赵德鑫——循环流化床锅炉受热面常见磨损部位及预防措施.ppt

1、CFB论文,赵德鑫 山东华盛江泉热电有限公司 山东省临沂市罗庄区沈泉庄工业园 276017,循环流化床锅炉受热面 常见磨损部位及预防措施,内容摘要： 早期投产的循环流化床锅炉大多如此，给循环流化床机组的发展蒙上了阴影。一些电厂将后期扩建机组改为煤粉炉以求得到安全稳定运行。现对水冷壁的磨损爆管问题进行认真的研究和全面的分析，总结经验教训，并提出相应的技术对策和具体的改造措施。这些改造措施在一些电厂的运行实践中取得了良好的效果，可供同类机组进行借鉴，避免类似的情况发生，保证机组的安全运行。,主要内容,炉内磨损机理分析,炉膛水冷壁常见易发生磨损爆管的部位及预防措施和注意事项,炉膛水冷壁的磨损问题主要

2、注意的方面,一、炉内磨损机理分析,由于过热爆管，磨损引起的泄漏，是非停的主要原因。循环流化床锅炉的四管泄漏是煤粉炉的35倍。锅炉的磨损部位主要有密相区二次风口及回料口、过渡区部位、水冷壁的墙角处、炉膛出口、穿墙管处以及省煤器悬吊管等处。上述部位的磨损过程主要表现为冲蚀磨损。是指流体或固体颗粒以一定的速度和角度对材料表面进行冲击所造成的磨损。磨损的基本类型为两种：一种为冲刷磨损，另一种为撞击磨损。对于冲刷磨损，是颗粒与固体现面的冲击较小，甚至接近平行：颗粒垂直于固体表面的分速度使它沿物体表面滑动，两个分速度合成的效果起一种刨削作用形成的磨损。颗粒相对于固体表面的冲击角较大，或接近于垂直，以一定的

3、运动速度撞击固体现面使其产生塑性变形或微裂纹称之为撞击磨损。长期且大量颗粒的反复撞击使其疲劳破坏，随时间迁移，磨损率有增长趋势，甚至变形层脱落，最终导致磨损量突升。,1.1 密相区的磨损 :,在燃烧室中，从床的底部至固体颗粒膨胀起来的床层界面称为流化床。要使流化床上的固体颗粒保持悬浮沸腾状态，使煤粉颗粒得以充分有效地燃烧，从炉底布风装置出来的空气流必须具有足够的速度、强度和刚度，以在支撑固体颗粒料层的同时，产生强烈的扰动。粒子团由于重量增加体积加大，以较大的相对速度沉降，并具有边壁效应，使流化床中气固流动形成近壁处很浓的粒子团以斜下切向运动，下降到炉壁回旋上升，颗粒彼此之间以及与炉壁之间进行频

4、繁的撞击和摩擦，使密相区炉壁出现了严重的磨损。密相区的炉壁上制造设计了很厚的耐磨浇注料，只要耐磨浇注料层完好无损，位于密相区的受热面管子不会出现磨损。,一、炉内磨损机理分析,1.2 内循环下降灰贴壁流方向改变导致垂直水冷壁管磨损：,一、炉内磨损机理分析,内循环下降灰贴壁流方向与垂直布置的水冷壁管束方向总体一致，但在某一部位发生跳跃时，下降灰贴壁流产生涡流，对该部位造成快速磨损，如水冷壁管连接的焊口、筋片、安装时未割净的临时焊件、炉墙开孔处、耐火材料终结部位如果有凹或凸部位时，将直接冲击水冷壁管的某个部位，造成该处水冷壁管某个部位快速冲刷磨损。当物料下落过程中，在某一部位因为凹台和物料堆积而突然

5、发生转向时，局部将发生涡流而造成严重冲刷磨损。如灰粒由水冷壁至上而下落到耐火材料上沿时，将迅速改变方向，此处没有上行的气流影响；在上沿角内沉积的灰粒从耐火材料边缘流出时，又被上行的流化风托起，又沿水冷壁落下，反复运动形成涡流，该涡流处的物料密度特别大，由于在炉壁下部的粒度也较大，必将造成该部位的快速而严重的磨损。,炉膛内部有大量的物料在进行内循环，灰料沿着水冷壁进行内循环时，鳍片沟流下的物料远大于沿自水冷壁管外弧面留下的物料。如果鳍片内被浇注料、焊瘤等物堵塞，物料就流向一侧或两侧流出，从而对水冷壁进行冲刷。上述的磨损最终导致了受热面爆管泄漏。 早期制造的循环流化床锅炉密相区与上部水冷壁设计为浇

