摘要：在循環(huán)流化床鍋爐的運(yùn)行中，燃料、燃料灰、石灰石以及反應(yīng)產(chǎn)物的固體床料，在爐膛——分離器——返料器——爐膛這一封閉循環(huán)回路里處于不停的高溫循環(huán)流動(dòng)中，在循環(huán)回路的相應(yīng)部位會(huì)產(chǎn)生一定的磨損。磨損嚴(yán)重時(shí)不僅影響鍋爐的安全運(yùn)行，因此調(diào)查分析循環(huán)流化床鍋爐的磨損原因，并針對(duì)磨損現(xiàn)狀采取必要的措施，對(duì)安全生產(chǎn)、提高機(jī)組運(yùn)行效率、發(fā)揮循環(huán)流化床鍋爐的優(yōu)點(diǎn)等都有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

關(guān)鍵詞： 循環(huán)流化床鍋爐 磨損原因 預(yù)防措施

循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)是近年來在國(guó)際上發(fā)展起來的新一代高效、低污染清潔燃燒技術(shù)，其主要特點(diǎn)在于燃料及脫硫劑經(jīng)多次循環(huán)，反復(fù)地進(jìn)行低溫燃燒和脫硫反應(yīng)，爐內(nèi)湍流運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈，不但可以90%的脫硫效率和與煤粉爐相近的燃燒效率，而且具有燃料適應(yīng)性廣、負(fù)荷調(diào)節(jié)性能好、灰渣易于綜合利用等優(yōu)點(diǎn)，因此在國(guó)際上得到迅速的商業(yè)推廣。隨著如今全球的環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)將會(huì)得到空前的發(fā)展。

循環(huán)流化床鍋爐與傳統(tǒng)的煤粉爐不同，爐內(nèi)床料在煙氣攜帶下沿爐膛上升，經(jīng)爐膛上部出口進(jìn)入分離器，在分離器中進(jìn)行氣、固兩相分離，被分離后的煙氣經(jīng)分離器上部出口，進(jìn)入鍋爐尾部煙道，被分離出來的固體粒子，經(jīng)返料器再返回爐膛下部。在循環(huán)流化床鍋爐的運(yùn)行中，燃料在爐內(nèi)以850-950℃進(jìn)行高效率燃燒及脫硫反應(yīng)。除床料在這一回路中作外循環(huán)流動(dòng)外，在重力作用下，床料在爐膛內(nèi)不斷地進(jìn)行進(jìn)行內(nèi)循環(huán)流動(dòng)。因此，在循環(huán)回路的相應(yīng)部位會(huì)產(chǎn)生一定的磨損。磨損嚴(yán)重時(shí)不僅影響鍋爐的安全運(yùn)行，還可能限制循環(huán)流化床鍋爐優(yōu)點(diǎn)的發(fā)揮，磨損使鍋爐的運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用增加，機(jī)組利用率降低，給企業(yè)生產(chǎn)帶來?yè)p失。因此調(diào)查分析循環(huán)流化床鍋爐的磨損原因，并針對(duì)磨損現(xiàn)狀采取必要的措施，對(duì)安全生產(chǎn)、提高機(jī)組運(yùn)行效率、發(fā)揮循環(huán)流化床鍋爐的優(yōu)點(diǎn)等都有重要的現(xiàn)實(shí)意義。筆者主要對(duì)磨損現(xiàn)狀、機(jī)理、影響磨損的因素及主要防磨措施加以論述。

一、循環(huán)流化床鍋爐的磨損與原因分析

在循環(huán)流化床鍋爐中，受熱面、金屬部件和耐火材料的磨損主要表現(xiàn)為沖蝕磨損。沖蝕磨損是指流體或固體顆粒以一定的速度和角度對(duì)材料表面進(jìn)行沖擊所造成的磨損。沖蝕磨損包括沖刷磨損和撞擊磨損，沖刷磨損，顆粒與固體表面的沖擊角較小，接近平行；而撞擊磨損顆粒相對(duì)于固體表面的沖擊角較大，接近于垂直。

運(yùn)行的理論和經(jīng)驗(yàn)使我們知道，當(dāng)物料流動(dòng)方向與受熱面管束表面方向一致且管束表面比較光滑時(shí)，磨損速率小且比較穩(wěn)定；相反管束比較粗糙時(shí)，磨損速率就大。物料流動(dòng)方向與管束表面夾角增大，磨損速率也相應(yīng)增加。當(dāng)物料密度大、粒度大、硬度大時(shí)，磨損速率也大。管束表面處于高溫下，其硬度較大，耐磨性較好磨損速率也小。

