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循环流化床锅炉水冷膜式壁磨损原因分析及控制措施

[日期:2012-07-17] 来源:  作者:钟大刚 [字体: ]

我公司在2001年安装了275 t/h循环流化床锅炉,后期为了生产的需要,分别在2007年和2008年又安装了275 t/h循环流化床锅炉,淘汰了在1991年投产使用的235 t/h链条式锅炉。循环流化床锅炉由于其本身具有使用煤种范围广、燃烧效率高、氮氧化物排放低、锅炉负荷调节比大和负荷调节快等突出优点,使循环流化床燃烧技术在20多年间迅速得以推广和使用,并逐渐取代了使用较久的链条式锅炉。同时由于循环流化床锅炉发展时间较短,其本身也有一些不足和缺点,其中水冷膜式壁磨损问题较为突出。

循环流化床锅炉受热面磨损问题一直是各厂普遍存在的严重问题,尤其是循环流化床锅炉的水冷壁磨损更为突出。水冷壁管在磨损减薄后,容易突发爆管事故,造成锅炉紧急停炉检修,不仅扰乱了化工厂的正常生产,造成生产系统减量,对化工系统稳定生产产生波动,而且增加了检修费用和工人的劳动强度,严重影响了工厂的经济效益。公司仔细分析了循环流化床锅炉磨损的原因,具体如下。

1.循环流化床锅炉水冷壁管磨损原因较多,也比较相近,主要是含有固体物料的烟气对水冷壁管的冲刷、冲击等引起的。循环流化床锅炉在燃烧室内有大量的床料和循环物料,从炉底布风装置出来的颗粒由于具有足够速度和强度,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,这些向下回流的固体颗粒将直接冲击水冷壁管,使水冷壁管快速冲刷长期受磨损。

2.循环流化床锅炉水冷壁管束局部存在凹陷或凸起。当烟气中大量的飞灰颗粒流动到这些位置时,将造成灰粒下滑方向的改变,局部发生涡流,会对附近的水冷壁管产生严重的冲刷磨损。实际上,水冷壁管大部分经受的是切削磨损,在产生涡流的四角、焊缝接口、浇注料平台等部位,磨损形式复杂,其中兼有冲蚀、切削、疲劳磨损的综合过程。实践表明,炉膛内存在凸起的部位磨损最为严重。特别是在炉膛的密相区、炉膛卫燃带的浇注料与水冷壁管的过渡区域,下滑灰粒对水冷壁的磨损很难控制,这里也是水冷壁管经常爆管的突出位置。另外,炉膛的四个角落区域,不规则区域,炉膛的出口侧墙,冷渣器回风口,给煤口,水冷壁鳍片凸起或凹陷下去的部位,水冷壁管错口,表面高低不一、不平整、不光滑的对接焊口,都是炉膛水冷壁最易受到磨损和最为薄弱的位置。

结合在循环流化床锅炉投运来出现的问题,我公司积极采取了以下改进措施对循环流化床锅炉磨损的进行控制。

1.在炉膛密相区浇注料的顶端,用浇注料打造1个宽150 mm的平台,使得平台顶端面与水冷壁管成90°。在锅炉运行中,让平台上形成物料堆积,使沿炉膛水冷壁下流的固体颗粒在下落到此位置时沿着堆积物料的坡面下滑,避免冲刷水冷壁管,达到减少磨损的目的。

2.采用喷涂防磨技术。在锅炉的密相区煤燃烧时产生的灰粉及烟气中飞灰颗粒浓度最高,对锅炉水冷壁管的磨损也最为严重,公司在炉膛卫燃带上部1000 mm内采用电弧喷涂防磨技术喷涂耐磨金属材料,提高了水冷壁的耐磨、耐冲刷性能。

3.在锅炉安装和检修过程中,消除水冷壁管对接接口处的错口,焊道应打磨光滑、平整。鳍片应选择平整、无弯曲的钢板,并保证鳍片对接,无错口。鳍片安装时凸起的部分要全部磨平,凹下去部分要全部焊补平直。安装时未割净的临时焊件或未打浇注料的销钉,一定要清除干净并打磨光滑。

4.根据锅炉运行状况和运行时间,有计划、合理地安排磨损状况检查。在备用停炉或停炉检修时,应检查炉膛水冷壁的磨损情况,以及炉膛密封是否严密,有无烟气泄漏。磨损或脱落的浇注料要及时修补,需补焊的部位要进行补焊,做到及时发现、及时处理,为锅炉长期稳定运作做好准备。

我公司采用了以上措施和方法后,锅炉由原来运行周期1个月延长至6个月,且无磨损泄漏,使锅炉能够长期稳定运行,满足了化工生产的需要。

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