水冷壁论文1.doc

循环流化床（CFB）锅炉水冷壁管磨损的原因分析及处理 周涛 （河南煤化集团中原大化公司 河南 濮阳457001） 摘要：循环流化床燃烧技术是近二十年迅速发展起来的一种洁净煤燃烧技术。循环流化床锅炉具有煤种适应性强、燃烧效率高、污染物排放低和负荷调节性能好等优点,是目前推广应用的炉型之一。但是,由于炉内有大量的床料及循环物料,煤在物化状态下低温循环燃烧,造成烟气中含有大量的飞灰颗粒,这些灰粒高速冲刷水冷壁管、对流受热面等部位,使其壁面受到剧烈磨损,发生局部的严重破坏,甚至导致停炉事故。目前随着过热器和省煤器防护技术的成熟,磨损得到较好的控制,但是水冷壁管束的磨损控制还在摸索中。因此,了解飞灰磨损规律,找出主要磨损部位及原因,选择合理的防磨措施,进行合理的技术改造,保持锅炉最佳方式运行,使磨损损害减少到最小程度。 关键词：循环流化床；水冷壁；磨损 引言 河南省煤业化工集团中原大化分公司动力厂二期工程为一台YG—130/11.5—M型循环流化床锅炉，生产能力为130t/h，配一台7000kw背压式汽轮发电机组。其中锅炉机组系济南锅炉厂生产，属单汽包、自然循环、集中下降管、顺列布置的燃煤循环流化床锅炉。支撑形式为全钢架悬吊结构。 锅炉相关参数 锅炉型号 YG－130/11.5－M 锅炉额定蒸发量 150t/ h 额定蒸汽压力(表压) 11.5MPa 额定蒸汽温度 540 ℃ 排烟温度 132 ℃ 空气预热器进口温度 20 ℃ 汽包工作压力(表压) 13.2 MPa 一次风预热器出口温度 150 ℃ 二次风预热器出口温度 150 ℃ 给水温度 105℃ 锅炉水容积 98 M 3 循环倍率 20—25 脱硫效率 ≧80% 锅炉设计效率 91.07 % 1 水冷壁磨损的主要原因　  1.1 煤粒颗粒造成水冷壁壁面磨损　 循环流化床锅炉在燃烧室内有大量的床料和循环物料，延长了煤粒在炉膛内的停留 时间，这些颗粒在从炉底布风装置出来的具有足够的速度、强度和刚度的空气流作用下，在 内部核心区向上运动，在外部环状区沿炉膛水冷壁向下回流，如图1所示。这些向下回流固 体粒子将直接冲击水冷壁管，造成水冷壁管快速冲刷磨损。另外由于煤燃烧时产生的大量灰 粉及烟气中含有大量的飞灰颗粒，在炉膛内部燃烧复杂动态过程中，猛烈撞击和高速冲刷水 冷壁管，使水冷壁壁面被磨损成不同形状的小平台，造成水冷壁壁厚磨损减薄。　 1.2 因管束局部存在凹陷或凸起致使颗粒流动在此发生突变，进而对该部位造成快速磨损　 如安装和检修过程中水冷壁管连接的焊口存在折口、错口或焊口表面未打磨平整光 滑，筋片 、安装时的临时焊件未割净，水冷壁鳍片有凹陷或凸起部位未焊补打磨光滑，耐火材料接缝 处有凹陷或凸起，管子上下间隙不均匀，容易塞住大颗粒灰渣形成台阶。这些因素造成灰料 下滑时改变方向，局部将发生涡流，不但对焊口、筋片造成快速磨损而且还对附近的水冷壁 造成严重冲刷磨损。浇注料质量或施工质量差导致浇注料脱落，使水冷壁管裸露，从而受到磨损。　　　　　　　　　　　 1.3 入炉煤颗粒度大，粒径分布远远超过设计值　 在锅炉添加启动床料时，忽视了对床料粒径的控制，直接使用锅炉排渣作为启动床料。这些因素造成了炉内炉料流化困难。为了缓解流化不畅的问题，增加了一次风量。一方面使炉膛上部粒径偏大，造成对水冷壁的磨损加剧。磨损量与颗粒直径的平方成正比。当颗粒的速度和与水冷壁的冲击角一定时，颗粒度越大磨损量越大。另一方面，增加了一次风量烟速就会增大。对于飞灰浓度一定的烟气，烟速增 大飞灰颗粒对水冷壁管壁的撞击力、冲刷力加大，磨损加剧。磨损量与烟气速度成n(n≥3) 次方的关系。　 1.4 煤中的石块是加速磨损的根源　 经过分析测试，物料中所含的石块的硬度是灰分硬度的 30～40倍，虽然石块数量所占的比例不足灰分的1/10，但石块所形成的恶果是灰分所不能及 的。经过对许多厂的考察得出了相同的结论，即去除原煤中的三块（石块、铁块、木块）， 特别是石块才是解决磨损问题的最有效的方法。　 另外，炉膛密封不严造成烟气泄漏，运行时一次风风速和风量过大，播煤风、冷渣风过大， J阀风量和风压不合理，也是造成水冷壁磨损的原因。　 2 水冷壁磨损的形式　 由