【摘 要】近年来，随着我国循环流化床锅炉技术不断提升，逐渐呈大型化发展，但自重的受热磨损是锅炉技术的重点研究问题。本文以陕西陕化煤化工有限公司M型循环流化床锅炉为背景，从倒U型循环流化床锅炉与M型循环流化床锅炉的异同着手，通过对M型循环流化床受热面易磨损的部位及原因的分析， 从锅炉结构设计、防磨材料的选用和表面处理，安装施工技术要求、运行等方面 ，提出了预防和减小磨损的措施 ， 为较好地实现循环流化床锅炉的稳定运行提供参考。 【关键词】循环流化床锅炉；受热面；磨损；颗粒；防磨措施
引言
循环流化床锅炉是当前国内中小发电机组推广的一种洁净煤燃烧锅炉，可以燃用烟煤贫煤褐煤无烟煤煤矸石等各种燃料，燃料适应性好，燃烧效率可达99%，热效率可达88%冲压滤网～91%，能实现灰渣综合利用。在循环流化床锅炉中，有许多部件工作在高温高固体颗粒不断冲刷环境下，虽然已采取了一些防磨措施，但运行结果仍表明锅炉设备的磨损十分严重，经常由于
磨损问题造成停炉因此如何从磨损机理出发，采取进一步的防磨措施，对循环流化床锅炉的推广应用是一个十分现实又重要的问题。
循环流化床锅炉以其高效、低污染、煤种适应范围广、燃烧效率高、清洁、环保的优势，在世界范围内被广泛的使用。但其缺点是：受热面易磨损从而使检修费用增大，运行周期短，素有钢铁换蒸汽之称。因此，对其防磨技术的研究越来越受到人们的关注。
1 pinset倒U型循环流化床锅炉与M型循环流化床的异同
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一般的循环流化床锅炉为倒U型，其受热面组成为：埋管、水冷壁、过热器三部分。其炉型特点：1.燃烧室高大，这样有利于燃料被充分燃烧；2.埋管距床面差距大，平均高度差在2m左右，这样能减少较大颗物料对埋管的冲刷磨损。
陕西陕化煤化工有限公司是2009年6月由陕西煤业化工集团有限责任公司和陕西陕化化肥股份有限公司共同出资组建成立，注册资金11.45亿元。公司安装的M型循环流化床锅炉其受热面组成为：埋管、水冷壁、过热器、对流管四部分其炉型特点为矮长、埋管距床面平均高度差不足1m，其受热面更易磨损，燃烧条件更为复杂难控。总体来说，倒U型循环流化床锅炉比该公司M型循环流化床锅炉更科学、合理、经济、环保。
2 型循环流化床受热面易磨损的部位及原因分析
对于循环流化床锅炉而言，耐火材料磨损、受热面磨损，主要由冲蚀磨损表现，通常将耐磨性、磨损率与磨损量纳入磨损性能的评价体系。
受热面包含炉膛水冷、外置式换热器、过热器管屏及尾部对流烟道等受热面，由于微振磨损、冲击磨损与冲刷磨损所致。
2.1 炉膛水冷壁
对于受热面磨损而言，水冷壁管磨损最为严重。当耐火材料、水冷壁的交界处出现磨损时，因锅炉为有效提升蒸发受热面，在水冷壁处不设置耐火材料，而在炉膛下部浓相区的水冷壁管设置。以确保水冷壁、耐火材料之间的过渡区域、交接区域的气体与固体的正常流动与变化，进而导致区域性水冷壁磨损。同时，不规则管壁出现磨损，当炉膛设置有观火孔与人孔门时，该处极易受到磨损，水冷壁焊接处作为磨损面之一。在测试炉温时，在颅内插入热电充足，会严重影响局部颗粒、流动特性，导致邻近水冷壁管、热电偶护套之间出现磨损。
2.2 炉内其他受热面
处于锅炉炉膛内时，在设置水冷壁之后，还涉及了许多过热器管屏、屏式翼形管与屏式过热器，由于其磨损机理类似于水冷壁。因此，炉顶受热面也作为受磨损的重要部位。
2.3 尾部对流烟道受热面磨损
对于流烟道受热面而言，尾部对流包含空气预热器、省煤器与过热器，因为这些受热面在旋风分离器后，按照磨损特征，类似于煤粉锅炉。流烟道受热面磨损的发生机理，主要由于分离器无法达到设计的运行效率，尾部对流受热面含有大量飞灰颗粒，增加了烟气的飞灰浓度，进而增加了磨损度。
2.4 外置式换热器的磨损
外置式换热器处于运行状态时，主要为鼓泡床工况，因运行风速比临界流化速度稍微要高，窗内极少出现燃烧。所以，磨损问题明显轻于炉内受热面、鼓泡流化床锅炉，主要因为微振而引起传热管壁受损。
