2022年FW技术导向风帽式循环流化床锅炉磨损问题分析及技术改造方案

1、FW技术导向风帽式循环流化床锅炉磨损咨询题分析及技术改造方案（本文图已丧失）水冷壁的磨损是CFB锅炉中与材料有关的最严峻的咨询题之一。在CFB锅炉炉膛内，典型的流体动力学构造为环核构造。在内部核心区，颗粒团向上运动；而在外部环状区，固体颗粒沿炉膛水冷壁向下回流。环状区的厚度从床底部到顶部逐步减薄，其平均厚度从实验装置的几毫米到大型CFB锅炉的几十厘米。固体物料沿水冷壁的向下回流是水冷壁产生磨损的主要缘故。水冷壁的严峻磨损与回流物料量的大小和方向忽然改变有亲密关系。通常方向突变的部位有：1、水冷壁卫燃带转机处；2、膜式水冷壁管对接和外表缺陷焊接不良，有毛刺、突起等；3、水冷壁其它地点有凸起的部位

2、。因而炉内水冷壁的磨损可分为四种情形：卫燃带与水冷壁管转机区管壁的磨损、炉膛四角和一般水冷壁管壁区域的磨损、不规则区域管壁的磨损和炉膛出口管壁的磨损。后两种情况给电厂带来的磨损危害较小，故不讨论。下面结合FW技术导向风帽式循环流化床锅炉重点讨论前两种情况。21 炉膛下部卫燃带与水冷壁转机区域的管壁磨损随着CFB锅炉的用量加大，投运日期变长，国内运转的CFB锅炉在炉膛下部卫燃带与水冷壁管壁交界处的磨损现象越来越严峻。国外各主要CFB锅炉制造公司（ABB-CE,Foster Wheeler,Ahlstrom,Lurgi,Circofluid）等消费的锅炉也都发觉了磨损现象。这类磨损的机理有以下几个

3、方面:一是在该区域内壁沿壁面下流的固体物料与炉内向上运动的固体物料运转方向相反，因而在部分产生涡漩流；二是由于沿壁面下流的固体物料在交界区域产生流淌方向的改变，因而对水冷壁产生磨损（如下图）。水冷壁与卫燃带交界区域内水冷壁管壁的磨损并不是在炉膛四周均匀发生，而是与炉内物料总体流淌方式有关。图循环流化床锅炉耐火材料与水冷壁管转机区域的磨损机理现有的防磨措施为：1、采纳让管设计。该设计在一定程度上能预防水冷壁的磨损，但是仍存在许多咨询题，如让管与非让管的结合咨询题、施工难度大焊口多、不能防止风室漏灰和从技术上根本改变水冷壁及风帽磨损的缘故等。2、采纳厚壁水冷壁管，在420t/h及以上容量的锅炉上管

4、壁由516改到608。3、在水冷壁上加焊鳍片来破坏向下流淌的固体料流，从而到达防磨目的。实践证明，效果不是非常理想，极易产生新的磨损点。4、在卫燃带以上3m-5m（东锅设计的130t/h锅炉后墙尽管耐磨耐火可塑料高达16.308m，但在离卫燃带3m甚至接近5m的高度内水冷壁管子冲刷也相当严峻，特点是磨损区域不固定，个别管子的磨损呈刀削磨痕，深达2mm以上）的范围内对水冷壁管壁进展超音速电弧喷涂，喷涂防磨防腐金属合金材料，以延长使用寿命。在运转的多数CFB锅炉电厂中，实践证明该方法是目前处理燃烧室水冷壁防磨的技术含量较高、处理时间较短而且非常经济的方法。金属外表喷涂能防止磨损主要有两个方面的缘故

