浅谈循环流化床锅炉运行调整及磨损治理

1、.中国电力httpchinapower：.；浅谈循环流化床锅炉运转调整及磨损治理 摘要：分析了循环流化床运转时应该留意的技术问题，对运转中出现的受热面磨损情况进展了分析，并提出了应该采取的技术措施。关键词：流化床运转调整磨损治理0前言循环流化床锅炉这个新产品，自上个世纪80年代后期投放市场运转以来，就以其独特的熄灭效率高、煤种顺应性能广、运转调整简单、维护检修方便、负荷调整范围宽，以及环保效益好、炉内脱硫效率高、灰、渣活性好、综合利用途径广等优点被人们所信任。经过十多年的运转实际检验，充分证明了循环流化床锅炉不但是一种环保、节能的综合型炉，而且也是一种替代其它老式炉型的新炉型。经济运转的调整任

2、何一台设备、一种产品投放社会和市场以后，都要接受消费实际的检验，都要逐渐被运用他的人去认识，从而确定他的先进与落后。循环流化床锅炉也是一种设备和产品，它的运转好坏主要检验其平安性和经济性，以及社会的综合效益性和对环境的维护性；其后再检验它的稳定性，适用性和人们操作、运用它的难易性以及对本企业发明经济效益的好坏性。 锅炉既是一种蒸发设备,又是一种熄灭设备。就其燃料在炉内的熄灭本身来讲它是一种非常复杂的化学反响过程，怎样搞好这种化学反响即：完全熄灭。不但是设计、制造、安装、调试、监视检验单位的责任，而且也是运用单位的责任。无论从哪一方面讲,谁都不能也不能够将燃料中的炭原子、氢原子、可燃硫原子和空气

3、中的氧原子进展100%的化合反响，生成二氧化碳分子、水蒸汽分子以及二氧化硫分子。就运转调整而言，在现有的设备根底上经过精心调整，选出较适宜的运转工况，按着完全熄灭的四个条件，确保熄灭的顺利进展，是从事锅炉专业一切人员的责任。循环流化床锅炉采用的是低温熄灭新技术，这在熄灭领域确是一个艰苦创举。由于任何的化学反响，温度都是反响过程中的催化剂，温度越高、反响的速度就越快、越猛烈、越完全、越彻底、需求燃烬的时间就越短。而循环流化床锅炉的炉内熄灭温度，要比普通的煤粉炉、老式的链条炉、趋于淘汰的沸腾炉、运转本钱昂贵的燃油炉低许多，那么反响的速度从实际上讲就要缓慢许多，而完全熄灭需求的时间就要长一些。所以说

4、怎样在这个较低的温度场里，能获得一个较高的熄灭效率，是循环流化床锅炉的独特优点，也是这种新式炉型较其它任何老式炉型的最大优越之处。 循环流化床锅炉刚入炉的煤和其他炉型一样，都是先预热后再蒸发水分，而后析出挥发份马上在密相区进展熄灭，较小颗粒的煤被剧烈的流化后送到了稀相区继续熄灭。而且在一次的循环中熄灭不烬，可在下一个循环中继续进展熄灭，这样燃料和循环物料在炉内往复循环多次，直至将燃料中的可燃物燃烬为止。追其根本缘由就是在整个的循环过程中，由于炉内的温度场变化不大，有利于可燃物充分燃烬。所以说该炉型的熄灭效率可达98%以上，是经过实际检验和多次热力实验测试数据证明的。司炉人员在运转调整中，只需将

5、一、二次风量、给煤量、床温暖循环物料浓度控制在适宜的范围内就可以。根据几年来的运转阅历和实际根据，一、二次风量比为6：4或7：3较为适宜，在50%以下负荷时可停顿二次风机运转，以节省厂用电量。为了减少排烟损失q2的份额，烟气中含氧量应控制在4.56%之间,料层差压控制在10000Pa之内，炉膛压差控制在10001300 Pa之间较为适宜，这时的锅炉效率也较高，负荷也容易带，各种参数也较正常，这时的循环倍率也能和设计数值相吻合。相反，除负荷带不上外，各处的温度也较高，除给平安运转带来危害外，也给炉内脱硫带来诸多困难。 以济南锅炉厂设计消费的YG75/5.29?M型次高压、次高温循环流化床锅炉为例

6、，布风板上的密相区均是一个矩形，所以二次风出口的风速就不能一样，左、右侧墙二次风应略高些，但两侧数值必需相等；前、后墙可略低些，数值也必需相等；以确保火焰能在炉膛中心相聚后向上流动。如两侧数值相差较大，势必呵斥二次风刚性不同火焰中心偏移，从而呵斥两侧物料浓度偏向较大，极易造生磨损不均。根据炉膛的几何尺寸和冷态空气动力场实验，左、右两侧墙的二次风出口速度调整至1821米/秒，前、后两侧墙二次风出口风速调整至1517米/秒时较为适宜。关于四面墙二次风出口风速调至多少适宜，主要看流化床矩形面积的长宽比。这时从飘带的显示强弱察看，风都聚到了炉膛中心，再将这种配风工况模拟到热态运转上，火焰中心就不会呵斥

7、偏移，更不会呵斥两侧气、固两种物质浓度不均、粒度不均而产生磨损不均的景象。 循环流化床锅炉运转调整虽非常简单，但怎样样能调整好，以到达最平安、最经济和最稳定的工况却不非常容易。平安和经济有时是有矛盾的，我们一定要充分认识这种矛盾，决不能逃避这种矛盾，只需认识了，才干去处理，只需处理了，才干更平安。有时注重了经济影响了平安，而有时保证了平安又影响了经济。运转人员的职责和中心义务，就是怎样能做到精心调整和处置好这一对矛盾；就是在确保平安的情况下确保锅炉在最经济的工况下运转，让煤中的可燃元素在炉内的熄灭反响过程中与空气中的氧元素有一个最正确的混合和配比、使其最充分的熄灭；就是根据蒸汽压力、温度、负荷

8、、炉内温度、煤质情况、循环物料浓度、料层压差和循环返料灰温度等工况调整好一、二次风比例和送、引风量。根据以前已投运的循环流化床锅炉延续放渣的单位不多，假设能实现延续放渣，锅炉的运转调整就简单了许多。而定期放渣就出现了一个料层压差随时间的变化而变化的情况，时间和压差就出现了一个函数关系。随着时间的推移，料层变厚阻力增大，料层压差逐渐变大在其他参数均不变的情况下，而这时送风量下降，送风机压头上涨，炉内流化和物料循环都向着减弱的方向开展。运转人员就应根据参数变化情况适当调整送、引风量，从而保证熄灭正常、负荷稳定。当料层到达了一定厚度或到了规定的放渣数值时应进展放渣，这时大量的底料被排往炉外、料层压差

9、急剧变小，送风机压头下降，送风量上升，这时的流化和循环都向着较强的方向开展，这时运转人员就应适当调整送、引风量，确保过剩空气系数变化不大。在平常的运转中经常出现放完底料，就发现旋风返料器堵灰的事故。主要缘由就是送、引风机工况有了较大变化，而旋风分别器下面的“U型返料器进风又一次风系统(有返料风机的系统除外),当系统风压下降，而进返料器的风量、风压都下降。当料层压差下降，阻力下降，送风量必然上涨，循环倍率添加，这时给返料器又添加了多余的负担，无疑是对“U型返料器雪上加霜。在运转中当出力到达极限工况时，放底料堵返料器是经多次实际检验证明的，而且在这种系统中经实际分析也是符合道理的。所以在运转中当循

10、环物料浓度较高，循环倍率较大时应先放一些循环物料再放渣是比较平安可靠的，而且应在放渣的过程中或放渣后重新调整送风量就能防止“U型返料器堵灰，就能减少此类事故发生，从而确保了平安运转。而采取延续放渣，由于料层压差、循环倍率、送、引风量等参数变化不大，就能防止由于在定期放渣过程中、和放渣后产生堵返料器的事故。 循环流化床锅炉负荷的调整，在某种意义上讲就是对循环物料的调整。点火后刚投入运转的炉子，在相当一段时间内是很难能带满负荷的。追其根本缘由，就是由于料层比较薄、循环物料比较少，循环倍率比较低，物料循环没有建立起来所致。当循环物料到达了一定的浓度，循环曾经构成了一定的倍率，负荷就很容易提高。实际证

11、明循环物料颗粒越小、循环倍率越大，熄灭效率越高、灰渣中的可燃物就越少，带负荷越容易，炉子运转越经济，反之就越差。所以说在运转中应保证适宜的入炉煤粒度，且有一定的级配比1mm以下的占50，1?5mm的占30，5?8mm的占10，8?13mm的占10较好。在条件允许的情况下，燃用一些可磨性系数较大或成灰性较好的煤种，对循环流化床锅炉平安、经济、稳定、满负荷运转是有益处的。入炉煤粒度偏大且不均匀级配比不好、原煤可磨性系数又较小，成灰性又很差，不但呵斥床面压力大，流化不好，排渣可燃物上升，循环倍率下降，强化送风易呵斥熄灭效率下降，锅炉效率也将随之下降，磨损量也会迅速添加，平安运转遭到严重要挟。所以说煤

12、的粒度，一、二次风比例、送、引风量、煤的颗粒级配比、原煤可磨性系数、循环倍率、炉内气、固两种物质运转的速度、烟气中含氧量，炉内温度等参数除按设计数值外，还应经冷态、热态实验得出每个工况最正确数值，再去指点运转是最适宜且最平安的，应杜绝盲目、紊乱、频繁的运转调整。 2运转中的磨损机理 循环流化床锅炉经过十几年的运转实际证明，凡是从事该炉型不论是工程技术人员，还是管理人员、维护修缮、运转操作人员都有过一段困难史，都受过由于阅历少，调整不当出过一些事故，都有过一筹莫展的时候，特别是在防磨问题上都觉得有劲使不上。特别是该炉型的水冷壁系统磨损确实是老式的链条炉、煤粉炉、旋风炉、燃油炉的几倍、十几倍，甚至

13、上百倍。所以曾有过一段时间，人们一提起磨损就有一种谈虎色变的心思，就有一种唉声叹气的觉得。从循环流化床锅炉的运转原理和防磨机理分析，防磨治理任务是一个长期的、耐心细致的、兢兢业业的任务，而不是一个一朝一夕的任务，更不是一个一劳永逸的任务。要想知道梨子什么味道，就必需亲口去尝一尝，要想治理磨损，就必需首先去研讨磨损的机理和产生磨损的缘由。经常根据运转中出现的新情况，磨损后出现的新问题，从磨损机理上分析并找出产生磨损的根源，而后再去研讨措施，讨论、制定方案进展彻底根治是独一的方法。如草率行事不进展磨损机理的研讨，不去深化分析磨损的缘由，不做细致的调查，而恣意采取一种防磨措施，有时是不尽得当的，收效

14、就更谈不上了，甚至有时起到了画蛇添足多此一举的作用。更为严重的是假设采取的防磨方法、防磨措施不妥当，还会加剧该处磨损，往往是事与愿违，最终发生了一次次漏泄事故后，再去重新研讨方案进展治理，结果是多交了一次次学费。有许多时候真是痛中思痛，追其根本缘由就是马虎草率所致，就是对产生磨损机理不去研讨和讨论，说轻了是对任务不担任任，说重了是对防磨技术不懂，拿着企业效益当儿戏的详细表现。 V3PQ K 循环流化床锅炉的熄灭采用的是低温循环熄灭，它的熄灭效率之高主要是靠多次的大循环和炉内成千上万个小循环来实现的。我们可以将炉膛沿高度切成假设干个截面，由于高度的不一样，在各个截面上的载热体浓度和物料的直径也不

15、一样。可以得出一个结论：物料的浓度和物料粒子直径是与高度呈反比例变化的。在布风板上的风帽出口处风速很高，可达3545m/s，甚至更高。运转中的物料和刚入炉的013mm及有一定级配比的原煤立刻被流化，并在炉膛中心向上运动。经分析可知，凡是向上运动的物料粒子，不论其直径大小，都同时受着三个方向的作用力：即粒子本身的重力，烟风流动对粒子向上的推进力和粒子与粒子之间在运动时的磨擦力。当粒子本身的重力和粒子之间的磨擦力之和，大于烟风流动对粒子向上的推进力时，该粒子就会向下降或向烟风推进力较小的周围飘移。从中心向周围飘移的粒子在本身重力的作用下，沿着水冷壁管外外表向下滑动有许多资料引见向下流动的物料叫贴壁

16、灰，在向下滑动的过程中磨损也就开场了。经研讨和实际证明，物料对管子的磨损量的大小是与物料的浓度、炉膛内压力、物料的粒子直径、物料运动速度的三次方等要素成正比，而与燃用煤种的可磨性系数成反比。请见下面的关系式： A= A?磨损量、V?物料的运动速度、P?炉内的压力、Q?物料浓度、?物料的直径、K?煤种可磨性系数。 我们知道沿炉膛高度的任一个截面，其粒子直径和单位容积内物料质量均不相等。假设取任一截面为例进展分析，当物料粒子的重力和磨擦力之和大于或等于烟风向上的推力时，粒子就会下降或停顿向上运动，并向周围飘移后沿水冷壁管外壁和鳍片下滑。所以说沿高度向下滑动的物料越往下越多，在重力加速度的作用下，越

17、往下流速越快，越往下物料直径越大，越往下炉内压力越高，所以越接近密相区磨损就越严重，这是一个不争的现实。根据济南锅炉厂设计消费的高温、高压，还是次高温、次高压外置式高温分别的循环流化床锅炉设计的循环倍率计算，在循环的物料中约有58%左右是新入炉的煤，在底料中视煤种而定，如入炉煤矸石较多，热值较低，粒度又较大，这时底料中含煤量就较多，无论怎样讲90以上均是循环物料。在炉内的整个熄灭过程中，入炉煤在熄灭后放出本人本身热量，首先建立熄灭场的温度而后传给炉内的循环物料，最后才传给各受热面和维持物料循环途中的空间温度。较大颗粒的燃料在循环中熄灭了本人，使原来的颗粒变小或全部变成了细灰，参与多次的循环后被

18、排往大气，较大颗粒的物料继续参与流化循环，最后从放渣管被排往炉外，炉内的气、固两种物质每时每刻总是这样周而复始地进展着。所以说燃用一些热值较高的煤，且成灰性又较好，颗粒度比较均匀且级配比又比较适宜，循环倍率和炉内流速又接近设计值，这时的磨损就较轻。相反经常燃用成灰性不好，可磨性系数又较小，煤矸石较多，颗粒又较大，级配比也不适宜，相应对受热面磨损就较重，就会经常发生由于磨损呵斥爆管漏泄事故。 运转中的调整对产生磨损也至关重要。我们知道磨损量是于物料运动速度的三次方成正比例关系，假设在其它要素变化不大的情况下，气、固两种物质的运动速度是产生磨损的关键所在。循环流化床锅炉带负荷不是靠多送风强化熄灭来

19、实现的，而主要是靠调整循环物料浓度，确保循环倍率，坚持适宜的炉膛温度来实现的。炉膛温度偏高易产生结焦不平安，送风量偏大炉膛温度虽有下降可又不经济，而且送风量偏大、流速必然加快，磨损就很严重。炉膛温度最高不应超越煤的t1温度减去100150，这是比较平安的炉膛温度，过剩空气系数坚持在=1.31.35是比较经济的数据。严厉控制运转参数在合理的范围内，是当班操作人员的责任，也是衡量一个司炉人员操作程度、技术素质高低，责任心好坏的主要规范。 严厉控制多余的送风量入炉，维持合理的过剩氧量，不仅是一个降低风速、减少磨损的单一问题，也是一个确保平安经济运转、节约能源的问题。锅炉在运转中排烟损失q2占总损失的

20、70%以上，而构成排烟损失的主要要素：一是排烟温度，二是排烟体积。因此，合理调整一、二次风比例和送、引风量，减少排烟体积，有效地降低各处的烟、风速度，是运转中必需高度关注的。所以我们必需清醒地认识到，较多的送风量不但提高了烟、风速度，而且还会加剧各处的磨损，降低锅炉的效率，浪费厂用电量，经常还会发生由于磨损漏泄的停炉事故。所以说，运转中送风量的多少，应以适宜的过剩空气系数为规范，以确保平安消费为原那么，以提高锅炉的经济运转为中心，以为企业多创效益为目的，以节约能源维护环境为出发点。 我们经过对循环流化床锅炉的运转和磨损分析得知，炉膛内气、固两种物质的运动是错综复杂的，是由两个大循环和炉内成千上

21、万个小循环构成的。对水冷壁系统中产生的磨损，就是运动的物料对管子外表滑动冲刷所呵斥的。关于产生磨损的轻重，可用一句话来概括，就是气、固两种物质的运动方向与水冷壁管中心线相互平行时，这时产生的磨损量最小且均匀，我们称这种磨损叫均匀磨损，而均匀磨损对炉子的平安运转影响不大，每年约几丝或十几丝；一旦气、固两种物质的运动方向与水冷壁管中心线产生了不平行，这时就构成了一个的夹角，哪怕这个夹角非常小，这时的磨损就比较严重，夹角越大、磨损越重，从0.1度开场，到90度最大，我们称这种磨损叫部分磨损。部分磨损速度之快、危害之大是目前任何一种炉型都无法比较的。我们用部分磨损严重是循环流化床锅炉的运转“专利来描画

22、一点也不过分，所以说循环流化床锅炉只需运转就会有磨损，这是一个不争的现实。对于两种磨损，特别是部分磨损必需给以高度的注重和采取一些必要的、正确的防磨治理措施其意义非常艰苦，也是防磨任务中的重中之重，更是搞好循环流化床锅炉平安经济运转最主要的问题所在。不将炉子的部分磨损治理好，不在部分防磨上下功夫，只讲确保锅炉的平安经济运转那是一句空话。 3 磨损的治理 经过对运转调整及磨损机理的浅薄分析，我们知道在水冷壁系统中，气、固两种物质运动方向一旦和管子中心线构成了夹角，磨损就非常严重，所以说炉膛受热面上绝对不能有影响物料循环的杂物，一些不太主要的测温、测压元件尽量减少，能取消的尽量取消，能改动位置的一

23、定要改动位置，确保水冷壁受热面平整、光滑。省煤器管和过热器管在迎风侧的右3550和左310325磨损较重，其他的角度区磨损就非常小。在弯头处和边排管束处只需有烟气走廊存在，磨损就非常严重，所以一定要消灭烟气走廊。关于均匀磨损是循环流化床锅炉固有的特性，是无法抗拒的现实，怎样样治理好部分磨损是确保该炉型平安经济运转的关键所在，也是防磨任务的中心义务和头等大事。 就目前投放市场运转的循环流化床锅炉，不论出力多少，压力等级多高；也不论是床上和床下点火以及有、无惯性分别的炉型，其在密相区的末端、水冷壁管和流化床上的混凝土接合处均有较严重的部分磨损，主要缘由就是沿水冷壁管及鳍片下滑的物料碰到突出的混凝土

24、时，使物料改动了原来的运动方向，已改动了运动方向的循环物料就会四处飞溅，这时四处飞溅的物料就与水冷壁管中心线构成了一个夹角，这个夹角的大小视碰到异物的大小和碰到异物时的角度而定。由于飞溅的物料是呈360度全方位的，飞溅到炉膛部分的180度不会对受热面产生任何磨损，而另外的180度物料飞浅后反弹到受热面管上就会冲刷水冷壁 ，飞溅的物料就在该处产生了部分磨损，从磨损后留下的迹象分析得知，碰到的异物越大，飞溅物料量越大，磨损量也就越严重，这就证明了飞溅物是产生磨损的主要要素。如今有些锅炉消费厂家在制造中对该部位采取了喷涂处置，应该讲在磨损严重处进展喷涂处置是目前防止磨损最好的一个方法，也是治理该处磨

25、损的最正确途径，所以美国福斯特惠乐公司水冷壁管采用复合资料。但目前就从技术、资料方面讲喷涂存在着一些弊端，如采取喷涂，一不影响受热面积，二不影响带负荷，但是经过运转一段时间后，喷涂的地方和未进展喷涂的地方结合处产生了磨损怎样办？喷涂的质量不好零落了怎样办？只好再去喷涂。可目前对喷涂技术、施喷人员的素质、以及喷涂资料质量等都不算太过关，喷涂方法虽好，但现场很难收到理想的效果，所以实际和实际是有一定差距的。如在喷涂后的磨损处再采取堆焊，由于该处的材质不同又无法进展，所以不易采用本方法如本企业有喷涂资料和施喷人员，采用此方法是最为适宜的。处置该处的磨损，比较简单的方法就是用同材质的焊条经烘干后，由合

26、格的高压焊工在有磨损处进展堆焊补平，每次停炉都进展检查如有磨损就进展处置，既节省时间，又节省费用，堆焊后的焊道高于母材也不要紧，运转一段时间后就会自然磨的很平，而决不会产生在磨焊道的同时磨损水冷壁管。如在喷涂后的地方堆焊有难度时，可采用一种Sic防磨异形砖将部分磨损点移开，在易堆焊处挂上这种瓦，真实没有方法又没有防磨异形砖，也可以在水冷壁上焊轧钉后再打7070mm耐磨混凝土，将由于喷涂产生的部分磨损维护起来，这种方法经过近十年来的运转实际检验效果也较好。这是没有方法的方法，是被迫采取的缓和之计，是违背磨损机理的暂时防磨措施。假设水冷壁管的避让弯处耐磨混凝土做的非常平滑，又没有凸出的地方完全不用

27、进展喷涂，假设不进展喷涂，也就不会产生部分磨损，许多厂该处没进展喷涂也运转了许多年没出问题。所以说在该处进展喷涂是多此一举，是解心疑，是画蛇添足，结果是事与原违。假设已产生了部分磨损，打圈梁和褂防磨砖引开的间隔 不易太远，约在磨损处的上方100200mm为宜，如太远起不到维护磨损处的作用。现新消费的炉型在密相区上方都有一个避让弯管，密相区的防磨浇注料做完后一定不许超越膜式水冷壁的鳍片，最好负于10?12mm而且要非常平滑，使下滑的物料保证落在密相区防磨浇注料下方的180?200mm处，严防下滑的物料二次飞浅到避让弯管的下方，呵斥新的磨损点，许多厂就吃过这个亏，经长时间的运转后循环物料会对避让弯

28、下方的混凝土产生磨损时，借停炉时机再补上混凝土即可。凡是出厂有避让弯管的炉子，建议最好不在该处进展喷涂，可要求锅炉厂将避让弯管向上做高一些即可。 循环流化床锅炉由于消费厂家不同，所采取的循环倍率、分别方式及返料温度也不同。我们以济南锅炉厂消费的循环流化床为例，该炉采用了两套同样方式、同等尺寸的中置式高温旋风分别安装，即两个旋风分别系统和两个“U型返料器。在这两个循环分别器的入口处，由于气、固两种物质的流动方向均转变了90只是炉子大小不同，出口尺寸也不同，各处的曲率半径也有差别，对水冷壁管的迎风侧均产生了较重的磨损。特别是旋风分别器入口的耐火耐磨资料和烟气冲刷的靶区,由于速度较高曾呵斥过多次旋风

29、筒顶磨损严重,停炉检修和重换旋风筒顶及冲刷靶区的事故，严重地影响了锅炉平安运转。由于两个旋风筒顶的磨损面积较大，我们这次在磨损较重处挂上了两道金属防磨异形梁，梁的下面凸出旋风筒顶下部混凝土10?15mm，这样就有效地维护了旋风筒顶和程度烟道的顶，对防磨起到了积极的作用。对两个旋风筒的入口靶区采用耐磨砖，有效地遏止该处的磨损。经过半年多的运转检验，该处几乎不见磨损。丰县工程498炉型旋风筒采取的是蜗壳方式，不但能添加分别效率，而且能减缓该部位的磨损，是一个比较好的设计选型。 关于过热器和省煤器的防磨任务，主要分析产生磨损的机理及缘由，掌握磨损的较重部位，从而采取相应措施。例如在穿墙管的上边和弯头处，由于磨损均在迎风侧的两边，在上面全部采取护板和加防磨罩的方法就可以了，丰县这次全部添加了遮烟板。如新炉子安装还可在每级省煤器的上方和两头全部添加防磨罩，过热器前部的左右侧将砌炉的耐火砖向炉内伸出100120mm，可以阻断烟气走廊的构成。在立式过热器管防磨护罩上的后面多焊几道拉筋约300?400mm一