常见问题
对锅炉磨损问题的分析
但相对于煤粉炉而言,由于循环流化床锅炉的高倍率循环灰的流动使炉内磨损十分严重,循环流化床锅炉的磨损问题是困扰循环流化床锅炉技术发展的关键因素,磨损问题解决的如何,直接关系到CFB锅炉的设计成功与否,对其磨损规律的深入研究可以保证该锅炉长期安全运行,对CFB技术的发展具有十分重要的现实意义。本文就循环流化床的磨损问题进行分析,在此基础上提出了一些主要的防磨措施。
1磨损的概念及评价方法按照机理不同,磨损分为粘着磨损、磨料磨损、腐蚀磨损、疲劳磨损、冲蚀磨损和微动磨损等。在循环流化床锅炉中,受热面和耐火材料的磨损主要表现为冲蚀磨损。冲蚀磨损是指含有硬颗粒的流体相对于固体运动,使固体表面产生的腐蚀。常用磨损量、磨损率、耐磨性等作为评价材料磨损性能的指标。
1.1磨损量根据部件表面尺寸的改变来确定总耗损量,常用长度变化、体积变化和质量变化来表示,在其他条件相同的情况下,磨损量越大,部件材料抵抗磨损的性能越差。
磨损量E的计算公式如下:E=f1f2CVn式中:f1为灰粒特性系数;f2为受热面布置形式及冲刷方式系数;C为飞灰浓度;V为飞灰流速;n为在3.04.0之间的指数。
可见磨损量受烟气流速影响最大。
1.2磨损率和耐磨性任何情况下磨损都是时间的函数,工程上常用磨损量与发生磨损所经历时间的比值表示磨损率。耐磨性指在一定工作条件下材料抵抗磨损的性能。材料耐磨性分为相对耐磨性和绝对耐磨性两种,工程上一般采用后者。
2主要磨损部件2.1主要磨损的金属部件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。
2.1.2炉膛水冷壁管水冷壁管是受热面磨损中严重的部位之一。
炉内水冷壁管的磨损主要集中在以下3个区域:(1)水冷壁与耐火材料交接处的磨损。由于循环流化床锅炉为了增加蒸发受热面,炉膛稀相区的水冷壁不再敷设耐火材料,仅在炉膛下部浓相区的水冷壁管上敷设耐火材料。这样在耐火材料与水冷壁的交界和过渡区域,气-固两相的正常流动发生变化,导致此区域的水冷壁磨损。
(2)不规则管壁的磨损。炉膛部分设有人孔门、观火孔等圆孔处是易磨损的部位之一。
(3)水冷壁的焊接处也是易磨损的部位之一。
另外,测炉温时,炉内插入足够深的热电偶会对局部颗粒和流动特性造成较大影响,从而造成热电偶护套和邻近水冷壁管的磨损。
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尾部对流烟道受热面包括过热器、省煤器和空气预热器,由于这些受热面处于旋风分离器之后,就其磨损特征而言,与煤粉锅炉没有太大区别。造成对流烟道受热面磨损的主要原因是分离器的运行效率达不到设计值,有较多的飞灰颗粒进入尾部对流受热面,烟气飞灰浓度太高而使其磨损加剧。
2.2主要磨损的非金属耐火材料循环流化床锅炉需使用大量耐火材料来进行保护,如燃烧室壁面、顶棚、分离器入口、高温分离器、回料管、外置式换热器,都选用关键耐火材料。循环流化床锅炉耐火材料被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。
造成非金属耐火材料磨损的主要部位有:水冷壁布风板;燃烧室下部四周水冷壁表面;燃烧室内布置的水冷屏、过热器屏等下端表面及其穿墙处周围的水冷壁表面;燃烧室出口周围及出烟口流道内表面;分离器整个内表面;料腿及回料装置内表面;分离器出口烟道内表面;尾部对流烟道入口内表面等。
(完)