循环流化床锅炉防磨防爆检查重点及技术改进措施

循环流化床锅炉防磨防爆检查重点及技术改进措施

马良成

新疆华电米东热电有限公司      831400

摘要：近年来，我国的工业化进程有了很大进展，对循环流化床锅炉的应用也越来越广泛。循环流化床锅炉具有脱硫脱硝效率高、燃料要求低且适应性强以及锅炉炉内导热能力强等诸多优点。但由于循环流化床锅炉炉内有大量燃烧物料循环，增加了锅炉炉内磨损的严重程度。本文就循环流化床锅炉防磨防爆检查重点及技术措施进行研究，以供参考。

关键词：循环流化床锅炉；防磨防爆；主动防磨；被动防磨

引言

循环流化床锅炉由于燃烧机理及炉内受热面布置结构的特殊性，运行过程中水冷壁受热面磨损主要来源于两个方面，一方面是大量烟气和固体颗粒在上升过程中对水冷壁管进行冲刷；另一方面由于内循环的作用，大量固体颗粒沿炉膛四壁重新回落，形成热灰的贴壁流对水冷壁管进行剧烈冲刷。特别是在水冷壁管和耐火材料层过渡区的凸出部位，水冷壁管子或鳍片不平整部位，沿水冷壁管下来的固体颗粒形成涡流，对局部水冷管壁造成一种刨削作用。

1循环流化床锅炉受热面磨损原因

1.1运行方面

（1）长期超负荷运行。循环流化床锅炉长期超负荷超煤量运行是造成磨损加剧的重要原因。特别是小型供热机组，在无法满足外网热负荷需求时，常常需要锅炉超负荷运行。超负荷运行时，煤量、风量大幅度增加，炉内物料浓度也相应较高，在煤质灰分较高的情况下尤为明显。大量的烟气及固定物料（相对大颗粒物料也较多）使受热面磨损加剧，严重威胁“四管”寿命。（2）床压过高。一些运行人员在监盘时，没有及时对床压的监视调整，造成床压过高或者过低。当床压过高时燃烧室密相区高度增加，导致密相区上移，对炉膛上部的磨损加剧，同时更多的固体物料进入尾部烟道加剧磨损。（3）煤质特性。除了煤质灰分浓度会影响受热面磨损，还有入炉煤的粒度、硬度等也会影响磨损速率。入炉煤的粒度越大对受热面磨损也越大，入炉煤的硬度也是如此。（4）烟气流速。造成循环流化床锅炉受热面磨损的最主要原因是烟气流速。一般认为磨损速率与烟气流速的3次方成正比。

1.2常见不规则区管壁的磨损

锅炉在项目安装时，现场安装质量差，未完全达到安装工艺要求，主要表现在:鳍片局部突起、凹陷、水冷壁焊缝未打磨平整、水冷壁上有销钉、钢筋、吊装孔板等突起物，导致这一区域在长时间运行过程中，出现了严重的偏磨现象，减薄值几乎接近最小设计壁厚值。

1.3其他

造成锅炉受热面磨损的其他原因还有很多，未选择合适的防磨材料，对锅炉一些易磨部位未采用合理的结构设计，未对受热面表面进行特殊处理等都是造成锅炉受热面磨损的原因。

2防磨防爆对策

2.1降低炉内磨损量的减速防磨技术

循环流化床锅炉故障率有一大部分是由锅炉炉内磨损造成的。考虑到该锅炉燃煤来源有一大部分是劣质燃煤，对锅炉炉内的磨损较为严重。为了有效降低锅炉炉内磨损，又要避免对锅炉炉内受热面进行大幅度改动，可以直接通过销钉将减速防磨围带固定在锅炉炉膛上，通过这个减速防磨围带的设置可以主动降低锅炉炉内的灰浓度和炉内密相区温度上升幅度，继而达到了降低炉内磨损的预期目的。

2.2入炉煤颗粒度

入炉煤的颗粒度是影响循环流化床锅炉运行的重要指标，一定要引起足够的重视，加强入炉煤颗粒度的筛分分析测定和监管。入炉煤颗粒度大时，需要更大的一次风量和风压才能满足床料流化的需要，而一次风量的增加和风压的提高会加剧炉内受热面的磨损。通常入炉煤的颗粒度要求控制在10mm以内，当发现入炉煤筛分分析中10mm以上的颗粒占比增大时，必须及时对入炉煤筛分、破碎装置进行检查和调整，确保入炉煤颗粒度在设计范围以内。