5、：第一，涂层的硬度较基体的硬度大；第二，涂层在高温下会生成致密、坚硬和化学稳定性更好的氧化层，且氧化层与基体结合更结实。我公司防磨喷涂技术领先，材料先进，已为多家电厂施工并遭到用户青睐。关于燃烧室内水冷壁接口焊缝处，假如凸凹不平，不仅加快连接部位的焊口和鳍片的磨损，而且还对附近的水冷壁管子造成严峻磨损。这是由于炉内循环物料沿水冷壁向下流过凸台时改变方向，直截了当冲刷水冷壁管子的某个部位，造成该处水冷壁快速冲刷磨损。同样，鳍片处由于安装时向外凹陷，此处物料碰撞发生转向将鳍片两侧的水冷壁磨损。为了减轻水冷壁严峻磨损，在水冷壁上应防止有凹凸不平的情况，向火面焊缝要磨平，保证光滑，鳍片处应防止安装时向

6、外凹陷，即便一个尺寸非常小的焊接凸凹缺陷，也会加速该处水冷壁管子的磨损。22 炉膛四角和一般水冷壁区域的磨损在许多已运转的FW型导向风帽式CFB锅炉中，发觉炉膛四角区域和一般水冷壁磨损咨询题相当严峻，因之停炉的比例高达90左右。磨损部位不仅只在卫燃带以上两米以内，而且还出如今更高位置。其特点是磨损位置不固定，随风帽堵塞及损坏程度、设计要素、运转方式和燃料特性的不同而变化无常，一般防治措施非常难凑效。同时排渣不流畅，严峻妨碍了锅炉的经济和平安运转如某厂自2002年运转以来，仅因水冷壁磨损事故，一年下来就达20余次/台，损失是多么宏大！究其缘故主要有以下几点：一、角落区域内沿壁面下流的固体物料浓度

7、较高，同时流淌状态易遭到改变；二、聚集在四角区域的颗粒比在一侧水冷壁边的颗粒对金属外表碰撞造成冲击磨损的时机大；三、“”型风帽的妨碍（这一点下个专节详细说明）；四、由于流化不良或部分射流所引起的磨损。“”型风帽因磨损损坏后，在密相区就产生部分高速射流，射流卷吸的床料颗粒便对较高位置的水冷壁受热面构成直截了当冲刷而导致磨损，同时较高磨损的位置，总位于风帽易磨损的前、后墙与两侧墙交接处。五、由于锅炉采纳定向风帽，两侧排渣，定向送风时造成两个旋转方向相反的旋流，造成了炉内底部循环回料系统的气固两相流淌力场紊乱，在风帽上部构成涡流区，导致流化不良，飞灰含碳量高,加重了四角的磨损速率。在循环物料的转弯处

8、，大颗粒物料产生偏析，因而使旋风别离器对侧水冷壁部分的磨损较为严峻。六、运转参数的妨碍。在运转中要留意操纵风量，降低烟气流速，操纵床料和煤粒的筛分比，减少灰粒子浓度和粒径，降低磨损。第三节 布风板型风帽的磨损-是造成炉膛水冷壁磨损的最直截了当缘故某电厂2CFB锅炉在运转2个月后，曾出现定向风帽磨损过半约500个的严峻事故，磨损严峻的风帽上部倾斜段全部磨损，利用备件部分更换和补焊。3个月后，因爆管停炉检查发觉风帽又损坏260多个，最严峻的风帽水平段包括浇注料以上部分全部磨损掉。分析其缘故有：1)、由于锅炉采纳定向风帽，定向送风时造成两个旋转方向相反的旋流，造成了炉内底部空气动力流场紊乱，在风帽上

9、部构成涡流区，导致流化不良，飞灰含碳量高（如山东某220t/h的CFB锅炉采纳FW技术导向风帽，飞灰含碳量高达34）。再加上此区域煤粒、灰渣浓度高，粒度大，流速快，因而磨损十分强烈。采纳定向风帽在设计上使后排风帽的喷口直截了当对前排风帽“头部”吹扫，直截了当构成冲击磨损。运转时间稍长，颗粒就非常容易将前排风帽的帽顶及帽身“削”掉而构成射流。如此一来，又进一步加剧了空气动力流场的紊乱，即妨碍了流化质量，又增加了风帽的磨损。2）、定向风帽的另一个弊端确实是风帽壁太薄（厚度仅为4.5mm），不耐磨损，设计不合理（只照搬FW公司的技术，不考虑中国综合利用电厂燃煤煤质、矸石磨损等的实际情况）。在正常运转

