循环流化床锅炉磨损与防磨对策研究

发表时间:2019/4/18   来源:《电力设备》2018年第30期   作者:金保红
[导读] 摘要:锅炉是循环流化床中的一种常见设备,在使用过程中极容易发生磨损导致其寿命的缩减,不利于企业运营成本的控制。
        (兖矿国宏化工有限责任公司水汽车间  山东省邹城市  273512)
        摘要:锅炉是循环流化床中的一种常见设备,在使用过程中极容易发生磨损导致其寿命的缩减,不利于企业运营成本的控制。本文围绕循环流化床锅炉磨损与防磨的相关议题进行了探讨,概述了循环流化床锅炉的磨损机理,分析了循环流化床锅炉容易发生磨损的部位,,提出了循环流化床中锅炉磨损的应对策略和积极建议,旨在不断提升我国工业生产设备的养护水平,为生产企业成本控制提供有利条件。
        关键词:循环流化床;锅炉工况;锅炉防磨
        1引言
        循环流化床是一种工业生产中经常见到的燃烧设备,尤其是在环保重视力度日益加大的新时期内,该设备由于污染低,效率高的优势而应用越来越普遍。在循环流化床的日常使用过程中,锅炉的磨损问题是生产企业十分关注的设备管理问题。由于锅炉在使用过程中长期处于高固体颗粒的冲刷环境下,因而磨损问题十分突出,不仅影响到日常生产的安全性,同时也缩减了锅炉的使用寿命,给企业的生产成本控制加大了负担。为此,生产企业设备管理部门及相关技术人员必须充分重视锅炉的磨损问题,积极探索更有效的养护策略,提高锅炉的运行工况,延长其使用寿命。
        2循环流化床锅炉磨损机理
        在循环流化床锅炉日常使用中,主要发生磨损现象的原因是物理的冲刷磨损、撞击磨损以及化学的腐蚀磨损。其中物理磨损指的是当燃烧介质以一定速度进入锅炉内时,这些介质物料对锅炉的表面产生冲击力和摩擦力,因而长期受到这些力的作用,导致锅炉表面材料被磨损。对于燃烧介质的不同、进入锅炉的速率不同以及进入锅炉的角度不同等情况,锅炉表面所受到的磨损情况也略有差异。如在强力撞击下出现的表面磨损极容易造成锅炉表面的塑形变形或出现由浅入深的裂纹。如在冲刷磨损的情况下,燃烧介质与锅炉表面的冲击角度较小,因而造成的表面磨损在区域内表现较为均匀。锅炉的化学磨损指的是在物理磨损的前提下,由于锅炉表面材料脱落或变形,进而缺失了有效的防护层,导致材料内部裸露,容易在高温环境下发生氧化腐蚀现象,尤其是在局部受热面区域发生结垢现象,不仅降低了锅炉运行效率,而且减低了锅炉使用的安全性,对于工业生产十分不利。
        3循环流化床锅炉容易发生磨损的部位
        循环流化床锅炉在使用中容易发生磨损,在以下几个位置最为常见。
        一是在水冷却系统的内壁以及耐火材料的交界位置。水冷却系统的内壁中会出现部分燃烧介质粒子的回流,因而在这部分固体粒子向下流动的过程中一旦偏离防线就会导致锅炉内壁受到冲刷力或摩擦力,因而对内壁及耐火材料的交界位置产生较严重的磨损。
        二是在烟气出口位置。烟气中不仅含有大量的固体物质,同时温度很高,因而烟气在流动过程中会因其中的固体物质在惯性作用下冲刷烟气出口周围的壁面,造成烟气出口位置的磨损。
        三是在锅炉顶部的受热面位置。锅炉顶部受热面刚好是烟气流动方向发生变化的位置,因而在高温烟气流动过程中,会由于烟气中固体物质的惯性力量给炉顶造成冲刷力和摩擦力,因而造成炉顶受热面位置的磨损。
        四是在旋风分离器的筒体中心对应位置以及对流受热面位置。旋风分离器的筒体中心对应位置刚好是高温烟气直接冲刷的位置,而且在烟气经过旋风分离器后由于烟气中的灰尘浓度下降,因而导致旋风分离器对流受热面位置受到严重的磨损。


