循环流化床锅炉省煤器的事故及分析

循环流化床锅炉主要的磨损部件及防磨措施

　　摘　要：循环流化床锅炉中金属部件及耐火材料的磨损是造成其运行事故的主要原因之一。
因此，循环流化床锅炉中金属部件和耐火材料的防磨措施，直接影响循环流化床锅炉机组的经济运行和安全运行。为此，介绍了循环流化床锅炉主要金属部件及耐火材料的磨损及其产生磨损的原因，提出对不同的磨损位置及耐火材料，应采取不同的防磨措施。

　　关键词：循环流化床锅炉；金属部件；耐火材料；防磨��
1循环流化床锅炉典型固体物料参数
　　循环流化床锅炉的受热面和耐火材料受到大量固体物料的不断冲刷，造成固体物料的密度及其烟速的范围变化很大，表1给出了各种锅炉典型的固体物料密度和烟速的范围，从表1的数据可以看出，循环流化床锅炉由于其特定的燃烧方式，炉内的固体物料密度为煤粉炉的几十倍到百倍以上。由于磨损（受热面、耐火材料、风帽等）造成的停炉事故接近停炉总数的50%。在国内，已投运的一些循环流化床锅炉受热面磨损爆管事故也时有发生。因此循环流化床锅炉的防磨措施正确与否，直接影响循环流化床锅炉机组的可用率，对机组的安全运行也影响很大。

2循环流化床锅炉主要金属部件的磨损

2.1循环流化床锅炉内主要金属部件的磨损

2.1.1布风装置
　　循环流化床锅炉布风装置的磨损主要是风帽的磨损，其中风帽磨损最严重的区域发生在循环物料回料口附近，原因主要是由于较高颗粒浓度的循环物料以较大的平行于布风板的速度分量冲刷风帽导致的。
2.1.2炉膛水冷壁管
　　炉内水冷壁管的磨损主要集中在以下三个区域：炉膛下部卫燃带与水冷壁管过渡区域管壁的磨损；炉膛四个角落区域的管壁磨损；不规则区域管壁的磨损。炉膛下部卫燃带与水冷壁管过渡区域管壁的磨损原因一是在过渡区域内由于沿壁面下流的固体物料与炉内向上运动的固体物料运动方向相反，在局部产生涡旋流；另一个原因是沿炉膛壁面下流的固体物料在交界区域产生流动方向的改变，因而对水冷壁管产生冲刷。炉膛四个角落区域的管壁磨损原因是角落区域内壁面向下流动的固体物料密度比较高，同时流动状态也受到破坏。不规则区域管壁（如穿墙管、炉墙开孔处的弯管等）的磨损原因主要是不规则管壁对局部的流动特性造成较大的扰动。
2.1.3炉内受热面的磨损
　　炉膛内屏式过热器、水平过热器管屏的磨损机理与炉内水冷壁管的磨损机理相似，主要取决于受热面的具体结构和固体物料的流动特性。
2.1.4对流烟道受热面的磨损
　　对流烟道受热面的磨损主要发生在省煤器两端和空气预热器进口处，产生磨损的主要原因是设计上考虑不周，安装时出现误差；另一个原因是受热面材质不好。
2.2循环流化床锅炉内主要非金属耐火材料的磨损
　　循环流化床锅炉内主要非金属耐火材料的磨损的位置有水冷壁布风板；燃烧室下部四周水冷壁表面；燃烧室内布置的水冷屏、过热器屏等下端表面及其穿墙处周围的水冷壁表面；燃烧室出口周围及出烟口流道内表面；分离器整个内表面；料腿及回料装置内表面；分离器出口烟道内表面；尾部对流烟道入口内表面。�
　　循环流化床锅炉耐火材料破坏的主要原因和机理：一方面是由于温度循环波动和热冲击以及机械应力造成耐火材料产生裂缝和剥落；另一方面是由于固体物料对耐火材料的冲刷而造成耐火材料的破坏。�

