循环流化床锅炉受热面磨损问题探讨与采用的防磨措施

第一篇：循环流化床锅炉受热面磨损问题探讨与采用的防磨措施

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循环流化床锅炉受热面磨损问题探讨与采用的防磨措施

循环流化床锅炉以综合利用和燃烧技术的优势发展迅速，但在实际运行中也暴露出了一些问题，其中最主要是磨损问题，直接影响了锅炉长期稳定的安全运行。我们经过几年的不断探讨和实践，并借鉴循环流化床锅炉使用的先进经验，采用了一些解决实际磨损问题的措施。

公司现有二台75T/H次高压、次高温、中温分离循环流化床锅炉，一台75T/H次高压、次高温、高温分离循环流化床锅炉。1#锅炉是96年北京锅炉厂生产中温分离锅炉，于2000年5月18日投入运行。2#锅炉是2000年唐山锅炉厂生产中温分离锅炉，于2000年7月投入运行。3#锅炉是2002年济南锅炉厂生产的高温分离锅炉，于2002年12月投入运行。

因1#、2#炉炉型属中温分离，该炉型的优点是煤种适应性广，热效率高，负荷调节范围大，运行易于控制稳定等特点，但是这种炉型的磨损问题是个薄弱环节。磨损的问题主要在炉内受热面。该炉在炉膛内由下而上交叉紧密布置了蒸发管层、高温过热器层，低温过热器层、高温省煤器层等受热面，直接受到高温烟灰气流的高速冲刷，管系磨损较快，这已是这种炉型存在及发展的弱点，且烧煤矸石量越大，磨损程度越快。从国内已运行的该炉型来看，炉内受热面的布置和固定装置均存在不同的缺陷，管排中易形成烟气走廊，受热面大多数弯头、迎风面等未考虑有效的整体防磨措施。另外蒸发管管壁厚度仅3毫米，再加上安装质量如控制不严格，就会大大减少该炉型的使用寿命。我们就有关问题考察和了解同类型的锅炉在运行的厂家，大多都存在上述问题。锅炉运转率在80%以上，一般两年左右就要更换一套蒸发管，四年左右就要更换一套高、低过热器。每次工期在15天左右。

由于我公司1#锅炉属早期产品，存在上述不利因素较多，该炉已运行3年6个月时间，2#锅炉已运行3年4个月时间，在这期间暴露的磨损问题很多。根据我们的经验出现磨损问题，要及时采取防磨措施，这样才能得到较好的效果。

根据存在不同的磨损情况，我们利用计划检修和其它停炉机会设计加装了各种类型的防磨护瓦、板件等6000多套，对于不容易实行防磨措施的部位，进行了技术改造。通过实施以上措施，对延长锅炉受热面使用寿命，提高运转率，起到了很好的作用。

主要采用的防磨措施有以下几点：

1、对于最容易受磨损蒸发管部位，所有直管迎风面增装防磨护瓦，所有弯管表面全增装防磨护瓦。

2、高温过热器下部弯管表面全增装防磨护瓦，原来的有孔防磨导流板改为耐热钢无孔防磨导流板。

3、锅炉原设计高、低过热器之间是没有空间的，没有办法检查磨损情况和采取的有效防磨措施。为了解决上述问题，在不影响锅炉出率的情况下，进行了高低过热器之间增加检修检查空间改造，低温过热器每排去掉下部两根管道，并压缩列管排列空间整体上移380mm，高温过热器压缩列管排列空间整体下移120mm，炉体单面增加三个人孔门。改造后高、低过热器增加700 mm高度的检修检查空间。

4、高温省煤器下部弯管表面全增装护瓦，原来的有孔防磨导流板改为耐热钢无孔防磨导流板。

5、炉膛出口水冷壁管也是容易受磨损的部位，下部弯管部位采用注料耐火浇注料保护，直管部分采用加装防磨护瓦保护。

6、低温省煤器弯头部位存在磨损现象，采取能加到防磨护瓦加防磨护瓦，并将整个弯头部分用钢板遮挡防磨。

1#、2#锅炉在蒸发管大面积增加防磨护瓦和高、低过热器改造增加检修空间条件下，出力出率正常，达到了改造预期的目的。所采用的防磨措施，特别是对蒸发管的防磨措施，将大大提高其使用寿命。

3#锅炉炉型属高温分离，磨损问题主要在燃烧室卫燃带上沿膜式壁管的磨损。灰沿膜式壁管由上向下流到卫燃带上沿受到阻碍，转向时灰粒撞击膜式壁，造成膜式壁的磨损，磨损范围在卫燃带上沿300mm范围内。

厂家根据该炉灰粒流动特点，对卫燃带膜式壁管采用了耐磨合金喷焊措施，使灰粒的着力点不直接在膜式壁管上，从而减少了膜式壁的磨损，但是经实际运行证明，耐磨强度和使用寿命根本达不到要求。一

