大大减轻了。
c. 另一种较常用的方法是改变水冷壁的几何形状, 耐火材料结合简易弯管使卫燃带区域与上部水冷壁管保持平直, 这样固体物料沿壁面平直下流时,撞击区下移至耐火材料局部, 消除了边界处造成的旋涡效应, 从而保护传热管不受磨损。
d. 炉膛下部壁面垂直段与渐缩段交界处、炉顶及炉膛出口等处, 都是易发生磨损的部位, 因此在设计时应在结构上给以考虑或加设防磨措施。
循环流化床锅炉的常见问题及处理教程
烟气反窜的防止
02
锅炉点火前应关闭回料风，在送灰器和立管内充填细循环灰，形成料封；点火投煤稳燃后，待分离器下部积累一定量的循环灰，再缓慢开启回料风，注意立管内料柱不能流化；正常运行后回料风一般无须调整；在压火后热启动时，应先检查立管和送灰器内物料是否足以形成料封。
烟气反窜的原因
01
送灰器立管料柱太低，被回料风吹透，不足以形成料封； 回料风调节不当，使立管料柱流化；
CFB 锅炉运行的常见问题与处理
循环流化床锅炉
01
出力不足
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03
回料阀故障
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02
结焦问题
单击此处添加正文
04
磨损问题
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常见问题与处理
CONTENT
一、出力不足
1. 分离器效率低 分离器效率下降，循环物料量不足，导致悬浮段载热质数量(细灰量)及其传热量不足，炉膛上、下部温差过大，锅炉出力难以达不到额定值。 分离器效率明显下降的原因: ①分离器内壁严重磨损、塌落从而改变了其基本形状; ②分离器密封不严导致空气漏入，烟气反窜产生二次携带; ③流化风量与燃煤筛分特性不相适应，流化速度低，循环灰量少而细，分离效率下降。 2. 燃烧份额的分配不合理 密相区燃烧份额过大，温度过高，为避免结焦，往往需要减少给煤量或增大一次风量，导致锅炉出力下降。 3. 燃煤筛分特性变化 实际运行时,由于煤种的变化而影响燃料颗粒粒径分布，粒径过粗、过细、粗颗粒过多、细颗粒过多等，均会造成锅炉出力下降。
（二）床层结焦 1. 床层结焦的主要原因 （1） 操作不当导致床温超温而结焦。 （2） 运行中一次风量太小，低于最小流化风量。 物料不能很好流化而堆积，整个炉膛的温度场发生改变；同时，稀相区燃烧份额下降，锅炉出力降低，这时若盲目加大给煤量就将造成炉床超温而结焦。 （3） 煤种变化太大。 制煤系统通常是根据某一设计煤种来选取的，虽然有一定的煤种适应性，但如果煤种的变化范围过大，有不适合于所选定制煤系统的低挥发分煤种时，炉膛下部密相区会产生过多热量，运行人员若没有及时发现，时间一长就会结焦。解决的办法是将一部分煤磨细些，使之在稀相区燃烧。
循环流化床锅炉耐火耐磨材料损坏原因及防范措施
循环流化床锅炉耐火耐磨材料损坏原因及防范措施【摘要】本文针对循环流化床锅炉耐磨耐火材料的损坏原因和防范措施进行了阐述，通过全面的技术分析，找出目前循环流化床锅炉耐磨耐火材料损坏的主要原因以及相关方面存在的问题，并提出相应解决建议，为循环流化床锅炉耐磨耐火材料的施工、选择和使用提供一定的科学依据。
【关键词】耐磨耐火材料损坏原因防范措施循环流化床锅炉内部耐磨耐火材料结构，在锅炉运行过程中起到非常关键的作用。
随着循环流化床锅炉的快速普及和大型化的发展需求，对循环流化床锅炉耐磨耐火材料结构使用的可靠性提出了更高的要求。
目前投运的循环流化床锅炉，因耐磨耐火材料损坏原因而造成锅炉的故障已经严重地影响到了锅炉的长周期经济运行。
因此充分认识循环流化床锅炉耐磨耐火材料损坏机理，提高循环流化床锅炉耐磨耐火材料的使用寿命，是目前设计单位、材料生产单位、施工单位及使用单位共同关心的问题，也是今后循环流化床锅炉大型化所要重点关注的课题。
1 耐磨耐火材料的使用部位循环流化床锅炉的磨损通常发生在固体物料浓度较高、流场复杂的湍流区、涡流区以及与烟气运动方向垂直的受热面等部位，因此通常在以下部位采用耐火耐磨材料：点火风道；风室；布风板表面；燃烧室下部锥段；炉内屏式受热面底部；炉膛烟气出口；分离器；回料装置等部位。
2 耐火耐磨材料损坏机理分析循环流化床锅炉大多采用热值低、含硫量较高的劣质煤种，灰分浓度大、流速高，温度变化频繁，造成循环热冲击，此外炉内有大量高速运动的高温固体物料，需要用大量的耐火材料进行保护锅炉受热面，防止受热面磨损泄漏，因此耐火防磨材料都处在锅炉运行最恶劣的环境中。
