循環(huán)流換床鍋爐水冷壁磨損機(jī)理

鍋爐水冷壁管的磨損主要集中在三個(gè)區(qū)域：爐膛下部衛(wèi)燃帶與水冷壁管過(guò)渡區(qū)域管壁的磨損；爐膛四周角落區(qū)域管壁的磨損；不規(guī)則區(qū)域管壁的磨損。 （1）爐膛下部衛(wèi)燃帶與水冷壁管過(guò)渡區(qū)域管壁的磨損原因：一是沿爐膛內(nèi)壁面流的固體物料在交界區(qū)域產(chǎn)生流動(dòng)方向的改變，因而對(duì)水冷壁管產(chǎn)生沖刷，對(duì)水冷壁管產(chǎn)生磨損；另一個(gè)原因是在過(guò)渡區(qū)域內(nèi)由于沿壁面流的固體物料與爐內(nèi)向上運(yùn)動(dòng)的固體物料運(yùn)動(dòng)方向相反，在局部產(chǎn)生渦旋流，對(duì)水冷壁管產(chǎn)生磨損。 （2）爐膛四周角落區(qū)域管壁的磨損原因是角落區(qū)域內(nèi)壁面向流動(dòng)的固體物料密度比較高，同時(shí)流動(dòng)狀態(tài)也受到破壞。 （3）不規(guī)則區(qū)域管壁（如溫度計(jì)、差壓計(jì)等處穿墻管等）的磨損原因主要是不規(guī)則管壁對(duì)局部的流動(dòng)特性造成較大的擾動(dòng)。

2、水冷壁磨損泄漏原因

鍋爐水冷壁管出現(xiàn)泄漏，停爐后，對(duì)鍋爐衛(wèi)燃帶處筑爐部位、噴涂區(qū)域及鍋爐運(yùn)行記錄進(jìn)行了檢查、分析，并查閱相關(guān)資料。分析認(rèn)為造成水冷壁管磨損、泄漏主要原因有如下幾點(diǎn)： （1）鍋爐衛(wèi)燃帶處應(yīng)注意避免出現(xiàn)“凸臺(tái)”， 包括水冷壁管對(duì)接焊縫打磨不平形成的“凸臺(tái)”及衛(wèi)燃帶水冷壁管澆注料形成的“凸臺(tái)”。 如果出現(xiàn)“凸臺(tái)”，使得下降灰流與水冷壁管形成了沖擊角，加劇對(duì)接部位的焊口和鰭片的磨損，而且還對(duì)鄰近管子造成嚴(yán)重磨損。這是由于爐內(nèi)循環(huán)物料沿水冷壁向流過(guò)凸臺(tái)時(shí)改變方向，直接沖刷水冷壁管子的某個(gè)部位，造成該處水冷壁快速?zèng)_刷磨損，尤其是水冷壁管與澆注料接觸的兩側(cè)。

（2）鍋爐衛(wèi)燃帶水冷壁管火焰噴涂防磨區(qū)域出現(xiàn)局部材質(zhì)掉落現(xiàn)象，致使水冷壁管產(chǎn)生了切割效應(yīng)，加劇了管壁磨損。

（3）鍋爐運(yùn)行中的煙氣流速是影響鍋爐水冷壁管磨損主要的因素。研究表明，鍋爐水冷壁管磨損量與煙氣流速的3次方成正比關(guān)系。在鍋爐實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，鍋爐運(yùn)行人員擔(dān)心流化不良，為了提高鍋爐運(yùn)行保險(xiǎn)系數(shù)，常以較大風(fēng)量運(yùn)行，造成煙氣流速過(guò)快，嚴(yán)重加劇鍋爐的磨損，同時(shí)增加廠用電量。