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般在半年左右就会出现磨穿问题，主要是卫燃带的膜式壁管与膜板夹沟处磨损严重。

为解决上述问题，提高卫燃带膜式壁管使用寿命，主要考虑采用以下两项措施：

1、对卫燃带膜式壁管的喷涂选择高强度耐磨合金，以提高耐磨性能。

2、在卫燃带膜式壁管上部加装耐热防磨导流板，减少回流灰的直接冲刷，目前已加装部分试用。我们使用循环流化床锅炉虽然有三年多的时间，但是和早期使用循环流化床锅炉的厂家经验相比还有差距，以上只是根据我们的碰到实际问题而采用的措施。这些防磨措施的实施，可以减小和遏止其磨损速度，延长其使用寿命。我们认为最有效的措施是在刚开始安装或大修更换部件时，就要落实切实可行的防磨措施，要比运行中或发现磨损问题再采取措施的效果要好。

第二篇：循环流化床锅炉受热面防磨喷涂工程承包合同

宁夏紫荆花纸业有限公司

75T/h循环硫化床锅炉受热面防磨喷涂工程

承

包

合同

甲方：宁夏紫荆花纸业有限公司 乙方：安徽同利防腐安装总公司 签订日期：二0一二年三月二十六日

循环流化床锅炉受热面防磨喷涂工程承包合同

一、总论

甲方需要燃煤锅炉防磨喷涂材料的采购、养护、施工等项目，而乙方有资格、有能力对该等项目实施总承包。

为明确甲乙双方实施该项目总承包的责任，促使双方互相创造条件，搞好配合工作，按时保质保量地完成该等项目。根据《中华人民共和国合同法》的规定，经甲乙双方充分协商，特签订本合同，以便共同遵守。

1.1工程名称

宁夏紫荆花纸业有限公司锅炉受热面防磨喷涂工程。

1.2工程地点

宁夏紫荆花纸业有限公司厂区。

1.3工程范围

工程范围防磨喷涂材料的采购、运输、验收、养护、施工、管理、维护等。

1.4承包方式

承包形式为锅炉的防磨喷涂材料、施工、养护等总承包方式。总承包方式包括如下 内容：

(1)乙方自开工至工程移交，保证人身安全、旌工安全、生产安全、设备安全，工程项目实施过程中发生的一切安全事故责任、法律责任等均由乙方承担。

(2)乙方负责的本工程项目应有满足锅炉连续长期稳定运行。

(3)乙方应充分履行本合同，无论发生任何变化或遇到何种困难(不可抗力因素除外)，负责并保证该项目按合同规定的竣工时间竣工和竣工后的正常运行。根据双方约定的违约和奖惩条款进行处罚。

乙方应充分预见履行本合同义务的风险，切实保证该项目质量达到现行国家或行业评定标准和环境保护的要求。如出现质量问题或违反国家环境保护等有关规定，由乙方承担一切责任和全部费用。

1.5工程造价

合同总价以最后实际工作量为准。

(1)防磨喷涂总造价按实际喷涂工程量以实结算，喷涂面积单价

元／m2。

(2)脚手架的搭建由甲方负责。

1.6工期

l.6.1履约期限

开工日算起工期为六天(不含脚手架搭拆时间及炉管消缺时间)，具体开工日期以甲方通知为准，甲方提前七天通知乙方。

保质期二年，保证不发生磨损母材现象，否则扣除相应的保质金。保质期内如出现 部分剥落现象，由乙方进行无偿修补。

1.7结算

(1)本工程如乙方违约或满足不了《技术协议》的要求或乙方不履行或不完全履行本合同规定的责任与义务，或者有其他违反本合同的行为，应承担违约责任，甲方有权按照合同总额的5％抵扣违约金。若乙方韵违约行为给甲方造成损失的，乙方须负贾对损失进行赔偿，同时不免除继续履行合同的责任。

