循環(huán)流化床鍋爐主要的磨損部件及防磨措施

摘　要：循環(huán)流化床鍋爐中金屬部件及耐火材料的磨損是造成其運(yùn)行事故的主要原因之一。

因此，循環(huán)流化床鍋爐中金屬部件和耐火材料的防磨措施，直接影響循環(huán)流化床鍋爐機(jī)組的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和平安運(yùn)行。為此，介紹了循環(huán)流化床鍋爐主要金屬部件及耐火材料的磨損及其產(chǎn)生磨損的原因，提出對(duì)不同的磨損位置及耐火材料，應(yīng)采取不同的防磨措施。

關(guān)鍵詞：循環(huán)流化床鍋爐；金屬部件；耐火材料；防磨

1循環(huán)流化床鍋爐典型固體物料參數(shù)

循環(huán)流化床鍋爐的受熱面和耐火材料受到大量固體物料的不斷沖刷，造成固體物料的密度及其煙速的范圍變化很大，表1給出了各種鍋爐典型的固體物料密度和煙速的范圍，從表1的數(shù)據(jù)可以看出，循環(huán)流化床鍋爐由于其特定的燃燒方式，爐內(nèi)的固體物料密度為煤粉爐的幾十倍到百倍以上。從美國(guó)紐克拉〔Nucla〕電廠420

t/h循環(huán)流化床鍋爐在服役期12年內(nèi)〔共運(yùn)行15

700

h〕的事故率匯總統(tǒng)計(jì)〔見(jiàn)表2〕也可以看出，由于磨損〔受熱面、耐火材料、風(fēng)帽等〕造成的停爐事故接近停爐總數(shù)的50%。在國(guó)內(nèi)，已投運(yùn)的一些循環(huán)流化床鍋爐受熱面磨損爆管事故也時(shí)有發(fā)生。因此循環(huán)流化床鍋爐的防磨措施正確與否，直接影響循環(huán)流化床鍋爐機(jī)組的可用率，對(duì)機(jī)組的平安運(yùn)行也影響很大。

2循環(huán)流化床鍋爐主要金屬部件的磨損

2.1循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)主要金屬部件的磨損

2.1.1布風(fēng)裝置

循環(huán)流化床鍋爐布風(fēng)裝置的磨損主要是風(fēng)帽的磨損，其中風(fēng)帽磨損最嚴(yán)重的區(qū)域發(fā)生在循環(huán)物料回料口附近，原因主要是由于較高顆粒濃度的循環(huán)物料以較大的平行于布風(fēng)板的速度分量沖刷風(fēng)帽導(dǎo)致的。

2.1.2爐膛水冷壁管

爐內(nèi)水冷壁管的磨損主要集中在以下三個(gè)區(qū)域：爐膛下部衛(wèi)燃帶與水冷壁管過(guò)渡區(qū)域管壁的磨損；爐膛四個(gè)角落區(qū)域的管壁磨損；不規(guī)那么區(qū)域管壁的磨損。爐膛下部衛(wèi)燃帶與水冷壁管過(guò)渡區(qū)域管壁的磨損原因一是在過(guò)渡區(qū)域內(nèi)由于沿壁面下流的固體物料與爐內(nèi)向上運(yùn)動(dòng)的固體物料運(yùn)動(dòng)方向相反，在局部產(chǎn)生渦旋流；另一個(gè)原因是沿爐膛壁面下流的固體物料在交界區(qū)域產(chǎn)生流動(dòng)方向的改變，因而對(duì)水冷壁管產(chǎn)生沖刷。爐膛四個(gè)角落區(qū)域的管壁磨損原因是角落區(qū)域內(nèi)壁面向下流動(dòng)的固體物料密度比擬高，同時(shí)流動(dòng)狀態(tài)也受到破壞。不規(guī)那么區(qū)域管壁〔如穿墻管、爐墻開(kāi)孔處的彎管等〕的磨損原因主要是不規(guī)那么管壁對(duì)局部的流動(dòng)特性造成較大的擾動(dòng)。