3循环流化床锅炉的防磨措施

3.1循环流化床锅炉金属部件的防磨措施

3.1.1金属防磨盖板�
　　防磨盖板是锅炉传统防磨措施之一，其结构见图1，主要用于尾部烟道对流受热面，防磨材料根据防磨位置烟气温度选取，一般采用1Cr18Ni9Ti和20G钢两种材料，板厚为2 mm。

3.1.2防磨堆焊
　　在需要防磨的金属材料表面，堆焊一定厚度的熔焊金属，使母材具有较高的抗磨损性能，主要用于非金属耐磨耐火材料与非保护区之间的过渡处的防磨，如水冷壁下部、过热器、风帽、高温再热器等部位。�
3.2循环流化床锅炉非金属耐火材料的防磨措施�
3.2.1水冷壁衬里
　　水冷壁衬里是用焊在管子表面上的金属销钉将较密的耐磨耐火材料固定在烟气侧的锅炉管件上，结构见图2。图2（a）所示的衬里主要敷设在炉膛下部区域；图2（b）所示的衬里主要敷设在过热器屏和再热器屏易磨损处。

3.2.2非水冷壁薄衬里
　　非水冷壁薄衬里是用一定规律布置的“Y”形抓钉来把耐磨浇注料固定在保温浇注料层外的，抓钉上要涂1 mm厚沥青，以解决金属抓钉与耐磨浇注料之间的温胀差异，其结构见图3。此种衬里适用于表面复杂的部位及设备顶面。�
3.2.3非水冷壁厚衬里�
　　非水冷壁厚衬里主要是把耐磨砖固定在保温砖或保温浇注料的外侧，其结构如图4所示。图4（a）所示的结构适合于大面积或圆弧面处；图4（b）所示的结构适合于钢壳形态较复杂及其它不适合保温砖的部位。