(2)施工结束后，一次性付清90%工程款。余下10%作为保证金，保质期满后一周后付清。

1.8工程质量：

(3)按《技术协议》、《电力建设施工验收及技术规范》和国家颁布的本项目涉及的 有关标准、规范进行设计、施工、检验和验收。

乙方应严格按照甲方所提供的技术协议的要求进行选材、施工，如需产生变动时，必须事先征得甲方的书面认可后方可进行，乙方不得擅自更改。

(5)甲方将根据实际，有权对乙方提供的产品进行取样检验，如不合格，产品进行更换，所有费用乙方承担。

1.9义务

1.9.1甲方义务

（1）在施工期间指定专人配合乙方工作．并负责质量监督及工程验收。

（2）工程工前七天，通知乙方具体开工时间，并为工程顺利开工创造必要的条件（具体条件见《技术协议》）。

1.9.2乙方义务

(1)全面负责本工鳓呙炉的防磨喷涂材料的采购、养护、施工、维护等，并对合同承包范围承担全部责任。

(2)乙方应对本工程合同内的现场作业、所有施工方法、材料质量以及工程的完备

性、稳定性和安全性承担一切责任。

(3)乙方应在合同规定的竣工时间内实施和完成本工程，并应在合同规定的保质期

内修补任何缺陷。乙方保证履行和实施甲方提出的变动和变更要求。(4)组织、协调各相关单位的工作。2.设各、材料

(1)乙方采购的一切设备和材料必须按规范提供有效的质量合格证或材料检验报告，未经检验不合格的设备和材料不得进入现场并不得使用于本工程。

(2)为确保工程设备的质量性能，乙方必须派有经验的专业技术施工人员派进驻厂，设备材料出厂前必须完成相关的检验。

(3)乙方应妥善保管一切工程、材料的技术及性能资料，如合格证、检验报告及设备的随机文件等在工程竣工后转交给甲方。

3、违约责任及违约责任的处理 3.1甲方违约：

(1)甲方未按合同规定履行义务，应赔偿由此造成乙方的经济以上及工期损失。(2)如果发生甲方违约，由乙方应尽快通知甲方，甲方应在收到通知后14天内作出

合理的解释和采取补救措施。

(3)如果甲方违约行为致使乙方停工持续长在6个月以上，由乙方有权将工地的所

有属于乙方的施工设备搬离。

(4)甲方中途毁约，并由甲方赔偿因毁约造成乙方的所有经济损失。

3.2乙方违约：

(1)乙方未按合同规定腹行义务，应赔偿由此造成甲方的经济损失。

(2)如乙方不能按合同规定的竣工时间移交，每延期一天支付违约金3％合同款给

甲方，以此类推．以弥补甲方的经济损失，该违约金额从工程款中支付。

(3)乙方应对工程项目的质量负责，若出现甲方或监理工程师的两次警告后仍不达到合同或《技术协议》规定的质量要求．甲方可对乙方下达暂时停工令，停工令的下达并

免除乙方的合同义务，如乙方在2天内仍未有相应的措施，则甲方可以终止合同，并将部分或全部工程另行委托其它承建商，因此所造成的损失由乙方负责。

4、不可抗力

(1)不可抗力是指严重的自然灾害和灾难(如台风、洪水、地震、火灾、爆炸等)、战争(不论是否宣战)、叛乱、动知己等等。合同双方中的任何一方，由于不可抗力事件而影响合同义务的执行时，则延迟履行合同义务的期限相当于不可抗力事件影响的时间，但是不能因为不可抗力的延迟而调整合同价格。

(2)受到不可抗力影响的一方应在不可抗力事故发生后，尽快将所发生的不可抗力。事件的情况以书面、传真或电话通知另一方，并在3天内将有关当局出具的证明文件提交给另一方审阅确认，受影响的一方同时应尽量设法缩小这种影响和由此而引起的延误，尽量不可抗力的影响消除后应将此情况立即通知对方。