2.1.3爐內(nèi)受熱面的磨損

爐膛內(nèi)屏式過(guò)熱器、水平過(guò)熱器管屏的磨損機(jī)理與爐內(nèi)水冷壁管的磨損機(jī)理相似，主要取決于受熱面的具體結(jié)構(gòu)和固體物料的流動(dòng)特性。

2.1.4對(duì)流煙道受熱面的磨損

對(duì)流煙道受熱面的磨損主要發(fā)生在省煤器兩端和空氣預(yù)熱器進(jìn)口處，產(chǎn)生磨損的主要原因是設(shè)計(jì)上考慮不周，安裝時(shí)出現(xiàn)誤差；另一個(gè)原因是受熱面材質(zhì)不好。

2.2循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)主要非金屬耐火材料的磨損

循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)主要非金屬耐火材料的磨損的位置有水冷壁布風(fēng)板；燃燒室下部四周水冷壁外表；燃燒室內(nèi)布置的水冷屏、過(guò)熱器屏等下端外表及其穿墻處周圍的水冷壁外表；燃燒室出口周圍及出煙口流道內(nèi)外表；別離器整個(gè)內(nèi)外表；料腿及回料裝置內(nèi)外表；別離器出口煙道內(nèi)外表；尾部對(duì)流煙道入口內(nèi)外表。

循環(huán)流化床鍋爐耐火材料破壞的主要原因和機(jī)理：一方面是由于溫度循環(huán)波動(dòng)和熱沖擊以及機(jī)械應(yīng)力造成耐火材料產(chǎn)生裂縫和剝落；另一方面是由于固體物料對(duì)耐火材料的沖刷而造成耐火材料的破壞。

3循環(huán)流化床鍋爐的防磨措施

3.1循環(huán)流化床鍋爐金屬部件的防磨措施

3.1.1金屬防磨蓋板

防磨蓋板是鍋爐傳統(tǒng)防磨措施之一，其結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1，主要用于尾部煙道對(duì)流受熱面，防磨材料根據(jù)防磨位置煙氣溫度選取，一般采用1Cr18Ni9Ti和20G鋼兩種材料，板厚為2

mm。

3.1.2防磨堆焊

在需要防磨的金屬材料外表，堆焊一定厚度的熔焊金屬，使母材具有較高的抗磨損性能，主要用于非金屬耐磨耐火材料與非保護(hù)區(qū)之間的過(guò)渡處的防磨，如水冷壁下部、過(guò)熱器、風(fēng)帽、高溫再熱器等部位。

3.2循環(huán)流化床鍋爐非金屬耐火材料的防磨措施

3.2.1水冷壁襯里

水冷壁襯里是用焊在管子外表上的金屬銷釘將較密的耐磨耐火材料固定在煙氣側(cè)的鍋爐管件上，結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2。圖2〔a〕所示的襯里主要敷設(shè)在爐膛下部區(qū)域；圖2〔b〕所示的襯里主要敷設(shè)在過(guò)熱器屏和再熱器屏易磨損處。

3.2.2非水冷壁薄襯里

非水冷壁薄襯里是用一定規(guī)律布置的“Y〞形抓釘來(lái)把耐磨澆注料固定在保溫澆注料層外的，抓釘上要涂1

mm厚瀝青，以解決金屬抓釘與耐磨澆注料之間的溫脹差異，其結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖3。此種襯里適用于外表復(fù)雜的部位及設(shè)備頂面。

3.2.3非水冷壁厚襯里

非水冷壁厚襯里主要是把耐磨磚固定在保溫磚或保溫澆注料的外側(cè)，其結(jié)構(gòu)如圖4所示。圖4〔a〕所示的結(jié)構(gòu)適合于大面積或圓弧面處；圖4〔b〕所示的結(jié)構(gòu)適合于鋼殼形態(tài)較復(fù)雜及其它不適合保溫磚的部位。

4結(jié)束語(yǔ)

文章對(duì)循環(huán)流化床鍋爐的爐膛、爐內(nèi)受熱面、布風(fēng)板、對(duì)流煙道受熱面、別離器、回料裝置等設(shè)備上的某些金屬部件或非金屬耐火材料產(chǎn)生嚴(yán)重磨損的機(jī)理進(jìn)行了分析并提出了相應(yīng)的防磨措施，供檢修及相關(guān)人員參考。