二、影響磨損的主要因素分析

影響循環(huán)流化床鍋爐受熱面磨損的因素很多，主要有燃料特性、床料特性、物料循環(huán)方式、運(yùn)行參數(shù)、受熱面結(jié)構(gòu)與布置方式等。

1、燃料特性的影響

眾所周知，循環(huán)流化床鍋爐優(yōu)點(diǎn)之一是燃料適應(yīng)性廣，因此不同燃料特性與受熱面、耐火材料的磨損密切相關(guān)。目前還沒有根據(jù)燃料特性來預(yù)測(cè)受熱面磨損特性的成熟方法，可行的方法就是將所用燃料在循環(huán)流化床燃燒試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行受熱面磨損試驗(yàn)，以確定該燃料對(duì)受熱面的影響程度，從而為循環(huán)流化床鍋爐的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)運(yùn)行提供參考依據(jù)。在生產(chǎn)實(shí)踐中還應(yīng)即使觀察各部位的磨損情況，進(jìn)行預(yù)測(cè)、修補(bǔ)，合理制定大修周期。

2、床料特性的影響

（1）床料粒徑的影響

床料粒徑、濃度與磨損能力有密切關(guān)系，也直接關(guān)系到受熱面磨損狀況，當(dāng)床料直徑很小時(shí)，受熱面所受的沖蝕磨損很小。循環(huán)流化床鍋爐的床料由不同的顆粒所組成，經(jīng)試驗(yàn)表明在相同顆粒濃度下，顆粒直徑越大單位體積內(nèi)的顆粒數(shù)量就越少，金屬壁面的磨損速率由床料分布中重量百分比最大部分床料的粒徑?jīng)Q定。一般的煤的入爐粒度設(shè)計(jì)要求為0～10mm，50%切割粒徑d50=2mm.石灰石粒度要求0～1mm，50%的切割粒徑d50=0.3。

（2）顆粒形狀的影響

通常認(rèn)為，帶有棱角的顆粒比近似球形的顆粒更帶有磨損性，所以隨著顆粒球形度增加磨損量減小。

（3）床料的硬度的影響

對(duì)于循環(huán)流化床鍋爐，必須注意的是床料在爐內(nèi)停留一段時(shí)間后其表面會(huì)生成一層膜，其硬度要比新鮮床料硬度高得多，因此在循環(huán)流化床鍋爐中，受熱面的磨損將主要取決于床料表面膜層的硬度。還有就是床料成分不同硬度不同，所帶來的磨損也就不同。

三、防磨的主要技術(shù)措施

1、選擇合適的防磨材料

防磨材料主要指選擇適合于流化床鍋爐使用的防磨材料，例如金屬和非金屬材料、耐火內(nèi)襯材料及金屬表面進(jìn)行噴涂處理的材料等，其中耐火內(nèi)襯材料是最主要的防磨材料。

一般遵循以下通用的原則：既要成本低，又要滿足鍋爐以下的要求；其次對(duì)會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重后果、易出故障的部位則應(yīng)當(dāng)使用余量足夠的材料。

2、對(duì)材料工作表面進(jìn)行特殊處理

金屬表面處理技術(shù)包括熱噴涂、熱處理、電鍍等。耐火內(nèi)襯材料進(jìn)行噴涂。

3、運(yùn)行防磨

循環(huán)流化床鍋爐燃料顆粒組分是影響其運(yùn)行穩(wěn)定的關(guān)鍵因素之一，對(duì)床層分布、燃燒效率、爐內(nèi)溫度、返料量、煙氣粒子濃度等都有交互影響，進(jìn)而對(duì)整個(gè)鍋爐系統(tǒng)的各受熱面及內(nèi)襯材料的磨損產(chǎn)生影響。

如果運(yùn)行顆粒組分中粗顆粒較多，燃燒室密相區(qū)燃燒份額過大，床溫高易結(jié)焦，為了防止結(jié)焦，通常采用大風(fēng)量運(yùn)行，這樣會(huì)引起煙氣量、煙溫的變化、飛灰濃度大、煙氣流速增大，加速受熱面的磨損。

因此，在運(yùn)行中應(yīng)首先控制好床料及煤粒的篩分比。調(diào)整好風(fēng)量，降低煙氣流速，降低煙氣粒子濃度和粒子直徑，以減少磨損。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)必將逐步的完善，以更好的完成為人民服務(wù)的任務(wù)。

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