(3)如双方不可抗力事件的影响估计将延续到120天以上时，双方应通过友好协商解决本合同的执行问题。

5、安健环条款

(1)乙方人员在施工期间应每天清理，并将所有废旧废品及垃圾按甲方垃圾分类要

求堆放到厂内指定的地点。

(2)在电厂区域内施工，甲方在不影响生产的前提下为施工用电源、水原提供方

便，应遵循节省能源的原则合同使用。

(3)乙方承诺本项目的所有施工人员均已经通过身体健康检查合格并具备从事相关作业的特定身体健康状况。

(4)在施工过程上，乙方应提供给施工人员符合安全生产要求的作业场所和防护设

施以及符合安全技术规范的相关个人安全防护用品，并保证现场施工中使用的各种机器具备产品合格证(需年检的机械设备必须具备在有效期内的年检合格证)。

(5)乙方应其施工人员进行与其职业相关的安全生产教育和培训，经考核合格的从业人中方可上岗作业；从事特种作业的施工人员，应当专门的安全技术培训、考核合并

取得特种作业操作资格证，方可从事特种作业。

(6)开工前甲方须对乙方负责人和工程技术入员进行全血的安全技术交底。在危险

性区域内作业时，须要求乙方制订安全措施的，经审查合格后监督实施，并按《电业安

全》工程的要求设监护人。同时必须按规定严格执行工作制度，甲方派项目经理跟踪，开工前乙方应将工作负贡人名单搬甲方。

（7)乙方在现场施工中，必须坚持“安全第一，预防为主”的方针，严格执行《电力安全工程规程》和甲方颁发的安全、文明生产(施工)规定有关制度，充分落实各项措

施，严禁违规作业，杜绝人身伤亡和设备责任事故。由于乙方责任造成的一切人身事故或设备损坏事故，均由乙方负责，如使甲方造成经济损失，负责向甲方赔偿。

(8)乙方在现场施工中须接受甲方的监督、管理和指导，及时执行甲方提出的整改措

施；甲方有权制止乙方施工作业中的违规行为，直至停止乙方的工作：发生人身事故或危及生产运行的不安全情况，乙方必须立即报告甲方。

（9）凡是因乙方原因造成的人身与设备事故，由乙方承担全部经济责任与其它法律责任(具体内容见《电力建设安全工作》与《电力建设安全施工管理规定》。6．合同争议的解决

（1）凡合同有关而引起的一切争议，双方应首先通过友好协商解决，如经协商后仍不能达成协议时，任何一方可向当地仲裁委员会仲裁。

（2）在进行仲裁期间，除提交仲裁审理的事项外，合同仍应继续履行。

合同生效与终止

（1）本合同经双方法定代表人或授权代表签字、盖章即可生效的。

(2)甲乙双方全部履行合同规定的全部义务，本合同即告终止。

8、技术联络

(1)合同签订后，乙方指定一名项目经理(姓名：联系电话)，负责协调本项目全

程的各项工作，并对项目的质量、进度、安全进行监督。

（2）在合同执行期间，乙方应定时向甲方递交报告，该报告须包含诸如工作进度和计划、事故、存在的问题，可能的延误及补救方法之建议等内容。

（3）乙方须做好详细的施工记录，关键工序和隐蔽工程应有甲乙双方签字的验收记录，严格遵守施工技术操作规程，．按国家现行验评标准的规定做好各项自检及验评记录。

(4)在本项目完工后，乙方应填写工程竣工报告交甲方。

(5)乙方应自行完成合同承包任务，不得向外分包。

9．其他

(1)本合同适用法律为中华人民共和国法律

(2)本合同未尽事宜，双方可协商后签订书面补充协议。

(3)本合同的补充协议、技术协议、附件是本合同不可分割的一部分具有同等的法律效力。

（4）合同双方承担的合同义务都不得超过合同的规定，合同任何一方也不得对另一方作出有约束力的声明、陈述、许诺或行动。

（5）本合同项目双方相互提供的文件、资料，双方除为履行本合同的目的外，均不得提供给物管的第三方。

（6）双方授权代表的名称和通讯地址在合同生效的同时提供给对方。

（7）无论何处涉及有任何人发生或颁发的任何通知、指标、同意、批准、证明或抉择。除另有说明者外，此类通讯联络均应为书面的，且应由工人送达并取得对方指定人员的签字。如遇到一方变更通讯地址，应在变更前10天内书面通知对方。（8）本合同一式正肆份：甲乙双方各执正本两份，具有同等法律效力。甲方单位：宁夏紫荆花纸业有限公司 委托代理人（签字）： 地址： 邮编： 传真：

乙方单位：安徽同利防腐安装总公司 委托代理人（签字）： 地址：萧县东环路15号 邮编：235200

签订日期：2012年3月26日

第三篇：循环流化床锅炉主要的磨损部件及防磨措施

循环流化床锅炉主要的磨损部件及防磨措施

摘　要：循环流化床锅炉中金属部件及耐火材料的磨损是造成其运行事故的主要原因之一。

因此，循环流化床锅炉中金属部件和耐火材料的防磨措施，直接影响循环流化床锅炉机组的经济运行和平安运行。为此，介绍了循环流化床锅炉主要金属部件及耐火材料的磨损及其产生磨损的原因，提出对不同的磨损位置及耐火材料，应采取不同的防磨措施。

关键词：循环流化床锅炉；金属部件；耐火材料；防磨

1循环流化床锅炉典型固体物料参数

循环流化床锅炉的受热面和耐火材料受到大量固体物料的不断冲刷，造成固体物料的密度及其烟速的范围变化很大，表1给出了各种锅炉典型的固体物料密度和烟速的范围，从表1的数据可以看出，循环流化床锅炉由于其特定的燃烧方式，炉内的固体物料密度为煤粉炉的几十倍到百倍以上。从美国纽克拉〔Nucla〕电厂420

t/h循环流化床锅炉在服役期12年内〔共运行15

700

h〕的事故率汇总统计〔见表2〕也可以看出，由于磨损〔受热面、耐火材料、风帽等〕造成的停炉事故接近停炉总数的50%。在国内，已投运的一些循环流化床锅炉受热面磨损爆管事故也时有发生。因此循环流化床锅炉的防磨措施正确与否，直接影响循环流化床锅炉机组的可用率，对机组的平安运行也影响很大。