6、注料平滑过渡，没有采取其它防磨措施（没有采取水冷壁管外弯结构即让管技术），在运行初期发现水冷壁与浇注料接口处的水冷壁管出现了反“八”形的磨损。原因分析： 我们分析为大量的炉内循环物料，在沿着水冷壁下流过程就象水流一样，整个炉膛水冷壁附近就象瀑布，沿着鳍片沟下流的物料多于沿水冷壁外圆下流的物料，当鳍片沟下流的物料遇到接口处浇注料时就会急速向两侧分开就这样形成了反“八”字的磨损,一、炉内磨损机理分析,一、炉内磨损机理分析,虽然采取了种种措施，也能取得一定的效果，但这只是被动的防御，只是减缓磨损的速度而已，如果想真正的解决问题，还需要找出循环物料中对磨损起着决定性的物料是什么。经过分析测试，物料中所

7、含的石块的硬度是灰分硬度的3040倍，虽然数量石块所占的比例不足灰分的1/10，但石块所形成的恶果是灰分所不能及的。经过对许多厂的考察得出了相同的结论，即去除原煤中的三块，特别是石块才是解决磨损问题的最有效的方法。解决磨损问题即从燃料管理着手，严格控制入炉煤的颗粒度，使之在设计范围内。,一、炉内磨损机理分析,1.3煤中石块-加速磨损的根源,2.1密相区及稀相区接合部水冷壁磨损爆管。,二、炉膛水冷壁常见易发生磨损爆管的部位及 预防措施和注意事项,预防措施和注意事项,2.1.1在使用耐火耐麽捣打料时必须选用国内业绩及使用情况较好的产品，在施工事要严格把好施工质量关，严格按照锅炉厂及耐火耐麽捣打料厂

8、家产品说明书进行施工，密相区及稀相区接合部在施工时要求上部必须有一定的平滑过度平台，此过度平台一般做成高度为200mm长度为270mm,成三角形式，上部为平面。施工最好由耐火耐麽捣打料供应厂人员组织、施工，以防止出现因施工单位对材料特性不了解而造成不良后果。另外在烘炉时要严格按照材料厂家所提供的说明书要求进行。,二、炉膛水冷壁常见易发生磨损爆管的部位及 预防措施和注意事项,密相区及稀相区接合部水冷壁防麽制作的凸台照片,2.1.2现在有很多厂家采取让管技术，即把炉后密相区及稀相区接合部水冷壁向炉外弯曲，耐火耐麽捣打料施工时打到其弯曲的最内侧，从而使此次处形成炉内落下的物料有个平滑过度区，防止了水

9、冷壁磨损。,2.1.3要确保入炉煤的颗粒度，尽量减小一次风量,保证床压、床温稳定,二、炉膛水冷壁常见易发生磨损爆管的部位及 预防措施和注意事项,2.1密相区及稀相区接合部水冷壁磨损爆管。,2.2炉膛内各角部水冷壁磨损爆管。,2.2.1采取在炉膛水冷壁各角部两根水冷壁管的鳍片处焊销钉从上自下打上耐火耐麽捣打料的方式，以防止局部磨损。,预防措施和注意事项：,二、炉膛水冷壁常见易发生磨损爆管的部位及 预防措施和注意事项,角部及密相区及稀相区接合部水冷壁磨损情况,锅炉水冷壁角部做防磨损措施图片,具体方法为：在鳍片处每隔100mm焊长为40mm的销钉然后用钢筋横着连起来。每侧打2.5或3根水冷壁。值得注

