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[摘 要]在35t/h循环流化床锅炉运行过程中，其风帽、埋管和旋风分离器顶部等部位发生严重磨损问题，且锅炉的防磨措施效果不明显，直接影响着流化床的运行效果。基于此，文章主要对35t/h循环流化床锅炉防磨技术改造进行了分析与研究，希望能够降低循环流化床锅炉的磨损程度，提高其运行效率。
[关键词]循环流化床；锅炉磨损；防磨改造
中图分类号：TU817 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）45-0313-01
循环流化床（CFB）锅炉具有燃料适应性广、负荷调节性好、具有较高的燃烧效率，灰渣易于综合利用等优点，目前在我国得到快速推广应用。由于循环流化床锅炉在运行过程中，其炉内的物料浓度比较高，尾部烟气流速在8-16m/s，因此，其锅炉磨损要比其他工艺的锅炉磨损严重，而防磨效果不明显，使得循环流化床锅炉的磨损问题，一直是困扰流化床锅炉经济运行和进一步发展的关键问题。
1.循环流化床锅炉磨损分析
1.1 循环流化床的磨损部位
35T循环流化床锅炉在运行过程中，其磨损最为严重的部位有：风帽、埋管、旋风分离器顶部等等。详细信息如图1所示：
通过上图我们可以了解到，在循环流化床锅炉运行过程中，受反应物料、条件等因素的影响，炉膛水冷壁、炉内受热面、尾部对流烟道受热面、外置式换热器等部位会出现冲蚀磨损。同时，由于循环流化床锅炉在运行过程中也会出现疲劳磨损、腐蚀磨损、微动磨损等，这些磨损的出现，会严重影响循环流化床锅炉的正常运行，甚至会导致安全事故的发生。
1.2 循环流化床的磨损原理
循环流化床锅炉耐火材料破坏的主要原因和机理，一方面是由于温度循环波动和热冲击以及机械应力造成耐火材料产生裂缝和剥落；另一方面是由于固体物料对耐火材料的冲刷而造成耐火材料的破坏。如，炉膛水冷壁磨损，为了增加锅炉的蒸发受热面积，仅在炉膛下部密相区的水冷壁管上敷设耐火材料，使得耐火材料与水冷壁交界处的气、固两相的正常流动发生变化，从而引起水冷壁的冲蚀磨损；气流在观火孔炉膛开孔处弯管下部区域形成冲刷，导致磨损严重；翼形管、屏式过热器、水平过热器管屏等磨损机理与炉膛水冷壁处相似；分离器在运行过程中，其运行效率无法达到设计标准，或因安装技术问题，使得较多的飞灰颗粒进入对流受热面，烟气飞灰浓度太高而使其磨损加剧；风帽磨损最严重的区域发生在循环物料回料口附近，原因主要是由于较高颗粒浓度的循环物料以较大的平行于布风板的速度分量冲刷风帽而导致的。
2.影响循环流化床磨损的主要因素
第一，燃料特性，循环流化床锅炉在燃烧过程中，其燃料种类的不同，不同种类的燃料与受热面、耐火材料的磨损相关。常用的循环流化床锅炉燃料为优、劣质煤、煤矸石、木材及固体垃圾等。
第二，床料特性，床料粒径较小，受热面所受的冲蚀磨损较少。粒径达到临界值0.1mm后，磨损量几乎不变，这是由于冲刷管壁的总颗粒数下降，磨损量变化不大。但带棱角的床料颗粒较球形颗粒对锅炉的磨损影响较大。床料颗粒在炉内停留一段时间后，其表面会形成一膜层，其硬度会高于新添的床料。含硅和铝成分较高的床料要比含鈣和硫较高的床料对受热面的磨损性更强，因后者可使受热表面产生较厚的保护层从而降低磨损。
