第32卷第1期
华电技术
Vol 32 No
2010年1月
Huadian Technology
Jan.2010
循环流化床锅炉
承压部件防黁措施
赵凌俊
(山西安泰集团股份有限公司,山西介体032000)
摘要:通过对循环流化床锅炉运行规律的探索,总结了循环流化床锅炉承压部件幗损的影响因素。应用过程控制的方
法,针对设计、安装、运行、检修等环节提出了有效的磨损控制治理措施。
关键词:循环流化床;防磨措施;过程控制
中图分类号:TK229.66
文献标志码:B
文章编号:1674-1951(2010)01-0051-03
循环流化床锅炉燃烧技术从20世纪80年代开
始在我国设计研发并投入商业运行,锅炉运行中承
设计环节对锅炉承压部件黁损的影响因素
压部件的磨损是目前生产实践中尚未彻底解决的难
一般来说,凡是与物料及含飞灰的烟气相接触
点之一。导致锅炉运行中承压部件磨损的因素包括的部位,都存在不同程度的磨损。作为锅炉运行人
烟气流速、顆粒浓度以及烟气流畅的不均匀性等,本员,应了解循环流化床锅炉承压部件磨损的特征部
文从设计、安装、运行、检修等环节对循环流化床锅位并采取相应的预防揹施。
炉承压部件磨损的影响因素予以介绍。
2.1炉膛水冷壁管黁损特征部位及防磨措施
炉膛水冷壁管磨损的特征部位包括:炉膛下部
循环流化床锅炉工作原理
卫燃带与水冷壁管的过渡区、炉膛角落区域的水冷
循环流化床锅炉燃烧是基于气一固两相流理论壁以及不规则管壁。针对水冷壁管的磨损特征,可
发展起来的一种新型洁净燃烧技术。锅炉由燃烧系以采取如下的防磨措施
统、气一固分离循环系统、对流烟道3部分组成。燃
(1)水冷壁管特征磨损部位增扣耐磨不锈钢防
烧系统包括风室、布风板、风帽、燃烧室、炉膛、给煤护瓦,考虑的具体因素包括如下:
系统等;气-固分离系统由物料分离装置和返料装
1)护瓦和水冷壁管接触严密,保证传热效率
置2部分组成;对流烟道设备包括过热器、省煤器、和护瓦不变形;
空气预热器等。
2)护瓦安装固定考虑自由膨胀因素;
一次燃烧空气通过炉膛底部的布风装置进入炉
3)护瓦顶部和水冷壁管接触部位仍会出现磨
膛,布风板上安装有风帽。炉膛内粒度为0~8m损,可来用护瓦部増加绕流鳍片的方式联合防磨,
的固体颗粒(燃料、石灰石、底料等)被一次风流化不宜一味增加护瓦高度。
后呈流体的特性并充满了整个炉膛,二次风在炉膛
(2)炉膛角落区域水冷壁管采取增加浇筑料高
下部一定高度进人炉膛实现分级燃烧。固体颗粒在度的方式进行防磨。具体施工时尽可能减小炉膛卫
炉膛内以特殊的气-固流动方式运行。一方面,固燃带耐火层的锥角,使过渡区域平坦一些。
体颗粒在炉膛内受颗粒的团聚和聚集作用,细颗粒
(3)采用金属表面喷涂技术。金属喷涂是早已
聚集成大颗粒后在一定的气流速度下逆气流向下运应用在机械、发电等行业的成熟技术,但在循环流化
动,并在“环一核”理论的作用下贴壁回流,然后,被床的应用仍处于实践探索阶段。目前,采用热喷涂
上.升的气流打散成细颗粒,再被气流带动向上运动,技术中的电弧喷涂工艺是解決我国电厂循环流化床
颗粒团不断重复聚集→下沉一吹散→上升一→聚集的锅炉受热面磨损问题的主要方法。
过程,在炉内产生强烈的内循环运动;另一方面,高
(4)采用让管技术,即改变水冷壁管的几何形
温烟气带出的细小固体颗粒被炉膛出口的物料装置状。耐火材料结合简易弯管使卫燃带区域与上部水
分离后,再通过物料回收装置将固体颗粒返回炉膛冷壁管保持平直,从根本上消除因涡流而产生的局
