浅谈循环流化床锅炉磨损与预防
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【摘 要】主要介绍循环流化床锅炉磨损原因、状况、机理，根据磨损状况采取的必要防范措施。
【关键词】磨损;受热面;耐火材料
一、概述
内蒙古伊泰煤制油有限责任公司2台锅炉由无锡锅炉厂生产的UG200/9.8-M型单汽包自然循环、固态排渣循环流化床锅炉。锅炉额定出力200t/h，主蒸汽压力9.8MPa，主蒸汽温度540°C，给水温度158°C，排烟温度180°C。
锅炉受热面主要有水冷壁、屏式过热器、高温过热器、低温过热器、省煤器、旋风分离器、返料器、空气预热器。
在循环流化床锅炉的运行中，含有燃料、燃料灰、石灰石及其反应产物的固体床料，在炉膛-分离器-返料器-炉膛这一封闭循环回路处于不停地高温循环流动中，并在炉内850-950℃进行高效率燃烧及脱硫反应；因此，在循环回路相应部位会产生一定的磨损。磨损严重时不仅影响锅炉的安全运行，还可能限制循环流化床锅炉某些优点的发挥，磨损使锅炉的运行维护费用增大，利用率降低，给企业生产带来损失。
因此，调查分析循环流化床锅炉磨损原因，针对磨损现状采取必要的措施，对安全生产提高运行效率，发挥循环流化床锅炉的优点等都有重要的现实意义。
二、流化床锅炉的主要磨损部位
受热面主要磨损部位：
1、布风装置中风帽磨损最严重，其区域位于循环物料回料口附近[177]。
2、水冷壁磨损最严重部位是炉膛下部炉衬、敷设卫燃带与水冷壁过度区域、不规则管壁（如穿墙管、炉墙开孔处弯管、管子接口处焊缝等）[177]
3、二次风喷口处
4、屏式过热器
5、旋风分离器入口烟道及旋风分离器。
6、尾部竖井受热面（如高温过热器、低温过热器、省煤器、空气预热器）
耐火材料的磨损：
耐火材料的作用主要是防止锅炉高温烟气和物料对金属构件的高温氧化腐蚀和磨损，兼有隔热作用。循环物料的磨损首先发生在耐火材料上，从而保证金属结构的使用寿命。
我公司200t/h循环流化床锅炉使用耐火材料的主要区域有：
1、布风板与风帽之间；2、炉内下部四周水冷壁表面；3、屏式过热器下端表面；4、炉膛出烟口内表面及与出烟口相邻的后墙部分表面；5、旋风分离器内表面；6、料腿及回料腿内表面；7、出口烟道内表面；8、尾部受热面集箱表面；
三、磨损的主要危害
流体或固体颗粒以一定的速度和角度对受热面和耐火材料表面进行冲击、冲刷都可造成磨伤和损坏，因此在循环流化床锅炉中磨损是受热面事故的第一原因。
在受热面磨损中，不论是水管、气管、烟风管的磨损，都可导致热应力变化使其受热不均；严重时造成爆管、受热面泄露，甚至导致锅炉停炉。耐火材料磨损会使耐火层脱落、锅炉漏风或加重受热面磨损。布风装置的磨损将导致布风不均匀，甚至导致锅炉结焦。以上问题都将影响锅炉正常、安全、经济的运行。[177]
四、影响流化床锅炉磨损的主要因素
1、燃料特性的影响（因为循环流化床锅炉燃料适应性广，不同燃料不同的特性与磨损密切相关）[189]
2、床料特性的影响[190]
1）床料粒径的影响（床料粒径、浓度与磨损有密切关系，床料直径很小时受热面冲蚀磨损小，床料直径增大磨损量增大）
2）颗粒形状影响
3）床料硬度影响
当颗粒硬度接近或高于被磨损材料硬度时，磨损率迅速增加
4）颗粒成分影响
3、物料循环方式影响
4、运行参数的影响
1）床温的影响
2）烟气速度的影响
5、受热面结构及布置方式的影响
1）受热面材质影响，包括材料硬度、热物理性能[192]
2）受热面结构布置影响，包括管束结构、管束布置[193]
五、流化床锅炉各主要部位磨损原因分析
1、布风装置
布风装置磨损主要由于较高颗粒浓度的物料以较大的与布风板平行的速度风量冲刷风帽，从而使风帽小孔扩大。
2、水冷壁、屏式过热器、高温过热器、低温过热器、省煤器、空预器
主要由于冲刷、冲击、微振、受热面具体结构和固体物料的流动性
3、二次风喷口处及密相区、燃烧室
二次风喷口处磨损原因：由于密相区内物料的脉动会将床料带入二次风喷口使二次风喷口处磨损。密相区磨损原因：取决于流化速度、床料特性、布风板高度。燃烧室磨损原因：由于锅炉运行过程中温度波动产生热冲击和热应力使耐火材料产生裂缝和削落。
4、旋风分离器入口烟道及分离器
物料在上升过程由于烟气发生旋转，物料方向改变，速度快且粒度、密度大，更由锅炉运行中出现反复热冲击、温度循环变化、磨损和挤压使的旋风分离器入口烟道及分离器耐火材料破损
5、返料器及立管
返料器及立管磨损由于热冲击和颗粒循环变化导致
六、流化床锅炉耐火材料磨损的原因
1、热应力和热冲击造成的磨损。主要表现为温度循环波动和热冲击以及机械应力使耐火材料产生裂缝和削落。
2、固体物料冲刷造成的磨损。主要表现为物料对耐火材料强烈冲刷导致的破损。
3、耐火材料性质变化造成的磨损。耐火材料变质、理化性能降低而导致的破损。
七、流化床锅炉磨损问题的处理措施
1、选择合适的防磨材料（对于锅炉内部需要加装防磨材料的部位选择合适的防磨耐火材料）
2、采用金属表面喷涂技术对受热面管子加装防磨涂层
3、对受热面管子加装防磨构件、防磨护瓦
4、对某些特殊部位改变其几何形状，炉膛内表面的管子和炉墙做到“平”、“直”、“滑”，不要有凸起部位
5、炉膛水冷壁防磨措施：①加装局部挡板（防磨梁）改变物料流动方向②改变水冷壁管的几何形状③适当增加卫燃带高度[202]
6、在对已磨损部位并在运行中发现时（如受热面承压部位发生爆管、泄露）应及时停炉维护，防止事故扩大。
参考文献
[1]路春美、程世庆、王永征。循环流化床锅炉设备与运行。北京：中国电力出版社。2003.
作者简介
1马靖，出生年月(1981.12-)，性别 男，内蒙古省 鄂尔多斯 市(籍贯)，现职称：助理工程师，学历：本科，研究方向：热电厂锅炉.