10、，造成大量床料漏入风室，尤其是风帽磨损后情况更为严峻。造成的后果有：一次风重新吹起床料高速通过风帽，严峻磨损风帽水平段；严峻妨碍流化质量，妨碍平安运转；严峻时压火清渣。3)、按FW技术，带导向风帽的布风板在100%MCR下设计阻力大都在5kPa以上,设计值过大，造成选用风机的压头过高，增加电耗。同时布风板开孔率又偏小（如某电厂布风板开孔率仅为3.17%），使得小孔流速过高（有的到达60m/s，大大超过一般循环流化床锅炉的设计值35m/s。如某一改造的电厂风帽小孔流速约为68m/s），从而造成风帽大面积磨损，厂用电率偏高(在20%左右)。4）、运转参数调整不当。如一、二次风量配比，上、下二次风的

11、配比，风煤配比，床温，燃烧工况，物料循环倍率偏离等要素。第四节技术改造方案鉴于以上分析，我公司认为造成FW技术导向风帽式循环流化床锅炉今日现状的根本缘故就在于锅炉布风系统设计不合理，采纳定向风帽和以后改用的钟罩式风帽，其设计阻力均偏大，流速过高，气-固动力场改变，致使磨损严峻。该炉型采纳的定向风帽和钟罩式风帽都是引进美国FW公司专利技术消费的，其技术是成功的。但风帽分为几个流派，每种流派的技术各有其优缺点。结合各电厂的实际情况依照煤质、运转工况、布风板设计特性等，对布风板、风帽和炉膛底部进展必要的技术改造，是这类锅炉改变现状的极为理想的方案-即有效防止磨损，减少停炉次数，提高运转经济性，又到达

12、大幅度降低厂用电的目的（某电厂改造后，仅一次风机就降低了10A，电压为6kv）。鉴于其风帽固有的缺点，因而应改变风帽的构造方式，改为侧孔式风帽。这种风帽已经用户实践，证明其磨损最轻，布风最均匀，应用最广。某电厂在改造十个月后停炉检查发觉，原来较易磨损的区域都还根本保持原状，从没因磨损缘故造成停炉检修事故。我公司技术改造设计主要优点有：1、从构造上讲，可使布风更加均匀，有效改善流化质量，促使底部粗颗粒的扰动，防止底料堆积，减少灰渣含碳量，从而提高锅炉热效率；风帽开孔采取向下倾斜的方式，可有效防止风帽漏灰渣现象。2、风帽材质采纳耐高温、耐磨损的高强度合金铸钢。风帽顶部及其主要磨损区采纳加厚方式（厚

13、度可依照用户要求定做），大大延长了风帽使用寿命。3、风帽小孔均匀开布，且向下倾斜，因而它不会直截了当“伤及”其它风帽，相应延长了风帽使用寿命。4、排渣方式可有两种选择。一是两侧外排渣，风帽向两侧倾斜一定角度。二是改为炉底排渣（假设炉底有一定空间的话）。布风板作相应改动，侧墙亦同时作相应改动。实践证明，该技术方案不管在技术上，在处理咨询题的根本上，依然在平安经济性上，都是电厂最正确的选择。第五节CFB锅炉的调试与功能测试51冷态试验1、CFB锅炉风量标定试验包括一次风、二次风的机翼型流量测量一次元件的差压与流量的关系进展试验标定，得出各一次流量元件的流量系数、流量与差压的关系曲线、温度变化后的补偿修正式等内容。2、CFB锅炉冷态流化特性试验内容包括测量两种不同的料层厚度（500mm、650mm）时的临界流量风量、测量布风板的阻力特性并得出冷态与热态计算公式。布风装置布风均匀性检查和料层阻力特性试验。最后作出相关的关系曲线和