循环流化床锅炉防磨技术探讨

刘思权

（新鑫矿业阜康冶炼厂 阜康 831500）

1 概述

CFB锅炉采用流态化的燃烧方式，是介于煤粉炉悬浮式燃烧和链条炉层燃之间的燃烧方式。从这一低温燃烧技术出现以来，由于其对煤种的适应性广泛和节能环保的特性，使CFB锅炉在全世界得到广泛应用。CFB锅炉炉内渣料中的细小颗粒物被烟气携带沿炉膛上升至炉膛上部出烟口后进入旋风分离器，旋风分离器将捕获一定粒度的固体颗粒，这些颗粒经返料器再返回炉膛下部。在CFB锅炉运行中，这些固体颗粒在这一循环回路中不停的循环流动，这一过程称作外循环。同时一部分粒度较大的颗粒物在到达炉膛一定高度后在重力作用下会沿水冷壁下滑至炉膛低部，这一过程称作内循环。由于这两种物料循环方式的存在，在循环回路中产生磨损也就不可避免。磨损不仅影响锅炉的安全运行，还限制了这类锅炉的一些优点的发挥。

2 锅炉磨损的具体情况及各种因素的分析

2.1 膜式水冷壁的磨损

膜式水冷壁的磨损位置主要有：膜式水冷壁上的凸起物处；水冷壁与耐磨浇筑料的交界处；膜式水冷壁管排的对接焊缝处；炉膛密相区；炉膛四角的密封板；布风板与落渣管接合处。

（1）膜式水冷壁与耐磨浇筑料交界处及密相区的磨损

这一区域的磨损非常严重，且检修困难。当沿膜式壁面下降的物料碰到壁面上的凸起物或耐磨浇筑料时，会因为流向突然改变而形成涡流，大量的颗粒物因离心力的作用被抛向壁面，使与突起物或浇筑料相接处的管壁受到磨损，时间长了，管壁便会逐渐形成泄漏。

检修措施：方法一是将磨损部位补焊磨平后，加焊防磨护板，但运行一段时间后，护板与水冷壁上部的焊缝会被磨开，并逐渐下磨，因为加焊防磨护板会形成新的突起，所以加焊防磨护板的效果是有限的，而且会形成新的磨损隐患。方法二是在方法一的基础上不加焊防磨护板，而是用耐磨浇筑料在磨损部位砌一个45°斜面过渡，这种方法的使用寿命较第一种方法长，建议采用。

（2）膜式水冷壁管排的对接焊缝处的磨损

膜式水冷壁在安装时的垂直度对磨损的影响至关重要，任何角度的倾斜以及壁面凸起物都将给壁面带来严重的磨损。膜式水冷壁安装或检修完后垂直面上必须保证绝对的光滑，才能避免局部发生磨损。但有一种特殊情况，如果在膜式水冷壁间隔一定的高度上用浇筑料设置足够宽度的挡板或圈梁（又叫防磨梁）可以降低颗粒物下落的速度而使壁面冲刷磨损减轻，但这种做法会明显降低物料与管子的对流和辐射传热效果，从而降低了热效率。

（3）炉膛四角的密封板磨损

炉膛四角的密封板由于物料浓度相对于水冷壁的其它部位较高，并且焊缝不平整焊道迸溅发生的可能性较大等因素，而会出现局部磨损的现象，因此每次停炉应加强对四个角的检查，阜康冶炼厂动力车间对45t/h锅炉四个角上采取焊抓钉敷设耐磨浇筑料的办法取得了非常好的防磨效果。

（4）布风板与落渣管接合处浇筑料的磨损

CFB锅炉由于高温渣料的磨损和锅炉启动停炉时热振的作用，使这一部位的磨损很容易发生，严重时会因磨损使炉料从此处漏入风室，不但影响一次风的均匀分布，而且落入风室的渣料小颗粒会被一次风带入风帽造成风帽小孔堵塞，目前我厂的防治措施是每次停炉时对此处加强检查，并对浇筑料进行修补。

2.2 过热器管壁的磨损

从旋风分离器中心筒出来的烟气中仍含有一定浓度的颗粒物，这些颗粒物会因离心力的作用而偏向过热器室与旋风分离器接合处的顶棚，转向后会冲向过热器，因此对过热器上部管子上加防磨护瓦来进行防护。但为了保险起见，在过热器第二层管子上也应加焊防磨护瓦，另外，每次停炉要认真检查管排上的防磨瓦是否齐全。

2.3 省煤器管子的磨损

省煤器管排最上边两排以及弯头上一般设有防磨护瓦，防磨护瓦是耐磨的金属材料可有效地保护护瓦下面的管子，但由于烟气在局部可能会形成折流，所以还应注意第三排管子的磨损，因为一旦发生泄漏，只有将泄漏的管子从联箱根部堵死，将影响锅炉的带负荷能力。省煤器管与联箱相连的穿墙管也都设计有防磨护瓦，因为这一部位也是磨损容易发生的地方。一般正常运行3～5年后，会有一部分防磨瓦被磨穿，所以应定期检查防磨瓦的磨损情况以及是否有脱落。

2.4 空气预热器管子的磨损

卧式空气预热器上三排管子一般都选用厚壁管子，并且在最上一排还设有防磨护瓦，但磨损仍然不可避免，一旦管子磨穿，就会造成一次风短路，风量减少，直接影响燃烧。目前CFB锅炉一般都布置有两组空气预热器，而有的锅炉厂只为其中的一组空气预热器管子加焊防磨护板，造成未带防磨护瓦的管箱磨损，所以检修时应注意检查，最好将两组空气预热器都设置防磨护瓦。

2.5 风帽的磨损

风帽的工作环境最为恶劣，虽然是耐磨的金属材料制成，但磨损仍然很严重。CFB锅炉物料流动的最大特点就是炉膛中心上升速度最快，而在四周靠近膜式水冷壁的物料流速比较慢。因此布风板四周处的风帽的磨损相对偏重，另外在靠近下煤口和返料口处的风帽由于物料浓度的影响磨损比其它部位更为严重些。风帽磨损的预防措施是在运行过程中合理控制一次风量和返料量，风帽一旦磨损就只有进行更换了。

2.6 浇筑料的磨损

浇筑料磨损最为严重的地方是炉膛出口至旋风筒之间顶棚，往往被烟气冲刷成纵向的深沟，最终导致脱落。这一部位的磨损检修非常困难，因其下部为旋风筒，空间大，施工时需搭脚手架，危险性较大。在停炉检修时及时清除筒壁上的挂渣和突起，使旋风分离器的分离能力得到保证，从而减轻对尾部烟道受热面的磨损。

3 结语

针对CFB锅炉磨损的问题，要认真分析磨损机理并采取相应的防磨措施，尤其是一些新型防磨材料的应用，是可以在一定程度上解决锅炉的磨损问题，提高锅炉运行的可靠性和经济性。尽管我们在CFB锅炉防磨损方面做了一些探索，但CFB锅炉防磨损技术仍有待于进一步研究，还必须认真总结经验，虚心学习兄弟单位先进经验，才能把循环流化床炉防磨做得更深更细。