循环燃烧,实现外部循环,据此建立相应的物料平衡部易磨区。
和热量平衡,保证锅炉连续、高效、稳定运行。
2尾部对流烟道受热面磨损特征部位及防磨措施
过热器、省煤器等对流烟道受热面磨损的特征
收稿日期:2009-05-2
部位包括:管東烟气进口1~4列管束、临近炉墙
华电技术
第32卷
部位的管束、省煤器管柬弯头部位和靠近竖井烟道可能性。
的后墙管束以及其他设计上局部烟气流速过高或可
(4)省煤器安装时,应注意检査边缘管排和炉
能形成烟气通廊的区域。
墙的距离是否符合图纸规定,防磨装置是否按图纸
针对上述特征磨损部位,采取以下防磨措施
要求留出接头处的膨胀间隙。
(1)合理设计烟气流速,以不大于7m/s为宜,
5)从实践运行的角度分析,炉墙和炉顶结合
避免设计上出现局部流速过高的区域。
面或炉墙局部不严密,存在漏风部位,导致运行中冷
(2)保证物料分离装置有较高的分离效率,以空气窜人而对邻近管束的磨损是相当严重的。施工
降低烟气中固体物料浓度。目前,循环流化床普遍阶段对炉墙严密性的质量要求注意以下几点∴、序
釆用高温绝热式旋风分离器作为物料分离装置,在
1)穿墙部位的受热面管子的炉墙间隙允许误
评价旋风分离器的分离效率时,以分级分离效率作差为±5mm,严格按照图纸要求做好膨胀密封
为评价指标较为合理
工作。
3)高段省煤器进口竖井烟道转弯处加装导向
2)砖砌炉墙时应按图纸和技术文件要求留膨
板,防止后墙部位管東的磨损。
胀缝,其宽度误差为3mm,边界错牙不大于4mm。
(4)烟气进口管束和管束弯头等部位采取防磨
3)膨胀缝外部炉墙应采取可靠的密封措施。
瓦或其他遮护措施。
4)炉墙施工时应注意各部位的间隙,特别是
3安装质量对承压部件磨损的影响
炉墙与受热面的间隙应符合设计要求,沿烟气流速
方向的同侧间隙应保持一致
锅炉安装质量的好坏,将直接影响锅炉的安全
经济运行,应予以充分重视。锅炉安装应由省级劳
锅炉运行工艺控制对承压部件磨损的影响
动部门审查批准的专业安装单位承担,根据设备技4.1入炉煤的媟质对磨损的影响
术条件及有关规程的要求进行安装。在具体的安装
循环流化床锅炉与其他形式的锅炉相比,其突
过程中,以下部位的安装可能对锅炉承压部件的磨出的优点是对煤种的适应性强,但这并不意味着循
损产生负面影响,应重点关注
环流化床锅炉能燃用任何煤种。事实上,循环流化
1)水冷壁管对接焊缝外观质量差,施工后的床锅炉对入炉煤的质量有严格的要求,包括燃料的
管壁上残留铁器类物品,会加重水冷壁管在这些不水分含量、粒度级配、灰分含量、颗粒形状等。具体
规则区域上的磨损,在具体的施工安装中应注意
对锅炉承压部件磨损的影响如下
1)水冷壁管焊口预留位置尽量放在炉膛的中
(1)锅炉承压部件的磨损同烟气中的飞灰浓度
上部且焊口尽量布置在同一水平位置。
呈正比,人炉煤的灰分高、热值低,相应烟气中的颗
2)水冷壁管对接前应按规定做好坡口,焊接粒浓度就高,磨损就严重。
对口外壁的差偵不应超过薄件厚度的10%+1mm,
(2)锅炉承压部件的磨损与循环物料的直径大
且不大于4mm
小有关。直径小时受热面所受的冲蚀磨损很小,随
3)水冷壁组合应在稳固的组合架上进行,管着物料直径的增加,磨损量逐步增加,当直径增大至
子突出不平的,允许误差控制在±5m范围内
某一临界值(0.1mm左右)时,受热面的磨损量的变
4)施工结束后,及时清理管壁上残留的铁丝、化趋向缓慢。<