CFB锅炉省煤器磨损分析及防护措施

发布时间：2014-02-08 06:36:24作者：admin浏览量：678

【摘要】对CFB锅炉省煤器从磨损机理上进行分析,查找磨损原因，提出防磨方案，降低省煤器的磨损。

【关键词】省煤器;磨损；方案

循环流化床锅炉作为国内中小发电机组推广的一种洁净煤燃烧锅炉，其优势在于煤种适应性广，燃烧稳定，同时燃烧效率高，负荷调节范围大，易于脱硫、脱氮，环保性能好，能实现灰渣综合利用等

，因而在我国热电行业做到了迅速的推广使用但由于CFB独特的燃烧特点，锅炉内的固体物料浓度大，锅炉受热面和耐火材料受到不断冲刷，磨损问题比较突出。

某热电厂于2006年安装投运了两台YG-75/5.29-M18 型循环流化床锅炉，由于其炉膛采用膜式水冷壁结构，炉膛出口布置高温旋风分离器，结构紧凑，燃烧效效率高、适用煤种广、负荷调节范围大等优

点，给公司带来了良好的经济效益。但是，自锅炉运行以来，省煤器存在不同程度的磨损并且炉前数第42、43、44根管经一个运行周期，剩余壁厚仅为1.2mm。

1设备磨损机理和原因分析

1.1设备设计结构

锅炉设计为膜式水冷壁管,在炉膛出口布置两外置旋风分离器，在炉膛内的烟气经旋风分离器把大部分灰尘颗粒后进人对流烟道，在对流烟道内布置两级过热器’经对流烟道后设计一转弯烟道进人尾

部烟道，省煤器布置在转弯烟道下方，省煤器错列逆流布置，分上中下三组,每组52排管束，材质为32 x 3.5mm。

1.2设备磨损机理

锅炉受热面磨损是与其运行方式密切相关的，由于循环流化床锅炉采用流化燃烧技术，它的最大特点是燃料在炉内通过物料循环系统循环反复燃烧,使燃料颗粒在炉内滞留时间大大增加，直至燃烬

。锅炉的磨损与固体物料浓度、速度、颗粒特性和流道几何形状等密切相关，流化床锅炉与常规锅炉相比，其、炉献¥»浓便要脅出几十倍到上百倍’尾部烟道的烟气流速达 8 ~ 16m/s,流化床锅炉的磨

损要比其类型锅炉严重得多,因此，循环流化床锅炉的磨损问题,一直是困扰流化床锅炉经济运行和进一步发展的关键问题。

尾部对流受热面的磨损主要是因烟气中含有的固体颗粒以一定的角度对材料表面进行冲击所造成的，因此也称为冲蚀 (或冲击磨损）o冲蚀有两种基本类型:一种叫冲刷磨损’是颗粒对固体表面冲击角

较小，甚至接近于平行;另一种叫撞击磨损，是颗粒相对于固体表面冲击角度较大,或接近于垂直时，以一定的运行速度撞击固体表面使其产生微小的塑性变形或显微裂纹，在长期、大量的颗粒反复撞

击之下,逐渐使塑性变形层整片脱落而形成的

磨损。而循环流化床锅炉的磨损是上述两种磨损的综合结果。

1.3设备磨损的主要原因

根据流化床锅炉受热面的磨损的机理及结构,省煤器的磨损主要原因分析如下：

1.3.1设计结构存在缺陷

循环流化床锅炉尾部烟道设计存在问题，在省煤器上方存在一转弯烟道，烟气在省煤器上方转弯处，部分颗粒碰到烟道炉墙时，速度瞬时为零，部分灰尘颗粒顺墙壁面下流（如图1)，在流动过程中，

通过冲刷磨损和撞击磨损，加大了炉前数第 42、43、44根省煤器管的的磨损程度。同时灰尘浓度较大，虽然循环流化床锅炉装有旋风分离器,但分离器未能收集而进入尾部烟道的飞灰浓度仍然很高，

达4kg/m3 ,并且实际运行中分离器效率偏离设计效率,进人尾部烟道的大颗粒也较多，因而造成磨损的强度大，加大了此位置的磨损程度。

图1锅炉尾部烟道结构

1.3.2烟气流速高

在转弯烟道处，烟气流速较高，设计为8.33m/S，在实际运行过程中，运行工况要较设计工况复杂，送风量及引风量要高于设计风量,造成实际烟气流速要高于设计流速，灰尘颗粒的绝对速度是烟气垂

直速度加颗粒终端速度(重力加速度)，比炉膛内烟气是上升气流时的绝对速度要高。试验表明，磨损速率与颗粒速度的n次方成正比，如果烟气流速与灰尘颗粒速度相等，则n=3,烟气流速越大，灰尘

颗粒越高于烟气流速，导致省煤器的磨损加重。因此，该锅炉省煤器磨损主要是由于设计存在缺陷与烟气流速高造成的，在每次检修时发现转弯烟道处省煤器最上层炉