2循环流化床锅炉主要金属部件的磨损

2.1循环流化床锅炉内主要金属部件的磨损

2.1.1布风装置

循环流化床锅炉布风装置的磨损主要是风帽的磨损，其中风帽磨损最严重的区域发生在循环物料回料口附近，原因主要是由于较高颗粒浓度的循环物料以较大的平行于布风板的速度分量冲刷风帽导致的。

2.1.2炉膛水冷壁管

炉内水冷壁管的磨损主要集中在以下三个区域：炉膛下部卫燃带与水冷壁管过渡区域管壁的磨损；炉膛四个角落区域的管壁磨损；不规那么区域管壁的磨损。炉膛下部卫燃带与水冷壁管过渡区域管壁的磨损原因一是在过渡区域内由于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，在局部产生涡旋流；另一个原因是沿炉膛壁面下流的固体物料在交界区域产生流动方向的改变，因而对水冷壁管产生冲刷。炉膛四个角落区域的管壁磨损原因是角落区域内壁面向下流动的固体物料密度比拟高，同时流动状态也受到破坏。不规那么区域管壁〔如穿墙管、炉墙开孔处的弯管等〕的磨损原因主要是不规那么管壁对局部的流动特性造成较大的扰动。

2.1.3炉内受热面的磨损

炉膛内屏式过热器、水平过热器管屏的磨损机理与炉内水冷壁管的磨损机理相似，主要取决于受热面的具体结构和固体物料的流动特性。

2.1.4对流烟道受热面的磨损

对流烟道受热面的磨损主要发生在省煤器两端和空气预热器进口处，产生磨损的主要原因是设计上考虑不周，安装时出现误差；另一个原因是受热面材质不好。

2.2循环流化床锅炉内主要非金属耐火材料的磨损

循环流化床锅炉内主要非金属耐火材料的磨损的位置有水冷壁布风板；燃烧室下部四周水冷壁外表；燃烧室内布置的水冷屏、过热器屏等下端外表及其穿墙处周围的水冷壁外表；燃烧室出口周围及出烟口流道内外表；别离器整个内外表；料腿及回料装置内外表；别离器出口烟道内外表；尾部对流烟道入口内外表。

循环流化床锅炉耐火材料破坏的主要原因和机理：一方面是由于温度循环波动和热冲击以及机械应力造成耐火材料产生裂缝和剥落；另一方面是由于固体物料对耐火材料的冲刷而造成耐火材料的破坏。

3循环流化床锅炉的防磨措施

3.1循环流化床锅炉金属部件的防磨措施

3.1.1金属防磨盖板

防磨盖板是锅炉传统防磨措施之一，其结构见图1，主要用于尾部烟道对流受热面，防磨材料根据防磨位置烟气温度选取，一般采用1Cr18Ni9Ti和20G钢两种材料，板厚为2

mm。

3.1.2防磨堆焊

在需要防磨的金属材料外表，堆焊一定厚度的熔焊金属，使母材具有较高的抗磨损性能，主要用于非金属耐磨耐火材料与非保护区之间的过渡处的防磨，如水冷壁下部、过热器、风帽、高温再热器等部位。

3.2循环流化床锅炉非金属耐火材料的防磨措施

3.2.1水冷壁衬里

水冷壁衬里是用焊在管子外表上的金属销钉将较密的耐磨耐火材料固定在烟气侧的锅炉管件上，结构见图2。图2〔a〕所示的衬里主要敷设在炉膛下部区域；图2〔b〕所示的衬里主要敷设在过热器屏和再热器屏易磨损处。

3.2.2非水冷壁薄衬里

非水冷壁薄衬里是用一定规律布置的“Y〞形抓钉来把耐磨浇注料固定在保温浇注料层外的，抓钉上要涂1

mm厚沥青，以解决金属抓钉与耐磨浇注料之间的温胀差异，其结构见图3。此种衬里适用于外表复杂的部位及设备顶面。

3.2.3非水冷壁厚衬里

非水冷壁厚衬里主要是把耐磨砖固定在保温砖或保温浇注料的外侧，其结构如图4所示。图4〔a〕所示的结构适合于大面积或圆弧面处；图4〔b〕所示的结构适合于钢壳形态较复杂及其它不适合保温砖的部位。

4结束语

文章对循环流化床锅炉的炉膛、炉内受热面、布风板、对流烟道受热面、别离器、回料装置等设备上的某些金属部件或非金属耐火材料产生严重磨损的机理进行了分析并提出了相应的防磨措施，供检修及相关人员参考。

第四篇：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进措施 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 改进措施

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, 从而避免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 改进措施

a.采用金属表面热喷涂技术防磨。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达到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部分, 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。1.3 省煤器的磨损 1.3.1 原因分析

省煤器尾部对流受热面的磨损也是不能忽略的。在省煤器尾部的烟道中烟气是向下流动的, 烟气中的颗粒受重力作用, 速度较大。高的颗粒浓度和颗粒速度, 导致省煤器尾部的受热面磨损严重。1.3.2 改进措施