3、水冷壁磨損預(yù)防措施

（1）為了避免衛(wèi)燃帶水冷壁管對(duì)接焊縫打磨不平形成的“凸臺(tái)”及衛(wèi)燃帶水冷壁管澆注料形成的“凸臺(tái)”。應(yīng)加強(qiáng)鍋爐安裝及筑爐施工過(guò)程中的檢查、驗(yàn)收工作，保證施工工程質(zhì)量。 也可以改變水冷壁管的幾何形狀，耐火耐磨材料結(jié)合簡(jiǎn)易彎管使衛(wèi)燃帶區(qū)域與上部水冷壁管沒(méi)有凸臺(tái)。這樣固體物料沿壁面平直流，消除了易磨區(qū)（此 項(xiàng)工作06年進(jìn)行，取得很好的效果）。同時(shí)，衛(wèi)燃帶水冷壁管對(duì)接焊縫設(shè)計(jì)時(shí)可考慮進(jìn)行上移或下移，以避免在焊縫處形成的“凸臺(tái)”，造成水冷壁管磨損。

（2）定期對(duì)衛(wèi)燃帶水冷壁管進(jìn)行噴涂，目前運(yùn)行的循環(huán)流化床鍋爐幾乎都對(duì)此易磨區(qū)進(jìn)行了防磨噴涂。運(yùn)行證明，噴涂后有效保護(hù)水冷壁管母材，減少了水冷壁管的磨損和爆管。

（3）鍋爐運(yùn)行調(diào)整：一、嚴(yán)格控制適宜的入爐風(fēng)量，一次風(fēng)在保證正常流化的情況下，合理調(diào)整一、二次風(fēng)配比，降低煙氣流速，減少水冷壁管的磨損；二、控制合適的爐膛差壓、料層差壓。料層差壓偏高，流化風(fēng)量增大，增加了鍋爐水冷壁管的磨損和電耗。爐膛差壓偏高，鍋爐爐膛內(nèi)灰濃度增大，增加了鍋爐水冷壁管的磨損；三、應(yīng)特別注意燃料特性對(duì)磨損的影響，嚴(yán)格控制入爐煤的煤質(zhì)和粒度。流化床鍋爐的燃料適應(yīng)性廣，可以燃用劣質(zhì)煤，但是燃用優(yōu)煤，流化床鍋爐的優(yōu)勢(shì)更加明顯，排渣熱損失小，電耗低，鍋爐效率高，水冷壁磨損減小。嚴(yán)格控制入爐煤粒度，盡量避免燃用高磨損的燃煤和煤中配比的控制。

4、盡早發(fā)現(xiàn)水冷壁泄漏

（1）鍋爐給水流量與鍋爐主蒸汽流量差值異常變大時(shí)，應(yīng)及時(shí)對(duì)給水流量、蒸汽流量表計(jì)進(jìn)行校驗(yàn)，確認(rèn)流量表計(jì)顯示的正確性。若表計(jì)無(wú)異常，此現(xiàn)象可作為判斷水冷壁管出現(xiàn)泄漏直接、簡(jiǎn)單依據(jù)之一。

（2）鍋爐運(yùn)行中，應(yīng)注意觀察衛(wèi)燃帶附近爐墻是否潮濕、是否有泄漏聲等來(lái)判斷水冷壁管是否出現(xiàn)泄漏。

（3）如果鍋爐燃用煤質(zhì)相對(duì)穩(wěn)定，可通過(guò)鍋爐機(jī)組其他表計(jì)，如蒸汽、給水壓力、引風(fēng)機(jī)電流、排煙溫度、返料器溫度表計(jì)的變化，來(lái)判斷水冷壁管是否出現(xiàn)泄漏。

5、總結(jié)：由于循環(huán)流化床鍋爐特性決定了受熱面必然存在磨損，而鍋爐水冷壁管磨損是鍋爐受熱面磨損嚴(yán)重的部位之一，隨著鍋爐運(yùn)行時(shí)間加長(zhǎng)，鍋爐水冷壁管磨損問(wèn)題越突出。我們要采取措施盡可能減少和避免磨損，延緩鍋爐運(yùn)行周期，減少非計(jì)劃停爐次數(shù)。如何在鍋爐安全與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行之間選擇運(yùn)行工況，有待于在今后的鍋爐運(yùn)行過(guò)程中，不斷進(jìn)行分析，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，提高鍋爐水冷壁管磨損控制和預(yù)防水平，實(shí)現(xiàn)鍋爐安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。