循环流化床锅炉磨损治理措施教程.doc

循环流化床锅炉磨损治理措施 循环流化床锅炉炉膛中心区域以上升流为主，四周边壁区以贴壁下降流为主 按ALSTOM设计，循环灰贴壁下落到水冷壁防磨凸台上部堆积，形成约45°的自然堆积角，剩余循环灰沿坡面下滑，避免冲刷水冷壁管，达到减小磨损的目的。在水冷壁防磨凸台上部过渡区内，由自然下落的循环灰在水平凸台上形成斜坡，称为“软着陆”区域，如图4所示。 由于沿壁面下流的固体物料与炉内向上运动的固体物料运动方向相反，在局部产生涡旋流，使循环灰堆积角减小，“软着陆”区细颗粒较少，大颗粒偏多，导致“软着陆”效果欠佳，沿炉膛壁面下流的固体物料在交界区域产生流动方向的改变，因而对水冷壁管产生冲刷磨损。如图5所示： ? 图4：设计工况 图5：实际工况 同时，300MW循环流化床锅炉为双炉膛设计，中部为浇筑水冷分隔墙，分隔墙两侧物料不停交换，形成动态平衡，始终维持两侧炉膛物料量基本相等。这样，在分隔墙上部存在物料大量横向流动的现象，形成横向冲刷磨损。如图6所示： 3.3 炉膛四角水冷壁磨损原因 循环流化床锅炉中，炉膛四角区域水冷壁磨损比较严重，其原因是角落区域内沿壁面向下流动的固体物料浓度比较高，同时流动状态也受到破坏。另外汇集于直角区域的颗粒比在一侧水冷平壁边的颗粒对金属表面碰撞造成冲击磨损的机会大也是主要原因。 4.1 运行防磨 循环流化床锅炉床料颗粒组分、床层分布、返料量、烟气粒子浓度等都有交互影响，进而会对整个锅炉系统的各受热面及内衬材料的磨损产生巨大影响，这也是运行防磨之所以重要的原因。 炉内金属磨损主要为冲蚀磨损。之所以产生磨损，关键在于灰粒具有动能，颗粒动能与其速度的平方成正比。不但如此，磨损还与灰浓度、灰粒的撞击频率和灰粒对被磨损物体的相对速度有关。若近似认为烟气速度和颗粒速度相等，则磨损量就将和烟气速度的3次方成正比。烟气速度的提高，会促使上述有关因素的作用加强，从而导致冲蚀磨损的迅速增加。研究和试验结果证明：金属壁面的磨损速率与颗粒速度呈立方关系，与颗粒直径呈平方关系，即有： δ＝kup3d2 式中：δ —— 磨损速率； k —— 系数； up —— 颗粒速度；因此，运行防磨主要从降低烟气速度、降低灰浓度、使用低磨损燃料、减小床料粒径、改善床料构成等方面着手。 4.1.1 降低烟气流速 300MW循环流化床锅炉入炉风量包括一次风、二次风、高压流化风。一次风主要作用是流化床料，同时为燃料中挥发分燃烧提供氧气；二次风分两级进入炉膛，起助燃作用，实现分级燃烧；高压流化风主要提供回料器、外置床、冷渣器流化风。通过合理配风，降低烟气流速的同时还应保证燃烧效率。 1）降低一次风量 一次风量占炉膛总风量45％左右，它不仅影响烟气流速，还影响循环物料量和循环物料颗粒度。所以，在所有入炉风量中，一次风量对磨损速率影响最大。同时，一次风量的大小与锅炉流化状态、床温、密相区的燃烧份额、燃烧效率、脱硫效率、脱硝效率有直接关系。一次风量过低会影响流化质量，导致各种效率降低，严重时还会导致床温过高甚至炉膛结焦等严重后果，影响锅炉安全运行。因此，我们每次锅炉启动前都进行流化质量试验、最小流化风量试验。图7是我公司6号锅炉2007年3月在料层厚度分别为1000mm和1200mm时，最小流化风量试验曲线，从中可得出6号锅炉最小流化风量为80km3/h。 ? 图7：料层阻力曲线 根据最小流化风量试验结果，结合公司燃煤情况、燃烧调整试验结果，综合考虑床温调节、燃烧效率、脱硫效率，加上一定的安全系数，制定了我公司300MW循环流化床锅炉一次风量调节曲线。图8为实际运行风量与设计风量的对比： 其它风量的调整 300MW循环流化床锅炉二次风分上下两层，上层风量主要补充氧气，增强二次风穿透力，减小炉膛中部缺氧区域，提高燃尽率，对燃烧效率有较大影响；下层风量对循环物料量有一定影响。二次风量控制依据为飞灰可燃物、炉膛出口氧量、风机电耗。为保证燃烧效率，我们在降低一次风量同时，应略微增加了二次风量。 高压流化风影响流化质量，且回料器、冷渣器等处风量总和只占总风量3％左右，外置床风量稍大，根据外置床流化试验，也做了相应调整。 通过多次风量调整试验，我们得出了最佳配风方案，表1为我公司5、6锅炉风量调整前后对照： 表1：配风对照表 ? 4.1.2 降低灰浓度 循环灰浓度即循环物料量，是影响炉内传热、床温、蒸发量、蒸汽温度的重要参数，同时对磨损也有很大影响。300MW循环流化床锅炉衡量灰浓度的指标为炉膛上部差压。降低循环灰浓度手段为降低一次风量、降低炉膛差压、合理控制入炉煤及床料粒度。 1) 降低炉膛差压 炉膛差压是衡量炉膛内部床料量的指标，差压高，床料多，燃烧稳定性、经济性高，炉膛各部温度均匀，底渣可燃物低；差压过低可能导致炉膛下部床温偏高，底渣可燃物偏高，经济性差。按设计，炉膛差压