10、意的是在打耐火耐麽捣打料的工艺要求非常严格，捣打料的边上过渡区要求非常直且平滑，不的出现凸凹不平的现及有毛刺现象.,2.2.2采用在侧墙水冷壁鳍片上焊接宽度为50mm，厚度为5mm的钢板。每侧焊接3-5条。此钢板采用花焊的方式。,二、炉膛水冷壁常见易发生磨损爆管的部位及 预防措施和注意事项,2.2炉膛内各角部水冷壁磨损爆管。,预防措施和注意事项：,2.3冷渣器回风口处水冷壁磨损爆管：,预防措施和注意事项：,采用在冷渣器回风口处水冷壁四周先焊接防护瓦然后在焊接销钉，最后打上耐火耐麽捣打料。在平时的检修中应采用不用烘炉材料的耐火耐麽捣打料，施工后采取用喷灯或火焊进行烘烤，使耐火耐麽捣打料外皮变硬，

11、以加强此次的耐麽强度。在运行中尽量减少冷渣风量，降低冷渣风压，从而能有效的减轻水冷壁的磨损。,二、炉膛水冷壁常见易发生磨损爆管的部位及 预防措施和注意事项,冷渣器回风口处水冷壁增加防麽措施照片,2.4冷渣器进渣口处水冷壁磨损爆管：,预防措施和注意事项：,采用的预防措施和冷渣器回风口处的方式基本相同，也可以加防护套管，然后打耐火耐麽捣打料。,二、炉膛水冷壁常见易发生磨损爆管的部位及 预防措施和注意事项,冷渣器进渣口处水冷壁磨损爆管情况图片,2.5二次风口处水冷壁磨损爆管：,预防措施和注意事项：,二次风口处水冷壁磨损爆管磨损，一般都是因为耐火耐麽捣打料在施工时，没有打实，内部出现空洞，结果被二次风

12、吹空或吹坏，造成水冷壁磨损而爆管。此处的防麽措施是把原来的二次风的管段加长50mm，但要注意不得超出耐火耐麽捣打料。在每次停炉时要认真检查。,二、炉膛水冷壁常见易发生磨损爆管的部位及 预防措施和注意事项,2.6再热器及过热器穿墙管处水冷壁磨损爆管：,预防措施和注意事项：,2.6.1保证施工质量，特别是密封装置在施工中要严格把关，各处的焊缝要达到焊接要求，不得出现沙眼漏焊等现象。,二、炉膛水冷壁常见易发生磨损爆管的部位及 预防措施和注意事项,2.6.2密封盒内部在灌注浇注料时要捣打实。,2.6.3水冷壁的销钉的数量要按照锅炉厂的要求焊牢，耐火耐麽捣打料要求打实，并且要求平滑完整。特别是内部角部不

13、应出现高低不平及凸凹现象。,再热器及过热器穿墙管处水冷壁磨损图片,2.7炉膛出口侧墙及下部处水冷壁磨损爆管：,预防措施和注意事项：,2.7.1根据检查磨损的部位和面积情况，适当增加该磨损部位的耐火耐麽捣打料面积，或者加防麽钢板，其加的方式同（2）中的(b)以改变气流方向，从而减轻该处的磨损。,二、炉膛水冷壁常见易发生磨损爆管的部位及 预防措施和注意事项,2.7.2运行中尽量减小炉膛出口的负压，以降低风速从而减轻磨损。,炉膛出口侧墙及下部处水冷壁磨损情况,2.8炉膛给煤口部处水冷壁磨损爆管：,预防措施和注意事项：,采用延长炉膛给煤口处的钢板长度，一般不超出耐火耐麽捣打料平面，在焊钢板前先将下部焊

14、好销钉，打好耐火耐麽捣打料，特别是两侧更要打实，并用喷灯或火焊将外表烤干。在运行中要尽量减少播煤风的速度和风量。,二、炉膛水冷壁常见易发生磨损爆管的部位及 预防措施和注意事项,炉膛给煤口部处水冷壁磨损情况图片,2.9锅炉各处密封盒处水冷壁磨损爆管：,预防措施和注意事项：,在安装时要加强对锅炉各处密封盒的焊接检查和管理，严格控制焊接质量，防止出现漏渣和气空现象发生，要进行通风试验以检查该处的焊接质量，在焊接后灌浇注料时要求灌实，要进行捣打。,二、炉膛水冷壁常见易发生磨损爆管的部位及 预防措施和注意事项,锅炉密封盒处水冷壁磨损爆管照片,2.10密相区及稀相区上部第一道焊口处水冷壁发 生磨损爆管：,

