循环流化床锅炉管材磨损浅析

学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 表 1 燃料灰 硫 添加料 磨损率 料一 般 以 堆 焊 层 的磨 损 率来 对 材 料磨损进行 分类 的 。 表 1中磨 损 率 的分 类定义如下。 “ N o n e ” ( 无 ) ： 到 目前 为 止没 有 可 测 量的或 肉眼可见 的磨损 。 “ L o w ” ( 低 ) ： 对表面保护需要进行某种程度 的修补 ， 但修补频次不得多于两年一次。 “ M e d i u m ” ( 中等 ) ： 对表面保护需要进行某种程度修 补 ， 但修补频次不得多于一年一次。 “ H i g h ” ( 高 ) ： 保护层 的表面需要一 年修补一次或更 换一次。 “ S e v e r e ” ( 严重) ： 保护表面及在某些情况下管子母材 金属在 1 2 个月内就需要进行修补。 在大多数情况下， 磨损率都为“ 低” 或“ 中” 。 除一台锅炉 外 ， 其它所有锅炉的表 面磨损初期均为“ 严重” ， 而后都 因 适当控制床料的粒度分布而降低到“ 高” 或“ 中” 程度。 另外 应说明的是， 材料磨损分类为“ 无” 者并非罕见。 按表 1 给出的数据可得出这样结论 ，即燃料 的品位 看来并不是在循环流化床锅炉燃烧室中造成材料磨损的 主要 因素。出现磨损率高大多数情况是因燃烧烟煤或次 烟煤 。烧生物燃料时对燃烧室内的金属材料几乎没有轻 微 的磨损倾 向。因此 ， 当燃用含灰量很低 的生物燃料 时， 燃料灰不至于引起腐蚀性磨损。 在这些情况下 ， 正确地选 择添加物料 ， 尤其是砂的选择是相当重要 的。 因为有些化 合物能与这些燃料结合在一起 ，对金属管材形成腐蚀性 磨损。 3 床料特性对金属材料磨损的影响 管 子 磨 损 的 研 究 主要集 中在 研 制 燃 烧 室 本体 和 炉 膛 内部表 面的形状上 ， 这 样 就排 除 了腐蚀 性磨损 。 根据多 台机 组运行经验 ， 优化 了 燃烧室内部的气体 和 固体 的流 动力 学 特性 ， 排除锅炉管子的腐蚀性磨损 ， 并把表面保护的维护 量减至最低程度 。 当然 ， 由于床料的物理和化学特性不同 而导致 的磨损率仍然是有差别 的。 4 粒度和速度等 因素影响 在循环流化床锅炉的燃烧室内，床料的粒度对磨损 率有极大的影响， 重要的是从床料中除去粗大的颗粒。 某 些情况下 ， 有效地进行床灰 的分级 ， 能将磨损率从“ 严重” 或“ 高” 降低到“ 中” 或“ 低” 水平。 可推测 ，三物体磨损机理是造成循环流化床锅炉磨 损的主要原 因。 解决方案 工艺， 工装 ， 壤具 ， 诠断 ， 蛆 ， 维雠， 改造 目雹四口 重 量 5 床料的矿物学 床料的矿物学是一个极其复杂的问题， 很少有人了解 它对燃烧室内金属材料的磨损作用。床料由燃料灰、 石灰 石和补给床料 般是砂组成。进料的比例变化很大 ， 主要取决于燃料 中的含硫量、 含灰量及除硫率等。仅在燃 料含灰量特低( 如烧泥煤 ) 时才需添加砂。 进入燃烧室的混 合物经历 了高温的燃烧过程 ， 因而在运行工况下 同样会对 床料 的最终矿物学特性和化学特性有一定影响。 床料 的化学分析 已经成为样品典型标准元素分析 ， 可以从氧化物中测出每种元素的比例。 对灰、 床料和燃料 样品的标准元素分析没有得 出样品实际矿物学 的资料 。 另外 ， 燃料和灰的取样并不总是系统地进行 ， 有时灰的取 样 可能还不是 与所用燃料 和石灰石相对应的。 从哈锅公 司多 台循环流化床运行机组数据得出 ， 磨 损率与床料 中石英和钙的含量有关。用石英砂冲击管材 时， 磨损率很高。 可是随着床料中钙含量的增加其磨损率 却在下降。 从投入商业运行的机组取得经验表明， 加到床 上维持床料存量 的砂子 ，它对金属的磨损程度要 比燃料 灰和石灰石构成的床料对金属的磨损程度轻。 6 床料中碱的含量 燃烧室内材料磨损的一个潜在因素是有机结合碱 的 存在，尤其是燃料或其它给料中含钠时，磨损率高的机 组 ， 其燃料中的含碱量也高。在这种情况下 ， 可在燃烧室 内低磨损区的墙壁上发现含钠 、含硫量相当高的某些生 成物。 因在床料磨损的同时又产生了腐蚀性的损失， 因此 很难证明活性钠或钾含量就会加速材料的磨损 。 焦硫酸钠或络合的碱金属硫酸盐可能是引起腐蚀的 主要因素。有碱金属类硫酸盐存在 ， 在燃烧 室的温度下 ， 它们将 以熔化状态附在床料的表面上 。如果这种硫酸盐 以熔化状态停留在管子表面上就会产生腐蚀。蒸发器管 子 的金属温度不应高到产生这一类型的腐蚀 。然而 由于 管子同时既处在保护氧化层被严重破坏下，又处在被含 有半熔化的硫 和碱包围的粒子 冲击 的恶劣工况下 ，这种 腐蚀在很低的金属温度下就能发生。 另外 ， 由于此磨损区 内引起传热率较高 ， 也会使局部金属温度稍高一些。 7 结语 在几十多台循环流化床锅炉的运行经验及运行数据 的基础上，对于循环流化床锅炉燃烧室燃料的磨损问题 得出如下结论。大多数材料的磨损可以通过正确地选择 燃烧室内传热面的形状和对高磨损区域采用局部保护措 施来解决。我公 司在多台锅炉机组中采用尾部烟道高磨 损 区域管屏上加盖具有防磨作用的盖板 ，在靠近左右两 侧墙外部垂直管屏部分加盖防磨罩。从实际运行数据来 看， 效果非常显著， 解决了循环流化床磨损的难题。循环 流化床是近年来在国际上发展起来 的新一代高效 、低污 染清洁燃烧技术 ，在 当今我 国提倡低碳环保的时代势必 有一个飞速发展 的空间。 ( 编辑立明) 作者简介： 吕红