        4循环流化床锅炉防磨对策
        针对上述循环流化床锅炉容易磨损的位置,工作人员可从以下方面入手来进行锅炉设备的优化养护,减少生产各因素对其造成的磨损。
        (一)针对易磨损的区域或位置增加涂层或再进行表面堆焊
        为了减少生产工艺过程对锅炉特点位置的磨损,最直接有效的方法就是在这些容易发生磨损的位置实行进一步的防护强化。如在水冷却内壁及耐火材料的交界位置、在炉膛烟气出口位置以及炉顶部受热面位置,工作人员可采用喷涂耐磨合金的方式,也可以采用加焊防磨护瓦的方式。通过进行针对性的堆焊或喷涂耐磨材料来提升锅炉特定位置的防磨性能。需要注意的是,由于上述方法会因堆焊或防磨护瓦的厚度对受热面固体粒子的流动方向和流动速率造成一定的影响,因而尽量出现表面堆焊后出现严重台阶的现象。在针对锅炉顶部受热面位置间涂层或堆焊的过程中,工作人员可以通过防护技术来有效改善锅炉内顶部位置的烟气死角,这样就可以有效改善烟气在冲刷惯性过程中对锅炉顶部受热面位置的冲击力,进而对锅炉顶部受热面位置进行有效防护。
        (二)分离器磨损位置的防护
        分离器的磨损可采用在高温过热器管道迎风面的弯头部位进行堆焊或者加焊防磨护瓦,还可以采用耐磨性更好的结构材料来更换容易磨损的部位,以上述改造策略来提升分离器磨损位置的防护性能。另外,工作人员还可采用在旋风分离器风流方向转变的位置区域加焊防磨护瓦或安装防磨板,以此来有效减少因烟气中固体粒子在惯性作用下对分离器特定位置的冲刷和磨损,起到较好的防磨效果。
        (三)锅炉系统生产工艺参数的优化
        在锅炉防磨工作中,除了采用直接的防护策略外,还要从锅炉设计方面的缺陷或不足来入手进行防护性能的提升。如针对锅炉生产工艺参数方面来进行优化,对锅炉系统装置的结构缺陷进行改造和完善,通过设计的优化来提高锅炉运行的高效性和安全性,减少锅炉磨损现象和锅炉事故的发生。如针对旋风风力器的风速进行调整和控制,通过降低风速来增加入口或出口面积,延长分离器的寿命。需要注意的是,在采用上述方面时工作人员需要结合生产的实际状况,因为降低风速必然会降低分离效率,因而需要从确保生产效率和减少分离器磨损两方面来进行综合分析,确定一个较优化的方案。在锅炉系统结构设计的优化方面,如尽量调整所有的观察孔、测量探头使其与设备的壁面平齐,各位置的连接法兰确保位于场区外,避免介质颗粒影响到锅炉系统装置内部的流动性,通过提升流动性来减少阻碍力,降低对锅炉设备部件的磨损。
        5结语
        综上所述,循环流化床的锅炉磨损问题对于生产企业的生产安全、生产质量以及运维成本有着直接的关系,因而相关部门及工作人员务必应重视此问题,积极探索直接防护或间接防护的有效策略,使锅炉的生产效率得到进一步提升,运行工况保持良好,确保企业的日常生产效率,降低企业的设备管理成本。
        参考文献
        [1]循环流化床锅炉的防磨措施,郭宏欣,《中小企业管理与科技(下旬刊)》,2011(27)
        [2]循环流化床锅炉防磨措施分析,李敏博,《商品与质量》,2017
        [3]Ⅱ类无烟煤工业锅炉的研制与设计技术特点,黄家瑶,武汉工业大学出版社,2000
        [4]循环流化床锅炉的防磨探讨,李文军,张立勋,全国电力行业CFB机组技术交流服务协作网年会,2013,11,27
 
投稿 打印文章 转寄朋友 留言编辑 收藏文章
  期刊推荐
1/1
转寄给朋友
朋友的昵称:
朋友的邮件地址:
您的昵称:
您的邮件地址:
邮件主题:
推荐理由:

写信给编辑
标题:
内容:
您的昵称:
您的邮件地址: