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针对循环流化床锅炉的综合防磨治理措施

丰链防磨技术    2020-12-30    647

在当前工业化迅速发展的过程中,煤炭作为工业发展中的首选燃料,在燃烧的过程中,对环境造成严重的污染, 而煤粉燃烧技术的发展,并不能阻挡由于煤质下降对能源生产及环境保护所带来的越来越大的危害势头。因此,新一代的燃烧技术——具有高效低污染、煤种适应性较好的循环流化床燃烧技术应运而生。在循环流化床锅炉适应的过程中,能够凭借其设计、制造上优势受到人们的青睐,与传统的锅炉相比,循环流化床锅炉在适应的过程中,能够有效的解决传统锅炉中出力过低、点火启动困难、运行中容易超温结焦以及运行不安全等问题。然而在循环流化床锅炉实际适应的过程中,基于自身的局限性,仍存在着严重的设备磨损问题,这些影响因素直接限制了锅炉的运行周期,在增加锅炉停炉率的同时,还会增加锅炉的检修成本。由此不能看出,在循环流化床锅炉使用的过程中,能够采用合理、有效、经济的防磨技术,将直接关系着循环流化床锅炉的正常运行。在此,本文从以下几个方面出发,针对循环流化床锅炉运行中存在的问题及采取的相关措施,做以下简要分析:

一、循环流化床锅炉磨损的机理及部位

在循环流化床锅炉运行的过程中,在其结构内部存在着不同的方向、速度、角度、颗粒浓度、射流及气泡,导致在其正常使用的过程中,这些影响因素以各种形式作用于锅炉的工作表面,再加上在其运行的同时,其他腐蚀气体的影响,使其在原有的基础上形成复杂的磨损过程,直接阻碍锅炉的正常运行。在循环流化床锅炉磨损的过程中,按照磨损部位及磨损程度将其分为冲蚀磨损、磨料磨损以及腐蚀磨损等几个方面。在锅炉日常运行的过程中,凡是与物料及含飞灰的炉气接触部分,都存在很大程度上的磨损,在其磨损的过程中,其主要部位包括以下几方面:布风装置风帽、风帽孔,炉膛水冷壁,二次风喷嘴,炉内受热面,炉顶受热面,外置式流化床换热器及对流烟道受热面等。

二、循环流化床锅炉磨损的原因

在循环流化床锅炉使用的过程中,其自身的水冷壁管磨损在很大程度上与煤粉炉有着密切的联系,其主要体现在以下两个方面:首先,在大量烟气排放的过程中,其自身包含的固体颗粒能够在一定程度上对水冷壁管进行冲刷,加强壁管内部的磨损;其次,基于锅炉内部存在的内循环作用,导致大量固体颗粒在运行的过程中,沿着炉膛四壁重新回落,以此形成第二次冲刷,尤其在水冷壁管和耐火材料层过渡区的凸出部位。在影响训练流化床锅炉磨损的原因中,主要包括以下几个方面:

(一)烟气流速影响

在锅炉运行的过程中,排除的烟气流速越高,对锅炉的磨损越重;且烟气流速与风量也有着一定的联系,风量越大,则磨损量越大;若二次风量越大,则会对炉内燃烧的状况进行剧烈的扰动,直接增加受热面积的磨损量,而这些都会给锅炉造成损失。

(二)烟气颗粒浓度影响

在锅炉燃料燃烧后,势必会排除大量的烟气,这些烟气在排出的过程中,烟气内颗粒浓度越大,则会直接增加锅炉的受热磨损面,其核心原因在于烟气颗粒的数目越大,在排除的过程中,会直接冲撞锅炉管壁。由此在循环流化床锅炉运行的过程中,基于锅炉自身内部结构的循环性,导致锅炉内部负荷大幅度提高,负荷一旦提高,则会造成床层密度及床层差压增大,颗粒浓度一旦增大,则锅炉的磨损量也会大幅度增加。

(三)燃料性质的影响

燃料在燃烧的过程中,其颗粒硬度、灰分程度,都会对锅炉造成磨损。在其燃烧的过程中,灰分越大,对受热面管壁的切削作用越强烈,则磨损量越大。尤其在掺烧煤矸石或其它高硬度燃料的过程中,会在原有的基础上大大缩短受热面管爆管得运行时间。

(四)锅炉安装及质量检修

在对锅炉造成磨损的过程中,与锅炉的安装及检修质量有一定的联系。在锅炉安装使用的过程中,若没有正确的对其安装,势必会影响锅炉的正常运行,同时也会造成大量颗粒的外漏,在加剧锅炉磨损的同时,还为锅炉今后的投入使用埋下了安全隐患。

(五)锅炉自身动力场的影响

在锅炉自身运行的过程中,基本锅炉内部结构的局限性,炉膛内烟气在排除的过程中,处于不均匀的状况,且四角处的烟气流速普遍比中间的大很多,因而造成的磨损程度也要比其他部位严重。

三、循环流化床锅炉的防磨措施

在循环流化床锅炉正常运行的过程中,加强锅炉的防磨措施,不仅能提高锅炉的热效率,还能在原有的基础上延长锅炉的使用寿命,在节省成本投入的同时,还保障了锅炉燃烧的经济效益。在其采取的防磨措施中,主要包括以下方面:

