循環(huán)流化床鍋爐水冷壁磨損的控制

1、循環(huán)流化床鍋爐水冷壁磨損的控制    文章摘要：石家莊熱電有限公司采用DG410/9.81-9型循環(huán)流化床鍋爐，由于循環(huán)流化床鍋爐獨(dú)特的流態(tài)化燃燒方式，不可避免的造成膜式水冷壁的沖刷磨損，以至于爆管事故頻繁發(fā)生。為此，公司采取的膜式水冷壁局部熱噴焊和控制鍋爐用風(fēng)量、控制燃煤粒度等措施，有效的降低了水冷壁的磨損，水冷壁爆管發(fā)生率明顯降低，鍋爐運(yùn)行周期明顯見(jiàn)長(zhǎng)，取得了良好的效果。關(guān)鍵詞循環(huán)流化床鍋爐 水冷壁  磨損控制1前言 循環(huán)流化床鍋爐具有高效、低污染、調(diào)節(jié)靈活、煤種適應(yīng)廣、爐渣綜合利用率高等特點(diǎn)。特別是環(huán)保方面的實(shí)用性，使得這種鍋爐近年來(lái)在電

2、站和熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目上應(yīng)用廣泛。石家莊熱電有限公司八期技改工程就采用了四臺(tái)DG410/9.81-9型循環(huán)流化床鍋爐。論文論文參考網(wǎng)投產(chǎn)運(yùn)行一年后，由于膜式水冷壁磨損嚴(yán)重，水冷壁爆管頻繁發(fā)生，以至于最長(zhǎng)連續(xù)運(yùn)行時(shí)間很難達(dá)到一個(gè)月，嚴(yán)重影響了公司的經(jīng)濟(jì)效益。為此，公司從檢修工藝和運(yùn)行調(diào)整兩方面入手，采取措施，控制磨損，成效顯著。2磨損機(jī)理分析物體表面與磨粒相互摩擦引起表面材料損失的現(xiàn)象叫磨粒磨損。它是指一個(gè)表面同它相匹配表面上的硬質(zhì)物體或硬質(zhì)顆粒，產(chǎn)生切削或刮擦作用，引起材料表面破壞。在流化床系統(tǒng)中，磨粒磨損現(xiàn)象十分嚴(yán)重。磨粒磨損的機(jī)理有三種假說(shuō)：（1）微切削假說(shuō)，即磨粒磨損是由于磨料顆粒沿金屬表面進(jìn)

3、行微量切削過(guò)程引起的;（2）疲勞破壞假說(shuō)，即磨粒磨損是磨粒使金屬表面層受交變應(yīng)力和變形，便材料表面疲勞破壞;（3）壓痕假說(shuō)，對(duì)于塑性較大的材料，因磨粒在力的作用下壓入材料表面而產(chǎn)生壓痕，從表面層上擠出剝落物?？傊?，磨粒磨損的機(jī)理是屬于磨料顆粒的機(jī)械作用，它在很大程度上與磨粒的相對(duì)硬度、形狀、大小、固定程度以及載荷作用下磨粒與被磨表面的力學(xué)性能有關(guān)。減少磨粒磨損一般從兩方面采取措施，一是增強(qiáng)材料的抗磨性能；二是防止或減少磨粒進(jìn)入摩擦表面間。 3采取的控制措施3.1檢修工藝方面3. 1. 1膜式水冷壁局部熱噴焊采用先進(jìn)的電弧噴涂技術(shù)，施工過(guò)程主要兩部分組成：首先進(jìn)行表面預(yù)處理，然后進(jìn)行耐

4、磨防護(hù)噴焊。涂層材料為PT60高強(qiáng)度超耐磨材料，規(guī)格為2.5mm。    表面預(yù)處理采用噴砂防銹的方式，噴砂材料選用質(zhì)堅(jiān)有棱角、粒徑為24mm的石英砂，雜質(zhì)含量低于5%，水分低于1%。噴砂前調(diào)整好風(fēng)壓和噴砂量，噴砂氣壓為0.50.6Mpa，砂流量58Kg/min，噴槍與工作面成75度，噴砂速度為58m2/h,對(duì)施工部位全面細(xì)致的除銹和表面粗化。表面質(zhì)量達(dá)到sa3級(jí)，表面粗糙度達(dá)到5080µm。噴砂除銹粗化后，及時(shí)進(jìn)行噴焊。噴焊至少分10次完成，使涂層厚度最終達(dá)到0.6mm以上。施工完的噴涂層表面均勻光滑，無(wú)麻面、起皮、開(kāi)裂、脫落等現(xiàn)象，涂層邊緣平滑過(guò)渡。