通常耐火材料的失效有以下三个方面的原因：耐火材料的剥落、耐火材料的冲刷磨损、耐火材料的化学侵蚀。
2.1 耐火耐磨材料的剥落耐火耐磨材料的剥落一般分为两种：热剥落（热震剥落）、结构剥落。
热剥落是指由于热冲击或机械应力引起的材料损失。
热冲击是指骨料与结合料由于膨胀系数不同在温度循环波动时产生内应力从而破坏耐火材料层，热冲击会导致耐火材料衬里的大裂缝和剥落，而温度快速变化造成的热冲击（如启停炉操作不当）可使耐火材料内的应力超过抗拉强度而剥落；结构剥落是指材料经过长期的使用，组成和内部晶相结构发生变化，即使在小的温差应力下就能使其表面的变质层剥落。
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循环流化床锅炉得防磨措施
1 引言
循环流化床(CFB)锅炉就是近几年在我国发展起来得一种新型燃烧设备,而循环流化床燃烧技术得发展以其高效率低污染得高性能更就是突飞猛进、在环保要求日趋严格得今天,CFB锅炉已成为当前最有前途得燃烧设备,但就是CFＢ与其它锅炉相比,磨损比较严重,本文对此问题进行讨论、
２磨损机理及防磨措施
磨损在工程上常被理解为由于机械原因产生得颗粒剥离脱落引起得材料表面所不希望得逐渐变化,如减薄,开裂。
锅炉常见得磨损即高速得灰粒子从不同得角度冲刷碰撞炉墙或受热面而引起得种种变化。
有资料介绍,磨损量与烟速得3.22次方成正比,并随灰粒子得浓度增大而增大。
单从理论上讲,降低磨损应从降低烟气流速,减小灰粒子浓度与减小粒子得颗粒直径入手。
下面从炉墙与受热面两个方面入手来介绍锅炉常见得磨损部位及处理办法。
2。
1 炉墙
２．１.1 床体燃烧室部分因颗粒直径大,物料浓度高对炉壁造成得磨损最严重。
若风室与床体为非水冷壁结构,因炉墙太厚造成得热应力与物料得磨损常常导致墙体内表面产生脱落与出现裂纹、通过把拐角处用圆角代替方角得方法很好地解决了这个问题,如图１所示。
为保证床体得温度,床体得上部常保持一定高度得卫燃带,在炉墙与水冷壁得结合处磨损较严重,如图２(ａ)所示。
原因就是该处得截面形状发生了变化,导致烟气在此形成涡流区,加速了管子得磨损、我们顺势利导,把水冷壁下部得炉墙做成与膜式壁一样得截面,使炉壁在竖直方向上没有截面变化。
如图2(b)所示,磨损大大减轻了。
ﻫ
图1ﻫ
ﻫﻫ图2
2.1。
2 旋风分离器出口得顶部由于烟气速度高且对炉顶就是正面冲击,故此炉墙得脱落异常严重。
在烟气速度、颗粒得直径与硬度都不可变得情况下,只能考虑更耐磨得炉墙材料来解决。
如硅线石或棕刚玉等。
2。
2 受热元件
针对锅炉受热面得磨损,我们从结构与工艺上进行一些探讨。
ﻫ2。
2、1 结构方面:采用一些常规得防磨结构:如在管子表面加装防磨套管或在易磨损部位加大壁厚;用Ω管或方形管等、都在循环流化床中得到了大量得应用,并收到了良好得效果,而一些特别得部位却需要特别地对待。
ﻫ
(Ａ)炉膛中得屏式受热面
当屏如图3所示布置时,经观察发现弯头部位磨损相当严重,因屏式受热面横向间距很大,用常规保护结构就是不可能得,后来采用了图4形式,在弯头处加装了耐磨合金板做成得保护罩,效果不错。
芬兰AＬＳTROM公司生产得410 ｔ/h得CFB锅炉得屏结构如图5所示,炉膛内不出现弯头,每一片过热器屏都有独立得两个集箱、这种结构单从防磨观点上瞧不失为一种好办法,显然它得缺点就是使系统变得复杂,成本提高、
ﻫ图
ﻫ图3ﻫ
4ﻫﻫ图5
(Ｂ)尾部受热面
图３所示,转向室内设置导向板,避免了因离心作用导致得局部灰浓度过高而造成得对吊管与尾部受热面得磨损。
横置式过热器与经济器得弯头得保护有多种方式,图６得缝板结构与孔板结构无疑就是比较理想得
结构形式、ﻫ
图６ﻫ２。
2.２工艺方面:通过热处理使表面硬化,提高易磨部件得耐磨性;
通过喷涂工艺,提高管子表面得耐磨性能;ﻫ在管子与水冷壁上加装防磨陶瓷。
上述方法均不同程度地提高了受热面得寿命,但也存在着工艺水平不足得问题,使得涂层易从受热面上剥离。
ﻫ3小结ﻫ综上所述,磨损问题应从主动性与被动性两方面来解决。
主动性就是指从设计上降低烟气流速与降低粒子得浓度、避免容易引起磨损得结构。
被动性就是指增加易磨损部位得耐磨性来延长锅炉得寿命,从而被动地解决磨损。
ﻫ关于循环流化床得磨损问题我们已经有了基本得认识,但要彻底地解决磨损,达到与煤粉炉同样得寿命,还要作进一步得努力。