4结束语
　　文章对循环流化床锅炉的炉膛、炉内受热面、布风板、对流烟道受热面、分离器、回料装置等设备上的某些金属部件或非金属耐火材料产生严重磨损的机理进行了分析并提出了相应的防磨措施，供检修及相关人员参考。
　　摘　要：循环流化床锅炉中金属部件及耐火材料的磨损是造成其运行事故的主要原因之一。因此，循环流化床锅炉中金属部件和耐火材料的防磨措施，直接影响循环流化床锅炉机组的经济运行和安全运行。为此，介绍了循环流化床锅炉主要金属部件及耐火材料的磨损及其产生磨损的原因，提出对不同的磨损位置及耐火材料，应采取不同的防磨措施。　　关键词：循环流化床锅炉；金属部件；耐火材料；防磨�� 1循环流化床锅炉典型固体物料参数　　循环流化床锅炉的受热面和耐火材料受到大量固体物料的不断冲刷，造成固体物料的密度及其烟速的范围变化很大，表1给出了各种锅炉典型的固体物料密度和烟速的范围，从表1的数据可以看出，循环流化床锅炉由于其特定的燃烧方式，炉内的固体物料密度为煤粉炉的几十倍到百倍以上。由于磨损（受热面、耐火材料、风帽等）造成的停炉事故接近停炉总数的50%。在国内，已投运的一些循环流化床锅炉受热面磨损爆管事故也时有发生。因此循环流化床锅炉的防磨措施正确与否，直接影响循环流化床锅炉机组的可用率，对机组的安全运行也影响很大。2循环流化床锅炉主要金属部件的磨损2.1循环流化床锅炉内主要金属部件的磨损2.1.1布风装置　　循环流化床锅炉布风装置的磨损主要是风帽的磨损，其中风帽磨损最严重的区域发生在循环物料回料口附近，原因主要是由于较高颗粒浓度的循环物料以较大的平行于布风板的速度分量冲刷风帽导致的。2.1.2炉膛水冷壁管　　炉内水冷壁管的磨损主要集中在以下三个区域：炉膛下部卫燃带与水冷壁管过渡区域管壁的磨损；炉膛四个角落区域的管壁磨损；不规则区域管壁的磨损。炉膛下部卫燃带与水冷壁管过渡区域管壁的磨损原因一是在过渡区域内由于沿壁面下流的固体物料与炉内向上运动的固体物料运动方向相反，在局部产生涡旋流；另一个原因是沿炉膛壁面下流的固体物料在交界区域产生流动方向的改变，因而对水冷壁管产生冲刷。炉膛四个角落区域的管壁磨损原因是角落区域内壁面向下流动的固体物料密度比较高，同时流动状态也受到破坏。不规则区域管壁（如穿墙管、炉墙开孔处的弯管等）的磨损原因主要是不规则管壁对局部的流动特性造成较大的扰动。2.1.3炉内受热面的磨损　　炉膛内屏式过热器、水平过热器管屏的磨损机理与炉内水冷壁管的磨损机理相似，主要取决于受热面的具体结构和固体物料的流动特性。2.1.4对流烟道受热面的磨损　　对流烟道受热面的磨损主要发生在省煤器两端和空气预热器进口处，产生磨损的主要原因是设计上考虑不周，安装时出现误差；另一个原因是受热面材质不好。2.2循环流化床锅炉内主要非金属耐火材料的磨损　　循环流化床锅炉内主要非金属耐火材料的磨损的位置有水冷壁布风板；燃烧室下部四周水冷壁表面；燃烧室内布置的水冷屏、过热器屏等下端表面及其穿墙处周围的水冷壁表面；燃烧室出口周围及出烟口流道内表面；分离器整个内表面；料腿及回料装置内表面；分离器出口烟道内表面；尾部对流烟道入口内表面。� 　　循环流化床锅炉耐火材料破坏的主要原因和机理：一方面是由于温度循环波动和热冲击以及机械应力造成耐火材料产生裂缝和剥落；另一方面是由于固体物料对耐火材料的冲刷而造成耐火材料的破坏。�3循环流化床锅炉的防磨措施3.1循环流化床锅炉金属部件的防磨措施3.1.1金属防磨盖板� 　　防磨盖板是锅炉传统防磨措施之一，其结构见图1，主要用于尾部烟道对流受热面，防磨材料根据防磨位置烟气温度选取，一般采用1Cr18Ni9Ti和20G钢两种材料，板厚为2 mm。3.1.2防磨堆焊　　在需要防磨的金属材料表面，堆焊一定厚度的熔焊金属，使母材具有较高的抗磨损性能，主要用于非金属耐磨耐火材料与非保护区之间的过渡处的防磨，如水冷壁下部、过热器、风帽、高温再热器等部位。� 3.2循环流化床锅炉非金属耐火材料的防磨措施� 3.2.1水冷壁衬里　　水冷壁衬里是用焊在管子表面上的金属销钉将较密的耐磨耐火材料固定在烟气侧的锅炉管件上，结构见图2。图2（a）所示的衬里主要敷设在炉膛下部区域；图2（b）所示的衬里主要敷设在过热器屏和再热器屏易磨损处。3.2.2非水冷壁薄衬里　　非水冷壁薄衬里是用一定规律布置的“Y”形抓钉来把耐磨浇注料固定在保温浇注料层外的，抓钉上要涂1 mm厚沥青，以解决金属抓钉与耐磨浇注料之间的温胀差异，其结构见图3。此种衬里适用于表面复杂的部位及设备顶面。� 3.2.3非水冷壁厚衬里� 　　非水冷壁厚衬里主要是把耐磨砖固定在保温砖或保温浇注料的外侧，其结构如图4所示。图4（a）所示的结构适合于大面积或圆弧面处；图4（b）所示的结构适合于钢壳形态较复杂及其它不适合保温砖的部位。4结束语　　文章对循环流化床锅炉的炉膛、炉内受热面、布风板、对流烟道受热面、分离器、回料装置等设备上的某些金属部件或非金属耐火材料产生严重磨损的机理进行了分析并提出了相应的防磨措施，供检修及相关人员参考