循环流化床锅炉原理及防磨技术探析

循环流化床锅炉原理及防磨技术探析

吴竞

（江苏大唐国际如皋热电有限责任公司江苏省南通市如皋市226500）

摘要：循环流化床锅炉在实际应用过程中经常会出现严重磨损的现象。本文主要针对循环流化床锅炉主要构成情况以及燃烧原理等特征进行了介绍，针对循环流化床锅炉在实际应用过程中所产生的磨损形式以及具体的某种原因进行了探讨，并在此基础上对循环流化床锅炉相关防磨措施进行了研究，希望能够为循环流化床锅炉有效解决磨损问题提供良好的参考价值。

关键词：循环流化床；锅炉；磨损；防磨

引言

在当今的工业生产环境下，国家对于环保节能要求越来越严格，循环流化床锅炉本身燃烧效率较高，而且运行过程中产生的污染比较低，是当前一种新型的节能环保型燃煤技术，也是工业生产环境中具有可持续发展战略的技术之一。

1循环流化床锅炉

1.1循环流化床锅炉概述

循环流化床燃烧技术在工业生产中的应用时间不超过20年，这种燃烧技术具有大型化、高容量等特征，与煤粉炉相似，循环流化床燃烧技术几乎能够实现容量不受限制，而且属于一种新型节能型燃烧技术[1]。与其他普通锅炉相比较，循环流化床锅炉在实际运行的过程中，其整个燃烧过程是在流化状态下进行。在实际燃烧过程中循环流化床锅炉所排放的氮氧化物非常低，而且能够实现大范围的负荷调节，燃烧后的灰渣也能够实现良好的综合利用，具有更强的燃烧适应性，而且其环保性能也比较好。在我国未来燃煤技术领域循环硫化厂技术会应用很长时间，而且其实际应用范围比较广，完全能够实现低污染、高效的燃烧。

1.2循环流化床锅炉构成

循环流化床锅炉燃烧系统主要是有布风板、燃烧室、飞灰分离收集装置等共同组成[2]。与其他常规的锅炉相比较，循环流化床在布置方式以及受热面结构等方面与常规煤粉炉非常相似，但是其燃烧系统具有自身特征，而且煤制备系统、底灰排放系统与常规的煤粉锅炉相比较也存在较大差异。

2.循环流化床燃烧原理及特征分析

（1）循环流化床锅炉在实际应用过程中，能够有效的起到强化燃烧的效果，而且在燃烧过程中不易产生结渣，温度也较低。循环流化床锅炉在具体运行过程中温度通常情况下都处于850℃-1050℃之间。锅炉在燃烧过程中煤回渣实际变形温度要比循环流化床锅炉温度高100~200℃左右，因此循环流化床锅炉在实际燃烧过程中不容易产生结渣现象。（2）循环流化床锅炉实际燃烧效率高常规锅炉在实际燃烧过程中整体燃烧效率能够达到85%~90%之间，但是循环流化床锅炉在实际运行过程中其燃烧效率通常都能超过95%，而且处于其运行变化范围内的时候能够保持持续的高效燃烧。（3）循环流化床锅炉实际的使用过程中具有污染排放低，环保性能好等特点。如果能够将循环流化床锅炉目前温度控制在830℃-850℃之间，那么其实际燃烧过程中所排放出的氮氧化物能够得到有效控制。

3循环流化床锅炉磨损及防磨措施

循环流化床锅炉在实际运行过程中其耐火材料以及受热面在物料不断循环过程中会受到持续性的冲刷。下面主要针对循环流化床锅炉在运行过程中经常发生磨损的主要部位及相应防磨措施进行探讨。

3.1主要磨损部件分析

3.1.1布风装置

循环流化床在实际运行过程中布风装置的风帽是主要发生磨损的部位，而出料口位置的风帽发生磨损的现象最为严重。这主要是因为，循环流化床锅炉在运行过程中，进入锅炉内部的物料在循环过程中会在与布风板相对平行方向上以较高的速度对风帽形成冲刷作用，从而导致其产生严重的模式严重的磨损。

3.1.2炉膛水冷壁管

循环流化床锅炉在实际运行过程中炉膛的4个角落区域管壁以及不规则区域的管壁是炉膛水冷壁管经常发生磨损的主要位置。炉膛的4个角落区域管壁在锅炉运行过程中会有大量高浓度的固体物料从这一位置流动，从而导致其产生磨损[3]。而不规则区域的管壁在锅炉的运行过程中由于其壁管存在不规则的现象，因此，在局部的流动特性作用下会形成较大的扰动。从而使得其发生磨损现象。

3.1.3锅炉内受热面膜损

在循环流化床锅炉的炉膛内部设置的屏式过热器在锅炉的运行过程中会受到受热面具体结构以及固体物料实际流动特性的影响，导致其磨损产生变化。其主要的磨损机理与炉膛水冷壁管基本相似。

3.2主要磨损金属部件防磨措施分析

3.2.1金属防磨盖板

在目前锅炉的防磨领域中防磨盖板的应用非常广泛，防磨盖板主要应用在尾部烟道对流受热面的防磨处理过程中，在实际应用过程中必须要充分结合磨损位置烟气的实际温度来合理选择防磨材料。

3.2.2防磨堆焊

防磨堆焊主要是针对摸索未知的金属材料表面使用熔焊金属来实施区域性堆焊，并保证其达到一定厚度，这样就能够让这一区域的抗磨损性能得到有效提升，通常情况下防磨堆焊主要是针对非保护区与非金属耐磨耐火材料中间发生磨损的过渡区域。通常情况下循环流化床锅炉的风帽、过热器、水冷壁下部等几个位置的防磨处理[4]。

3.3主要磨损非金属耐火材料

循环流化床锅炉在运行过程中其分离器以及烟道的内表面，燃烧室出口位置以及燃烧室内部设置的水冷壁表面，燃烧室下部设置的水冷壁表面，分离器出口位置烟道的内表面，烟道入口位置内表面，回料装置以及右腿的内表面等几个位置是经常发生金属耐火材料磨损的位置。循环流化床锅炉物料循环过程中会对上述几个部位耐火材料进行持续冲刷，而且上述几个位置在锅炉燃烧过程中会产生温度循环波动现象以及热冲击等一些现象，从而导致其表面非金属耐火材料遭到破坏，产生磨损现象。

3.4主要磨损非金属耐火材料防磨措施分析

3.4.1水冷壁衬里

在实际针对耐火材料进行布置的时候，可以充分利用金属销钉将耐火材料固定在烟气侧的锅炉机组上面，这样就能够有效起到防磨效果。

3.4.2非水冷壁薄衬里

充分利用“Y”型抓钉将耐磨浇注料按照实际浇筑规律在保温浇注料层外面进行合理固定。

3.4.3非水冷壁厚衬里

主要是在保温砖的外侧来合理的固定耐磨砖，以此起到有效的防磨效果。

4.建议

针对循环流化床锅炉运行过程中出现严重磨损现象的金属表面合理的利用渗氮处理方法，能够有效提升该位置金属材料的防磨性能。欧美一些煤炭企业针对其内部设置的流化床埋管进行了渗氮试验之后发现，经过渗氮处理之后，受热面表面的磨损现象得到了有效缓解，发挥出了很好的防磨效果。另外，能够有效避免循环流化床锅炉在实际运行过程中耐磨材料发生脱落现象，可以合理的利用喷涂料来取代传统的耐磨砖。这主要是因为防磨涂料本身的硬度相对比较大，而且其处于高温状态下时会生存一种硬度更高、致命性更高、化学稳定性更高的氧化层，这样就能够对金属表面形成良好的保护。避免其在运行过程中产生磨损。

5.结束语

在目前发电领域中常规循环流化床锅炉由于环保性能良好而得到了广泛的应用，与常规的煤粉炉相比较，循环流化床锅炉是一种洁净煤发电技术。但是，由于循环流化床锅炉在运行过程中循环灰会长期处于循环流动状态，从而导致锅炉会产生严重磨损问题，如此也对循环流化床锅炉的进一步广泛应用产生了影响。能否有效解决磨损问题与整个循环流化床锅炉机组运行的可靠性具有非常紧密的联系，因此，合理的应用高效的防磨技术能够全面促进循环流化床锅炉实现安全、稳定运行。

参考文献：

[1]王博录.济南锅炉厂440t/h超高压再热循环流化床锅炉设计及性能分析研究[D].山东大学,2005.

[2]于海.燃用煤泥的循环流化床锅炉的设计与性能分析研究[D].山东大学,2005.

[3]侯祥松,张建胜,王进伟,蒋文斌,邢兴.循环流化床锅炉中水冷壁的磨损原理及其预防[J].锅炉技术,2007(04):19-24.

[4]胡志湘.循环流化床锅炉水冷壁管磨损分析及防磨措施[J].石油和化工设备,2012,15(02):66-67.