15、预防措施和注意事项：,在安装时要严格按照锅炉焊接工艺要求进行施工，加大检查力度，确保安装质量，对发生的不合格的工艺必须进行反工，特别是鳍片的对接必须保证质量，焊接好后要全面进行检查，对于焊缝要求打麽平整光滑，不许出现高低不平和凸凹现象，。有条件的单位应在焊缝上下之间进行防麽喷涂。但喷涂厚度不得超过0.5mm，边缘应平滑过度。喷涂所选用的材料和施工单位应当是可信认的，应当是国内较好的产品及施工单位。,二、炉膛水冷壁常见易发生磨损爆管的部位及 预防措施和注意事项,密相区及稀相区上部第一道焊口处水冷壁发生磨损图片,2.11炉膛上部各处的热工测点处水冷壁发生磨损爆管：,预防措施和注意事项：,由于炉膛上

16、部各处的热工测点都打了耐火耐麽捣打料，所以在施工中要严格执行施工工艺和锅炉厂及材料厂的说明书的要求进行施工，各边缘要求平整光滑，不得出现高低不平和凸凹现象，如果发现应及时处理，使之完善。,二、炉膛水冷壁常见易发生磨损爆管的部位及 预防措施和注意事项,锅炉热工侧点处水冷壁磨损情况图,2.12锅炉水冷壁采用金属喷涂时其边缘处发生磨损：,预防措施和注意事项：,喷涂所选用的材料和施工单位应当是可信认的，应当是国内较好的产品及施工单位。喷沙时要求必须将水冷壁打麽光滑，除锈要彻底，要及时进行检查和监督，确保喷涂质量，喷涂要求厚度不得超过0.5mm，边缘应平滑过度。如果除锈要彻底，喷涂过厚易发生起皮和脱落，

17、造成水冷壁磨损。,二、炉膛水冷壁常见易发生磨损爆管的部位及 预防措施和注意事项,水冷壁防麽喷涂过厚造成脱皮现象图片,2.13带有中隔墙水冷壁锅炉其物料流通口处发生磨损爆管：,预防措施和注意事项：,在这里主要注意使用耐火耐麽捣打料施工时，要求严格执行锅炉厂及材料厂的说明书进行施工，确保施工工艺和质量，特别是补修时其销钉应按照锅炉厂的要求进行焊接，最好不要把销钉横着焊，以防止由与销钉膨胀造成耐火耐麽捣打料脱落，焊完销钉后应刷上沥清漆，然后在打耐火耐麽捣打料，耐火耐麽捣打料的施工要求必须平整光滑，不得出现高低不平和凸凹现象，如果发现应及时处理，使之完善。在用喷灯或火焊将外表烤干。,二、炉膛水冷壁常见

18、易发生磨损爆管的部位及 预防措施和注意事项,带有中隔墙水冷壁锅炉其后墙水冷壁发生磨损情况照片,2.14J阀回料管与水冷壁结合处发生磨损爆管：,预防措施和注意事项：,在施工前要求认真检查该处水冷壁销钉情况，如果不足应当及时补齐，先在该处的水冷壁里外上打上耐火耐麽捣打料，并用喷灯或火焊将外表烤干，然后在进行保温浇注料和耐火耐麽浇注料的施工。,二、炉膛水冷壁常见易发生磨损爆管的部位及 预防措施和注意事项,J阀回料管与水冷壁结合处发生磨损爆管情况图片,2.15水冷壁销钉焊口处发生漏泄。,预防措施和注意事项：,锅炉厂所焊的销钉尽可能的不要打掉它，非要打下来时，应认真检查销钉的焊口内的情况，有不少的水冷壁在销钉处出现裂纹，应当急时修整、完善。特别是当需要处理耐火耐麽捣打料时应当小心，防止打坏销钉，以防止损坏水冷壁，引起水冷壁漏泄。如果不小心将其损坏时应认真检查，发生异常及时处理。,二、炉膛水冷壁常见