5、金相宏觀檢查：噴焊層與基體結(jié)合致密，無(wú)分層現(xiàn)象。微觀分析：噴焊強(qiáng)化有三種方式：硬化相強(qiáng)化、固熔強(qiáng)化和彌散強(qiáng)化，其中以硬化相強(qiáng)化為主，并且硬化相強(qiáng)化效應(yīng)使噴焊層具有很好的紅硬性，用里氏硬度計(jì)測(cè)得產(chǎn)品的噴焊層表面硬度不小于HRC55。  論文論文參考網(wǎng)3. 1. 2加裝防磨平臺(tái)在爐膛密相區(qū)的澆注料頂端，沿高度方向形成一個(gè)寬250mm,高210mm的平臺(tái)。運(yùn)行中平臺(tái)上形成物料堆積，使沿爐膛壁面下流的固體物料在下落時(shí)實(shí)現(xiàn)軟著陸，改變下流物料的運(yùn)動(dòng)速度，減小固體顆粒對(duì)水冷壁的局部沖刷磨損。3. 2運(yùn)行調(diào)整方面3. 2. 1嚴(yán)格控制適宜的風(fēng)量 煙氣流速是影響鍋爐內(nèi)壁磨損最主要的因素，研究表明，磨

6、損量與煙氣流速的3次方成正比關(guān)系。煙氣流速的大小直接影響到流動(dòng)飛灰的運(yùn)動(dòng)動(dòng)能和單位時(shí)間內(nèi)沖擊到爐內(nèi)壁的灰粒量。循環(huán)流化床鍋爐的運(yùn)行是流態(tài)化的高溫物料懸浮燃燒，風(fēng)量的大小將直接影響到鍋爐的安全運(yùn)行。理論上講，運(yùn)行風(fēng)量略高于最小流化風(fēng)量即可。但在實(shí)際操作中，為了提高保險(xiǎn)系數(shù)，常以過(guò)大風(fēng)量運(yùn)行，造成煙氣流速過(guò)快，這將嚴(yán)重加大鍋爐的磨損，同時(shí)增加動(dòng)力消耗。為此，根據(jù)鍋爐設(shè)計(jì)要求，嚴(yán)格控制鍋爐總風(fēng)量不超過(guò)361000Nm3/h和底部流化風(fēng)量不超過(guò)208000Nm3/h。在鍋爐帶80%B-MCR以上負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，應(yīng)控制氧量在4%以下。燃用任何煤種時(shí)，鍋爐總煤量不得超過(guò)額定工況下的設(shè)計(jì)給煤量46.93t/h。

7、3.2.2嚴(yán)格控制入爐煤的煤質(zhì)和粒度由于循環(huán)流化床鍋爐的燃料適應(yīng)性廣，可以燃用劣質(zhì)煤，人們就會(huì)以為這種鍋爐只適宜于燃用劣質(zhì)煤。實(shí)則不然，如果燃用優(yōu)質(zhì)煤，循環(huán)流化床鍋爐的優(yōu)勢(shì)則更明顯，運(yùn)行工況更好，消耗低，排渣熱損失小，燃燒效率明顯提高。若燃用劣質(zhì)煤，由于其比重大，用風(fēng)量提高，動(dòng)力消耗增大，磨損加劇。另外如果煤質(zhì)變差，灰分增加，燃煤量增加，造成煙氣中飛灰濃度劇增，也會(huì)加重水冷壁磨損。所以，燃用優(yōu)質(zhì)煤，有利于延長(zhǎng)運(yùn)行周期，經(jīng)濟(jì)效益明顯。灰粒磨損特性指灰的硬度、溫度、形狀和顆粒大小等的影響。如果灰中多硬性物質(zhì)、灰粒粗大而有棱角，則灰粒的磨損特性增強(qiáng)。因此應(yīng)該嚴(yán)格控制入爐煤的粒度，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，保證入爐煤粒度d50=1mm,最大粒徑不超過(guò)8mm。3.2.3控制鍋爐床壓   根據(jù)鍋爐設(shè)計(jì)要求控制鍋爐床壓不超過(guò)8Kpa，料層差壓在38745180Pa范圍內(nèi)。如果料層差壓偏高，則會(huì)需要較大的流化風(fēng)量，相應(yīng)會(huì)增加動(dòng)力消耗和磨損。4取得的成果石家莊熱電有限公司的循環(huán)流化床鍋爐在檢修時(shí)分別進(jìn)行了熱噴焊處理和加裝防磨平臺(tái)；在鍋爐運(yùn)行過(guò)程中嚴(yán)格控制鍋爐用風(fēng)量、嚴(yán)格控制入爐煤的煤質(zhì)和粒度等，經(jīng)過(guò)一年多的運(yùn)行與試驗(yàn)觀察，膜式水冷壁磨損情況明顯減輕，因磨損發(fā)生爆管的現(xiàn)象明顯減少，鍋爐運(yùn)行周期大大增長(zhǎng)，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。 參考文獻(xiàn)：1霍林.J