一般在省煤器每级的第1、2 排管的烟气迎风面装上护瓦, 在贴炉墙处或弯头等易产生局部磨损部位装上护帘、护瓦等, 从而减少受热面的磨损。

1.4 管式空气预热器 1.4.1 原因分析

在管式空气预热器中, 烟气在管内纵向冲刷, 因此飞灰粒子对管子的磨损较小, 只在进口段管壁处磨损较严重。烟气在进入管前是平行流动的, 无旋涡。烟气进入管子后, 在入口处气流会产生收缩, 收缩处管壁附近就会出现负压旋流区, 吸引烟气, 所以收缩至最小截面后又会迅速扩张, 经过一定距离后才完全恢复与管壁的平行流动。在烟气流扩张过程中, 灰粒随烟气以一定的角度斜向冲击管壁, 产生了冲击磨损, 所以在烟气进口段(1～ 3)Dn(Dn为管子内径)的范围内会产生较严重的磨损, 很容易磨穿管壁造成漏风, 导致空气预热器低温腐蚀和堵灰, 降低锅炉效率。1.4.2 改进措施

在进口处加装防磨管或加防磨环。特别需要注意的是应使用外接防磨管, 防磨内套管是不可行的。因为在加装防磨内套管后, 空气预热器进口段虽受到了保护, 但防磨内套管出口处的烟气会突然扩张,产生旋涡区, 使出口处的管壁局部磨损加剧。所以加装防磨内套管不但不能有效防磨, 反而会加重磨损。2 耐火材料的磨损及破坏

循环流化床长期运行在高温条件下(温度可达900～ 1 000 ℃), 且温度变化频繁, 易造成循环热冲击, 此外炉内有大量高速流动的高温固体物料, 因此循环流化床锅炉常使用大量的耐火材料进行保护。这些区域主要包括燃烧室、分离器、烟道和物料回送管路。因耐火材料破坏而造成的事故是仅次于受热面磨损的第二大事故原因。因此正确设计、选择及安装耐火材料对循环流化床锅炉的安全运行至关重要。2.1 耐火材料破坏的主要原因

2.1.1 温度循环波动和热冲击以及机械应力造成了耐火材料的裂缝和剥落。温度循环波动时, 由于耐火材料骨料和粘合料的热膨胀系数不同, 继而形成内应力破坏耐火材料, 温度循环波动常常造成耐火材料内衬的大裂缝和剥落。温度快速变化产生的热冲击(如启动时)可使耐火材料内的应力超过抗拉强度而产生剥落。机械应力造成的耐火材料的破坏则主要是由于耐火材料与穿过耐火材料内衬处金

属件热膨胀系数不同而造成, 因此在设计时应考虑增加适当的膨胀空间来避免耐火材料的剥落。2.1.2 固体物料的冲刷造成了耐火材料的破坏。循环流化床锅炉耐火材料的易磨损区域主要包括边角区、旋风分离器和固体物料回送管路等部分。耐火材料的磨损随冲击角的增大而增加, 因此应尽量减少旋风分离器、烟道等的冲击角。2.2 各部位耐火材料的设计注意事项

主要采用循环流化床锅炉膛和高温旋风分离器区域的耐火层主要采用水冷壁衬里, 用短销钉将25～ 50mm 厚的致密耐火材料支撑在烟气侧的锅炉管件上。外侧(即非向火侧)则采用常规保温材料来保持温度。薄衬里比厚衬里更能经得起热冲击。为增加刚性和抗冲击性能, 常在水冷壁衬里内增加纤维。一般说来薄衬里的厚度为150mm , 通常分为致密的工作层和保温层。使用分层衬里比使用厚衬里更为经济, 也更易于维修。但是, 对于较高温度的外壳(温度范围为150～ 260 ℃的情况), 会因使用薄衬里而散热多, 降低机组效率。厚衬里通常由2 层或3 层构成, 总厚度为300～ 460mm。最里面一层是致密的耐热工作表面, 由耐磨砖、耐磨可塑料砌筑而成或由浇注料浇注而成,防止受热面受到高温高速运动的物料颗粒的磨损。打底保温材料可减少热损失, 从而提高整台机组效率。2.2.1 炉膛

炉膛部分采用厚衬里, 由75～ 150mm 的致密抗磨损的浇注料或可塑料覆盖住相似厚度的保温材料构成。对于有缺陷的区域, 可用磷酸盐黏合剂来修补。磷酸盐黏合剂体积稳定, 抗磨特性好, 且具有与现有材料结合力好的特点。修补的区域至少应使用2个销钉, 暴露在高温区的可塑料衬里应使用陶瓷或铸造合金销钉。2.2.2 旋风分离器

