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CFB锅炉局部磨损及解决措施
发布时间:2012-02-16 18:06 阅读: 打印本页 || 关闭窗口

 

提要:本文介绍一台燃用福建无烟煤的CFB锅炉的局部磨损情况,分析其磨损原因,以及采取的防磨措施和效果。

循环流化床锅炉局部磨损及解决措施
吴剑恒
(福建省石狮热电有限公司,福建 石狮 362700)

    摘    要:CFB锅炉内的高颗粒浓度和高运行速度对锅炉部件的磨损比较严重。本文从旋风分离器及其出口膨胀节、蒸发管束受热面和风帽磨损四方面介绍了燃用福建无烟煤的CFB锅炉的局部磨损情况。并分析其原因,提出了相应的防磨措施。
    关键词:CFB锅炉;局部磨损;旋风分离器;措施

    循环流化床(简称CFB)作为新一代高效、低污染、清洁燃烧技术,具有燃料适应性广、负荷调节性能好、燃烧稳定、低污染物排放等优点,已得到广泛应用。
    由于CFB锅炉的运行特点使得炉内部件受到含尘烟气的高速冲刷,磨损问题较为突出。尽管在设计时采用了许多防磨措施,但由于CFB锅炉内的高颗粒浓度和高运行烟速,锅炉部件的磨损仍较严重。
    本文介绍一台燃用福建无烟煤的CFB锅炉的局部磨损情况,分析其磨损原因,以及采取的防磨措施和效果。锅炉额定蒸发量75t/h,过热蒸汽压力3.82MPa,过热蒸汽温度450℃。燃料颗粒度≤8mm,累计运行21 345h。
    一、旋风分离器磨损
    锅炉运行6 485h,旋风分离器中心筒和出口转向室(12Cr1MoV,δ=12mm)多处被磨穿,分离器内衬耐磨可塑料多处脱落,分析其主要原因为:(1)入炉煤细粉所占比例过大,小于l mm的颗粒重量百分比超过50%,远高于30%的设计值;煤粒在挥发析出阶段破碎和燃烧过程磨损、挤压又产生大量细粉,大大提高了分离器入口的飞灰浓度,而磨损与浓度成正比。(2)实际燃煤灰分含量比设计燃料高10%以上,分离器收集的灰量无法全部返回炉膛再燃烧,多余的灰最终随烟气直接经分离器中心筒排到尾部烟道,造成中心筒和转向室的冲刷磨损。(3)锅炉厂在设计时低估了分离器的工作环境,没有充分考虑中心筒和转向室的磨损问题(内壁没有衬任何耐磨材料),使高速的含尘烟气直接冲刷、撞击金属元件而造成严重磨损。
    我们从材料性能着手,采用“龟甲网+纯刚玉耐磨耐火可塑料”对分离器进行技术改造。对中心筒和出口转向室磨穿部位进行修补,在其内壁焊接规格为20mm×2mm的龟甲网,再敷设一层厚度为25mm的纯刚玉耐磨耐火可塑料;打掉分离器入口处、内壁敷设的原耐磨可塑料表面层,在销钉上焊接龟甲网,再敷设23mm厚的纯刚玉耐磨耐火可塑料。
    运行实践证明,纯刚玉耐磨耐火可塑料的耐磨性能良好,除个别部位有小面积表面涂层脱落外,绝大部分可塑料表面仍基本完好,没有明显的磨损痕迹。
    二、旋风分离器出口膨胀节损坏
    锅炉仅投运8个月就发现旋风分离器出口膨胀节损坏造成烟道漏气,影响锅炉正常运行,使引风机电耗增加、锅炉运行效率下降,运行人员操作调节困难。
    旋风分离器出口膨胀节是锅炉烟气出口的咽喉部位和颈缩段,552℃左右的含尘烟气以约17m/s的速度从此经过,而磨损与烟速的3.6次方成正比,造成膨胀节内衬板磨穿。
    我们对该膨胀节进行改造,将其内截面由2 168mm×2 209mm缩小为1 976mm×1 939mm,伸缩缝由120mm缩为40mm,将内衬板改为防磨板,上面焊φ6mm抓钉并浇注约200mm厚的耐磨耐火可塑料。
    运行至今,该膨胀节磨损正常,未再发生损坏漏气故障,提高了锅炉运行的可靠性和经济性,减少了维护和检修工作量。
    三、蒸发管束受热面磨损
    正对着旋风分离器人口的几根蒸发管束管磨损严重。主要原因是,最后一排蒸发管束距旋风分离器入口仅lm,大量含尘烟气要集中通过一个较小的分离器入口,必然在分离器靠两侧炉墙处形成死角,造成一个不均匀的流速场,使正对着分离器人口的蒸发管束处的烟气流速大大提高,而严重磨损,蒸发管束除了第一排迎风面加防磨片,其他三排均为光管,因而磨损也很严重。2002年5月停炉检查(累计运行14 436h),们2mm×4mm蒸发管束靠分离器进口处第一、二排磨损较大,个别磨损量超过壁厚的1/3,只好更换了12根,占总数量的22%。
    目前,我们在对应分离器入口的所有四排蒸发管束管迎风面和侧面都增加防磨片,延长了蒸发管束的寿命。并且,我们计划设置导流板,以改变流速场的分布,彻底解决蒸发管束磨损问题。
    四、风帽磨损
    布风板上布置800多个“7”型定向风帽,风帽出口以一定的角度围绕布风板上的两个排渣管布置,使流化床布风均匀,有利于床内细颗粒的流化以及把较大颗粒排向排渣管口。运行初期,风帽磨损较严重,主要原因是风帽节距较小,布置过密,以及施工的偏差,致使部分风帽喷出的空气混合物直接冲刷前面的风帽,造成风帽磨损。
    对现有锅炉要改变风帽节距难度太大,我们采取加大风帽壁厚、调整最佳安装角度、严把风帽材质关、尽量避免炉床超温运行等一系列措施,使风帽寿命一般在7 000h以上,保证了锅炉稳定、连续运行。
    五、效果评价
    通过分析CFB锅炉磨损原因并相应采取针对性有效防磨措施,至今没有发生因磨损造成的锅炉爆管或炉内砌体脱落的停炉故障,提高了锅炉运行的可靠性和经济性。

    参考文献:
    [1]岑可法,倪明江等著.循环流化床锅炉理论设计与运行[M].中国电力出版社,1998.5.

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