按照机理不同，磨损分为粘着磨损、磨料磨损、腐蚀磨损、疲劳磨损、冲蚀磨损和微动磨损等。冲刷磨损和冲击磨损是造成循环流化床受热面磨损的主要原因。所谓冲刷磨损是指烟气的流动方向与受热面平行时，固体物料冲刷受热面而造成的磨损。冲击磨损是指烟气的流动方向与受热面成一定角度或相垂直时，固体颗粒冲击碰撞受热面而造成的磨损。其磨损程度与固体颗粒的流动方向和速度关系较大，当 固体颗粒与管束垂直撞击，则管束表面承受的冲击和磨损也最大。由公式E=ku3pd2（其中k为系数）可以看出，磨损速率E与颗粒流速Up的三次方成正比，与颗粒直径d的平方成正比。因此降低烟气流速，减少物料颗粒直径，也是减轻受热面磨损的一种方法。
2.5 埋管
埋管布置在密相区，其前墙有进煤口，后墙有返料口，侧墙有二次方口等。物料的浓度高、运动剧烈，温度高达850～1000℃，所处环境比较恶劣。受物料激烈的冲刷撞击，其磨损速度较快。我们初次使用流化床锅炉没有经验，结果运行不到半年就发生了埋管被磨穿事故。
2.6 凝渣管和过热器
由于后墙与炉顶的空间距离较小1.5m，因此烟气在此处被压缩。物料颗粒浓度大，烟气流速高，固体颗粒对管壁的撞击力大，撞击次数多。由于烟气在此转向向下流动，也就造成了固体颗粒顺着过热器管束向下滑动，给过热器管造成了更大的磨损损失。
2.7 对流管
烟气只是在进口和出口部分流速较高，固体颗粒对其冲刷撞击较大，这部分对流管也是经常发生泄漏的地方。
3 防磨措施
3.1 埋管增加鳍片式防磨瓦
由于埋管工作温度高，环境恶劣，管束受物料冲刷撞击剧烈，因此我们特意选用耐热抗磨的合金钢G21Ni14Si2加工制作鳍片式防磨瓦对埋管进行全包。这样一方面增加埋管的使用寿命；另一方面，鳍片防磨瓦也增加了埋管的换热面积，提高了锅炉的热效率。3.2 拆除部分后墙
由于后墙与炉顶空间狭小，烟气在此流速高，使凝渣管和过热器很容易受到磨损。因此我们决定把后墙拆掉500mm，以扩大烟气流通面积，降低烟气流速，减少烟气中固体颗粒对管束的撞击磨损。
3.3 凝渣管与过热器加装防磨瓦
虽然我们降低了后墙高度，减轻了烟气中固体颗粒对管束的撞击磨损，但毕竟烟气是从燃烧室中过来，灰尘浓度大，对管束磨损大，是导致因泄漏停炉检修的主要原因。因此我们对其加装防磨瓦。
经过测试结果显示，错列管束与顺列管束的第一排呈相同的局部磨损，局部磨损量角度最大值为45～60度。 但错列管束第二排的磨损量角度最大值在30度～45度，随着颗粒直径的不断增大，磨损量角度随之减小。所以，当防磨瓦角度处于0度～60度范围时，即可达到保护作用。因此对凝渣和过热器前三排安装呈120°，G21Ni14Si2的光管防磨瓦对管束进行保护。
4 对防磨瓦的制作和安装要求
材料防磨主要指选择适合于流化床锅炉使用的防磨材料， 例如金属和非金属材料、耐火内衬材料及对金属表面进行喷涂处理的材料等， 仙台病毒其中防磨瓦是非常主要的防磨材料，对它的加工和使用有严格的规范。
完成防磨瓦加工之后，必须确保笔直，若弯曲无法良好贴合管子，导致防磨瓦超出标准问题，使得使用寿命明显缩短。加工防磨瓦的圆周角不得小于120°，以避免安装位置不端正而起不到防护作用。鳍片式防磨瓦长200～250mm为宜，两片防磨瓦结合处要满焊。光管式防磨瓦长度为300mm左右为直，卡箍间距不得太长。每片防磨瓦上焊三个卡箍，两头一边一个，中间一个，避免运行时卡箍与卡箍间发生下垂脱离管子，出现烧断问题。通过焊接，只可焊接防磨瓦和卡箍，无法焊接管子，确保防磨瓦的自由伸缩。防磨瓦之间的膨胀间隙不宜过大。膨胀间隙处也要加防磨瓦，可以架在间隙两边的防磨瓦上，一边焊死，另一边自由伸缩。安装时严把质量关。防磨瓦与管子贴实，安装整齐，以降低防磨瓦的工作温度。
5 结束语
循环流化床锅炉的磨损问题应从工艺和设备两个方面来解决。工艺方面：在不影响燃烧的
情况下，尽量减少锅炉通风量，从而降低烟气流速；在燃料方面尽量提高煤料颗粒的均匀度，减少烟气中颗粒的浓度。在设备方面：根据受热面的磨损不同程度采取金属喷涂、加装防磨瓦等措施来解决受热面的防磨问题。锅炉在运行中应定期停炉检查防磨瓦，发现防磨瓦变形、翘起、偏斜、脱落。应及时更换、补齐，从而使循环流化床锅炉能够长周期稳定的运行。
参考文献：
[1]岑可法，倪明江，骆仲泱.耳包等.循环流化床锅炉理论设计与运行[M].北京：中国电力出版社，1998.
[2]任功德.循环流化床锅炉运行缺陷分析与正确安装[J ].华北电力技术， 2001 （1）.
[3]李福友.循环流化床锅炉的磨损分析与对策[J].现代电力，客流分析数据2005（2）.
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