旋风分离器筒体和锥体都承受着相当恶劣的工作条件。对许多衬里来说, 反复的热冲击和温度循环变化、磨损及挤压剥落是导致大面积损坏的原因。修补的方案之一是用耐火砖或耐火预制块来代替浇注的厚衬里, 用磷酸黏结可塑料进行修补。分离器锥体所处的工作状况与其筒体大致相同。建议使用震动浇注来保证衬里具有足够的强度和耐磨性能, 锥体部分建议使用膨胀系数低的浇注料。2.2.3 返料回路及返料机构

热冲击、严重的磨损及温度循环变化是导致这部分经常损坏的原因。可采用厚的密实保温浇注料,但缺点是施工困难。最好在耐磨浇注料中适当添加不锈钢纤维丝, 也可用保温砖或浇注料打底, 上铺耐磨砖。3 结束语

循环流化床燃烧技术在我国还是一门新技术,其金属构件和耐火材料磨损存在着比较突出的问题, 应根据不同部位, 不同磨损机理, 采取不同的防磨措施。

第五篇：循环流化床锅炉磨损分析及对策[最终版]

循环流化床锅炉磨损分析及对策

摘要：随着技术的不断发展，循环流化床由于其适用范围广、热效率比较高、环保性比较强，已经得到了广泛的应用。然而在锅炉运行的过程中，其受热面容易遭到磨损，从而对整个系统的稳定运行产生了严重的影响。本文对受热面磨损的机理进行了深入的研究，并且根据其产生的原因提出了相应的解决措施，从而保证了机组的正常运行。

关键词：循环流化床(CFB);受热面;磨损;对策

0 引 言

在近几十年来，循环流化床锅炉作为煤清洁燃烧技术得到了迅速的发展[1]。这是一种新型的燃烧技术，其与传统燃烧技术存在着明显的区别，其主要机理如下所示：颗粒在流化的状态下，其与空气中的氧气进行充分地接触，吸收空气中的热量，保证燃料颗粒的完全燃烧。燃烧释放出的热量主要由水冷管吸收，燃烧后烟气通过旋风分离器，将携带的固体颗粒分离出来，这部分颗粒经过物料输送装置再次返回到炉内进行燃烧，分离后的烟气通过引风机进入机组的尾部烟气通道，经过过热器、空气预热器进行一系列的换热，随之经过空气冷却塔排放到大气环境中。由于燃料颗粒始终处于流化的状态，使得其对锅炉的冲刷作用比较严重，从而导致锅炉磨损的发生。锅炉运行过程中易磨损区域 1 2

图1 循环流化床锅炉磨损区域

对于循环流化床而言，机组磨损区域如图1所示，主要包括以下三个区域：1-受热面水冷壁管、2-旋风分离器和3-尾部对流换热面。其中，水冷壁管是锅炉最容易磨损区域[2]。资料显示，大部分CFB的安全事故主要是由于受热管磨损所造成的[3]。因此，本文的研究主要针对水冷管的磨损机理进行简单的介绍。水冷管易磨损区域

由于水冷管主要安装在炉膛的四周，当燃料在炉膛内燃烧时，其燃烧释放的能量主要由水冷管吸收，从而使其成为磨损最为严重的区域[4]。通过对CFB水冷管磨损进行深入的研究，我们发现，其磨损情况比较严重的区域主要包括以下几个方面：

(1)水冷管与耐火材料过渡区的磨损。为了提高锅炉的热效率，就需要增加其加热面，循环流化床与传统锅炉水冷管的铺设方式不同，耐火砖主要铺设在炉膛下部区域，使得两者之间存在一段间隔区域，导致烟气的流动发生了变化，从而使得这段区域的水冷管磨损严重。

(3)不规则管壁区域的磨损。在循环流化床实际运行的过程中，会需要设置一些观察口和检测口，使得炉膛形状出现不规则的情况。在这些区域，水冷管的铺设就需要进行特殊设计，从而导致在这些区域拐弯处的磨损情况比较严重。与此同时，在水冷管对接的过程中，需要采取焊接的方式，在焊接位置也会比较容易出现磨损。水冷管磨损原因分析

在锅炉实际运行的情况下，磨损问题能否有效解决，关系到机组的正常运行。因此，我们首先需要对其磨损原因进行深入的分析。水冷管磨损过程也是非常复杂的，然而其主要原因主要包括以下几个方面：