2.3常见不规则区管壁的磨损采取措施

(1)搭设炉膛满堂架对锅炉水冷壁进行全面检查、测厚;(2)对炉膛中部水冷壁管屏拼接处鳍片凸起、鳍片凹陷的部位组织检修人员进行打磨平滑和补焊齐平、打磨清除项目遗留的钢筋、吊装孔板等凸起物;(3)管屏拼接处局部偏磨的水冷壁管用J507焊条进行堆焊修补表面处理，在堆焊时用小电流、多层堆焊的方法。由于焊接修复后的数量多，组织检修力量全方位无死角进行打磨，确保每一处都能够合格，同时参考了“防磨梁的”优点与制作方法，在中部水冷壁管屏拼接焊缝处加装一道防磨梁(宽度150mm)对拼接的焊缝进行覆盖，从而彻底解决了四周炉墙漏灰现象以及消除了水冷壁爆管的隐患。

2.4尾部受热面防磨

尾部受热面因布置在分离器后的烟道内，烟气中以细灰为主，磨损比较轻微，重点是对分离器出口的拉稀管和尾部烟道上部烟气转向部位的防磨。定期测厚，如发现有磨损现象，拉稀管可以及时加装金属防磨瓦进行防护。烟气转向部位如有磨损，可以加装可塑料防磨层进行防护。对于管排如发现有磨损，可以采用提高金属材料等级（比如选用合金管），提高耐磨性。

2.5锅炉改造中的数值模拟技术

循环流化床锅炉涉及到气固两相流动规律，如果对该锅炉进行大的设计改造比较困难，但借助数值模拟软件和可视模型技术，可以较为精准地对炉内情况进行模拟计算，通过对各类改造方案进行反复比对，最终获取最优的锅炉技术改造方案，可以提升设备改造的成功率，降低改造成本，避免无法预见的改造风险，确保了循环流化床锅炉改造效果。

2.6炉膛人孔门、测点等异形部位的防磨

炉膛、分离器进出口烟道、尾部烟道等处的人孔门，周沿的水冷壁管要重点检查，如有磨损，可以采用在管子上加焊防磨筋的方法防磨。炉膛内、烟道内布置有压力测点、温度测点的部位，也是容易出现磨损的部位，通常采用局部加装可塑料防磨层的方法。

2.7锅炉旋风分离器分离效率提升技术

锅炉的旋风分离器存在以下两点缺陷：第一点缺陷：该锅炉一级旋风分离器挂在锅炉再生器表面，二级旋风分离器挂在集气室上，虽然此种旋风分离器吊挂方式在理论上达到了设计值要求，但是在实际运行中并没有达到设计值，因为该吊挂方法的设计前提是假定一级旋风分离器拉杆的膨胀数值与二级旋风分离器和集气室吊挂温度变化引起的膨胀数值相同，而在锅炉实际运行中二者膨胀数值并不相同。第二点缺陷：中心筒筒壁较薄且筒体设有膨胀缝。以上两种锅炉旋风分离器缺陷，使得旋风分离器中心筒变形甚至整体脱落，导致炉内飞灰没有经过惯性分离这个中间步骤直接从中心筒缝隙中逸出，继而导致循环流化床锅炉的旋风分离器工作效率降低。为了有效提升该循环流化床锅炉旋风分离器分离效率，将原旋风分离器的吊挂方式改为自由支撑方式，将原直筒中心筒外形改成锥形中心筒，用耐热铸钢材质来替代原来的不锈钢材料，将锥形筒的壁厚从原来直筒的12mm，增加到现在的16mm。通过对旋风分离器技术改良后，再次测量旋风分离器入口处烟气的流动速度，获得准确数值为29m/s，飞灰中颗粒d50的最大直径达到了＜25μm。由此可见，对旋风分离器进行技术改进和工艺优化后，有效的提升了分析器的分离效率，降低了分离器发生故障的概率，达到了防磨防爆的预期目标。

结语

锅炉检修人员在检修时对受热面进行全面检查，及时发现磨损部位，并采取有效可靠的防磨措施，防止受热面管被磨损。做好了这2个方面的工作，循环流化床锅炉连续长周期可靠运行必然会得到改善。

参考文献

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