循環(huán)流化床鍋爐主要的磨損部件及防磨措施
循環(huán)流化床鍋爐主要的磨損部件及防磨措施
摘 要：循環(huán)流化床鍋爐中金屬部件及耐火材料的磨損是造成其運行事故的主要原因之一。 因此，循環(huán)流化床鍋爐中金屬部件和耐火材料的防磨措施，直接影響循環(huán)流化床鍋爐機組的經(jīng)濟運行和安全運行。為此，介紹了循環(huán)流化床鍋爐主要金屬部件及耐火材料的磨損及其產(chǎn)生磨損的原因，提出對不同的磨損位置及耐火材料，應采取不同的防磨措施。
1循環(huán)流化床鍋爐典型固體物料參數(shù)
循環(huán)流化床鍋爐的受熱面和耐火材料受到大量固體物料的不斷沖刷，造成固體物料的密度及其煙速的范圍變化很大，表1給出了各種鍋爐典型的固體物料密度和煙速的范圍，從表1的數(shù)據(jù)可以看出，循環(huán)流化床鍋爐由于其特定的燃燒方式，爐內(nèi)的固體物料密度為煤粉爐的幾十倍到百倍以上。從美國紐克拉（Nucla）電廠420 t/h循環(huán)流化床鍋爐在服役期12年內(nèi)（共運行15 700 h）的事故率匯總統(tǒng)計也可以看出，由于磨損（受熱面、耐火材料、風帽等）造成的停爐事故接近停爐總數(shù)的50%。在國內(nèi)，已投運的一些循環(huán)流化床鍋爐受熱面磨損爆管事故也時有發(fā)生。因此循環(huán)流化床鍋爐的防磨措施正確與否，直接影響循環(huán)流化床鍋爐機組的可用率，對機組的安全運行也影響很大。
2循環(huán)流化床鍋爐主要金屬部件的磨損
.1循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)主要金屬部件的磨損
2.2循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)主要非金屬耐火材料的磨損
循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)主要非金屬耐火材料的磨損的位置有水冷壁布風板；燃燒室下部四周水冷壁表面；燃燒室內(nèi)布置的水冷屏、過熱器屏等下端表面及其穿墻處周圍的水冷壁表面；燃燒室出口周圍及出煙口流道內(nèi)表面；分離器整個內(nèi)表面；料腿及回料裝置內(nèi)表面；分離器出口煙道內(nèi)表面；尾部對流煙道入口內(nèi)表面。
循環(huán)流化床鍋爐耐火材料破壞的主要原因和機理：一方面是由于溫度循環(huán)波動和熱沖擊以及機械應力造成耐火材料產(chǎn)生裂縫和剝落；另一方面是由于固體物料對耐火材料的沖刷而造成耐火材料的破壞。
2.1.1布風裝置
2.1.2爐膛水冷壁管
爐內(nèi)水冷壁管的磨損主要集中在以下三個區(qū)域：爐膛下部衛(wèi)燃帶與水冷壁管過渡區(qū)域管壁的磨損；爐膛四個角落區(qū)域的管壁磨損；不規(guī)則區(qū)域管壁的磨損。爐膛下部衛(wèi)燃帶與水冷壁管過渡區(qū)域管壁的磨損原因一是在過渡區(qū)域內(nèi)由于沿壁面下流的固體物料與爐內(nèi)向上運動的固體物料運動方向相反，在局部產(chǎn)生渦旋流；另一個原因是沿爐膛壁面下流的固體物料在交界區(qū)域產(chǎn)生流動方向的改變，因而對水冷壁管產(chǎn)生沖刷。爐膛四個角落區(qū)域的管壁磨損原因是角落區(qū)域內(nèi)壁面向下流動的固體物料密度比較高，同時流動狀態(tài)也受到破壞。不規(guī)則區(qū)域管壁（如穿墻管、爐墻開孔處的彎管等）的磨損原因主要是不規(guī)則管壁對局部的流動特性造成較大的擾動。
2.1.3爐內(nèi)受熱面的磨損
爐膛內(nèi)屏式過熱器、水平過熱器管屏的磨損機理與爐內(nèi)水冷壁管的磨損機理相似，主要取決于受熱面的具體結(jié)構(gòu)和固體物料的流動特性。
2.1.4對流煙道受熱面的磨損
對流煙道受熱面的磨損主要發(fā)生在省煤器兩端和空氣預熱器進口處，產(chǎn)生磨損的主要原因是設計上考慮不周，安裝時出現(xiàn)誤差；另一個原因是受熱面材質(zhì)不好。
3循環(huán)流化床鍋爐的防磨措施
3.1.1金屬防磨蓋板
防磨蓋板是鍋爐傳統(tǒng)防磨措施之一，其結(jié)構(gòu)主要用于尾部煙道對流受熱面，防磨材料根據(jù)防磨位置煙氣溫度選取，一般采用1Cr18Ni9Ti和20G鋼兩種材料，板厚為2 mm。
3.1.2防磨堆焊
在需要防磨的金屬材料表面，堆焊一定厚度的熔焊金屬，使母材具有較高的抗磨損性能，主要用于非金屬耐磨耐火材料與非保護區(qū)之間的過渡處的防磨，如水冷壁下部、過熱器、風帽、高溫再熱器等部位。
3.2循環(huán)流化床鍋爐非金屬耐火材料的防磨措施
3.2.1水冷壁襯里
水冷壁襯里是用焊在管子表面上的金屬銷釘將較密的耐磨耐火材料固定在煙氣側(cè)的鍋爐管件上，結(jié)構(gòu)襯里主要敷設在爐膛下部區(qū)域；襯里主要敷設在過熱器屏和再熱器屏易磨損處。
3.2.2非水冷壁薄襯里
非水冷壁薄襯里是用一定規(guī)律布置的“Y”形抓釘來把耐磨澆注料固定在保溫澆注料層外的，抓釘上要涂1 mm厚瀝青，以解決金屬抓釘與耐磨澆注料之間的溫脹差異。此種襯里適用于表面復雜的部位及設備頂面。
3.2.3非水冷壁厚襯里
非水冷壁厚襯里主要是把耐磨磚固定在保溫磚或保溫澆注料的外側(cè)，其結(jié)構(gòu)適合于大面積或圓弧面處；結(jié)構(gòu)適合于鋼殼形態(tài)較復雜及其它不適合保溫磚的部位。
文章對循環(huán)流化床鍋爐的爐膛、爐內(nèi)受熱面、布風板、對流煙道受熱面、分離器、回料裝置等設備上的某些金屬部件或非金屬耐火材料產(chǎn)生嚴重磨損的機理進行了分析并提出了相應的防磨措施，供檢修及相關人員參考。