(1)燃料颗粒在燃烧的过程中，需要保持流化的状态，颗粒运动速度比较快，其对水冷管的冲击作用比较严重，从而使水冷管受到磨损。

(2)水冷管的铺设具有一定的不规则形，因此导致其受热不是非常的均匀，在长期运行的过程中，其就会面临破管的风险[5]。

(3)炉膛内沿水冷管下流的燃料颗粒与流化上升的颗粒运动方向不一致，导致局部涡流的产生，从而对管壁产生一定的磨损。水冷管磨损影响因素分析

影响水冷管磨损的因素有多种，主要包括燃料的性质、机组运行参数、水冷管的特性等[6]。4.1 燃料性质的影响

循环流化床能够得到广泛的应用，其主要优点就是燃料的适用范围比较广，因此对于不同燃料，其特性存在着较大的差距。不同燃料对于水冷管的磨损情况是不同的。对于一些磨损性比较强的燃料而言，长期使用这一燃料，就会使得锅炉相关组件的维修周期明显缩短，与此同时，燃料颗粒的形状也会对锅炉的寿命产生较大的影响[7]。4.2机组运行参数的影响

对于机组运行参数而言，其影响因素主要包括以下几个方面：

(1)流化风速的影响。如果流化风速过大，就会使得炉膛内的燃料颗粒浓度增大，颗粒的运动速度得到明显的提升，使得颗粒间的摩擦逐渐加重，然而其对水冷管的冲击作用也得到一定程度的提高，从而导致水冷管的磨损加剧。

(2)循环倍率的影响。当机组负荷提高时，就会使得循环倍率得到相应的增加，使得炉膛内热量的传递得到很大程度的改善。燃料颗粒浓度升高，水冷管的换热系数相应的提高，其管道表面的磨损也较为严重。

(3)床温的影响。炉膛内烟气温度随着床温的升高而增加，如果烟气温度过高，就会使得炉膛内的颗粒软化，使其粘附在水冷管表面，导致其受热不均，产生一定的磨损。与此同时，温度过高也会对管道的机械性能产生一定的影响。如果温度过低，就会使得管道温度低于烟气内水蒸气的露点温度，从而使其发生凝结，容易造成管道的腐蚀。4.2水冷管特性的影响

(1)水冷管材质的影响。水冷管的材料硬度及其相应的热物理性能与其磨损具有紧密的联系。

(2)水冷管布置方式的影响。对于其排列方式而言，主要包括顺排和错排，然而顺排磨损的影响较错排而言相比较小。管道之间的空隙距离也会对气泡产生一定的影响。与此同时，在设计的过程中，尽量减少弯管出现的数量。水冷管防磨损的主要技术措施

(1)在水冷管的表面涂抹一些防磨损材料。相比于水冷管材质而言，涂抹材料的硬度相对比较大，在机组运行的过程中，水冷管表面温度比较高，涂抹材料

能够形成一层比较致密的保护层，从而避免水冷管的磨损。

(2)水冷管设计的过程中，减少管道拐弯的现象。在对其进行焊接时，需要将其焊缝位置进行打磨，从而减小燃料颗粒对其的冲击作用。

(3)在水冷管布置的过程中，尽量选用顺排的布置方式。

(4)选择合理的机组运行参数。通过前面介绍，机组运行参数的合理选取对水冷管的防磨起着关键性的作用。在实际运行的过程中，要综合考虑系统实际需求和管道保护的多种因素。

(5)燃料的合理选取。需要对燃料的特性及其颗粒的粒径进行合理控制，选取一些硬度适中、燃烧热量比较高的煤种作为燃烧燃料。并且还要选取合适的燃料颗粒粒径，在保证机组正常运行的过程中，减少颗粒对管道的磨损。结论

管道防磨是保证机组正常运行的必要条件，我们需要加强其重视。通过本文的研究，循环流化床管道的磨损过程非常复杂，我们对其主要运营进行了深入的分析。其影响因素也是多种多样的，其主要影响因素主要包括燃料的性质、机组运行参数、水冷管的特性等。针对上述的影响因素，提出了一系列的解决措施，其主要目的就是能够从根本上解决管道的磨损现象，保证机组的正常运行，提高其运行寿命，从而实现效益最大化。

[1] 邢伟.大型循环流化床锅炉技术发展现状及展望[J].四川电力技术, 2008, 31(2):51-52.[2] 由俊坤, 王朝伟, 王绍辉.循环流化床锅炉磨损问题分析[J].能源研究与信息, 2007, 23(2):91-95.[3] 卢刚.循环流化床锅炉水冷壁磨损特性研究[J].华北电力大学学报, 2005.[4] 李福友.循环流化床锅炉的磨损分析与对策[J].现代电力, 2005, 22(1):56-61.[5] 马增益, 严建华.循环流化床床内受热面磨损特性的试验研究[J].动力工程, 2000, 20(3):674-677.[6] 胡昌华.循环流化床锅炉磨损规律[J].四川电力技术, 1999, 22(6): 7-11.[7] 孙佰仲, 姜春坤, 王擎.循环流化床锅炉气动防磨技术研究[J].锅炉技术, 2014, 45(4):27-33.