(一)选择合适的流化床防磨材料

在提高循环流化床锅炉防磨措施的过程中,其基本前提在于选择合适的流化床方面材料,以便从根本上提高循环流化床锅炉的综合性能,在降低锅炉自身成本的同时,还能提高锅炉的使用性能。然而在材料实际选取的过程中,既不能选择过分昂贵的材料,避免锅炉的整体造价过高。在其选择的过程中,一般需要遵循以下原则:首先,低碳钢和合金钢用于氧化性气氛下的传热耐压件和其他结构件;其次,在锅炉材料选择的过程中,应偏重于高度耐高温复合耐火材料的选用。该材料在使用的过程中,能够在材料表层形成一层釉面,该釉面能够有效的提高锅炉材料的高温强度、耐温性能及高温中的抗磨损、抗腐蚀及热稳定性,在延长锅炉使用寿命的同时,还能增加锅炉自身的抗磨性。

(二)采用金属表面热喷涂技术和其他表面处理技术防磨

在锅炉正常运行的过程中,通过在锅炉金属表面喷涂技术也能增加锅炉的防磨性与抗腐蚀性,其主要原因包括以下两个方面:首先,在使用喷涂技术的过程中,金属表面的涂层硬度能够在很大程度上大于基体自身的硬度;其次,在锅炉投入使用的过程中,在高温的影响下,能够使涂层在原有的基础上形成致密、坚硬及化学稳定性好的氧化层,这种氧化层能够凭借自身的牢固性减轻烟灰颗粒对锅炉设备的磨损。

(三)炉内受热面的防磨

循环流化床锅炉在运行的过程中,其炉内受热面的磨损程度将直接影响着锅炉的整体热效率。由此就需要相关人员在锅炉的结构设计中,能够采用科学、合理的设计方式,加强炉内受热面的防磨。在其加强的过程中,主要包括以下几个方面:首先,锅炉内部受热面的设计要合理。燃料在锅炉内部燃烧的过程中,往往是低温燃烧,其飞灰在排出的过程中,并没用经过一定的熔化与凝固,因而其本身比较软,再加上炉内灰粒流动方向与膜式水冷壁布置同向,不容易产生撞击,能够有效的将磨损控制在规定范围内。除此之外,在整个炉内受热面防磨措施中,炉膛内屏式过热器和屏式再热器的设计,多采用膜式结果,能够在其使用的过程中,使烟气形成垂直的流动模式,将磨损降到最低。

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循环流化床锅炉这个新产品,自上个世纪80年代后期投放市场运行以来,就以其独特的燃烧效率高、煤种适应性能广、运行调整简单、维护检修方便、负荷调整范围宽,以及环保效益好、掺烧石灰石后炉内脱硫效率高、灰、渣活性好、综合利用途径广、低温燃烧炉内具有一定的自脱硫功能等优点被人们所信赖。

(四)对流受热面的防磨

在对流受热面的防磨措施中,主要包括以下几个方面:

第一,在锅炉运行的过程中,可以通过气固分离装置来提高锅炉的分离效果,同时在条件允许的状况下,在炉内按照一定的飞灰除尘器,在降低飞灰浓度的同时,还能降低飞灰对受热面的磨损程度;

第二,在锅炉设计的过程中,结合着锅炉的使用用途,选择合适的烟速;

第三,在锅炉整体运行的过程中,应适当的降低速度场与飞灰浓度场,以此来平衡烟速的实际运行,避免局部严重磨损的现象发生;

第四,在锅炉使用的过程中,管理人员可以采用管壁表面处理技术来提高锅炉壁管的抗磨性;

第五,在提高锅炉防磨措施的过程中,管理人员可以采取必要的防腐蚀措施,避免磨损与腐蚀的同时发生。

(五)高温气固分离器的防磨

旋风分离器是目前循环流化床锅炉中最常用的气固分离装置,旋风分离器易磨区域的防磨方法是采用砖砌结构而不是采用常规的耐火材料浇注。另一种方法是在易磨区域安装防磨瓦,这种方法价格较低。

在生产实践中主要的磨损问题有:

1.布风板是的风帽磨损,采用耐高温耐磨材质解决,并需停炉时注意检查更换。

2.密相区炉墙的磨损较快,采用高强耐磨耐火材料。

3.水冷壁和密相区的接合部位的冲刷磨损,一般采用弯管避让加喷涂技术减小磨损,旋风分离器前的烟道中的受热面加防磨瓦,分离器后的烟气冲刷磨损一般只需在设计中考虑,运行中很少出现问题。

四、结语

综上所述,随着社会经济的迅速发展,循环流化床锅炉在使用的过程中,其防磨措施的加强,在提高锅炉自身使用性能的同时,还能在原有的基础上延长锅炉的使用寿命,在提高燃料燃烧效率的同时,还能充分发挥锅炉自身的经济价值,为其今后的投入使用奠定基础。由此就需要相关负责人能够对其引以重视,在使用的过程中通过采取一定的措施来提高锅炉的防磨性能,以此来提高自身的热效率。

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