第三，温度特性。循环流化床锅炉在运行过程中，若其床温升高，则锅炉内的烟气及受热面的温度也会随之上升，受热面的管壁温度也随之增加，受热面的腐蚀磨损与疲劳磨损程度也会加剧。
第四，速度与管束排列特性。烟气速度的提高，会加速灰粒对炉膛的撞击频率，从而导致冲蚀磨损的迅速增加；管束有顺列和错列两种布置方式。按顺列方式布置，流动截面宽，沟流速度低，磨损程度低于错列布置方式。在布置管束时，底排管距风帽小孔的距离和管件的安装倾角对磨损有直接影响，距离增大，管束底部无埋管区的气泡自由上升的行程变大，在上升过程中会伴随着趋于床层中心的横向运行，会加速底排管的磨损。管件的安装角度往往会形成气泡在床层中的短路效应，安装倾角越大，短路效应越明显，气泡沿管件造成的磨损也越明显。
3.循环流化床锅炉防磨技改措施
3.1 风帽调平处理
一般情况下，工业生产设备的使用寿命较长，才能保证生产的经济效益。因此，循环流化床锅炉在运行过程中，随着其运行时间的增加，其风帽的平衡度会下降，从而使得风帽磨损严重。因此，为了降低风帽磨损程度，技术人员应对风帽进行调平处理，首先对风帽的水平度进行调整，并对所有风帽全部进行更新处理。经过一个运行周期（五个月）后，停炉检查发现，所有风帽全部完好无损。与风帽改造前相比，风帽的磨损问题得到大幅度改善。
3.2 埋管的防磨改造
由于埋管是布置在密相区内的受热面，锅炉运行过程中，大颗粒冲刷埋管造成埋管的磨损。且埋管在运行过程中大都是超负荷运行，这就进一步加剧了对埋管的磨损，尤其是埋管的斜管段外侧磨损更严重。因此，在埋管防磨改造中应对埋管上部斜管段磨损严重的区域应运用超音速电弧喷涂技术，将融化的金属用超音速气流雾化，并将其高速喷射到工件表面形成防磨涂层，从而实现对锅炉埋管的防护作用。水冷壁喷涂需要选择抗高温氧化和热腐蚀性能良好的金属合金作为涂层，然后用专用的高温耐磨防腐封孔剂对其进行封孔，保证水冷壁喷涂能够满足防磨要求。
3.3 旋风分离器顶部及出口烟道防磨措施
为了解决旋风分离器顶部及烟道的磨损问题，在磨损严重的区域敷设耐磨的浇注料是非常有必要的。如，在耐热钢板上焊接耐热钢筋，材质为12CrMoV，在该区域敷设厚度为150mm的耐磨浇注料，并每隔50mm的距离预留直径为3mm的透气孔，便于耐磨浇注料在干化过程中水蒸汽的溢出，避免水蒸汽对耐磨浇注料造成破坏。运行结果表明，敷设耐磨浇注料后，旋风分离器顶部及出口烟道的磨损问题大幅度改善。根据改造后的磨损现状估计，耐磨浇注料的寿命应该在8年以上。
结语
总而言之，35T循环流化床锅炉在运行过程中，设备磨损已成为影响锅炉正常运行的主要因素。通过对其进行技术改造，能够有效解决锅炉磨损问题，提升锅炉的运行效率，对推动工业企业的发展有着重要意义。
参考文献
[1] 刘思权.循环流化床锅炉防磨技术探讨[J].新疆有色金属，2015，（04）：99-100.
[2] 徐志渊，周德华，李志伟.2×35t/h循环流化床锅炉防磨技改[J].电站系统工程，2015，（04）：81-82.
[关键词]循环流化床；锅炉磨损；防磨改造
中图分类号：TU817 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）45-0313-01
循环流化床（CFB）锅炉具有燃料适应性广、负荷调节性好、具有较高的燃烧效率，灰渣易于综合利用等优点，目前在我国得到快速推广应用。由于循环流化床锅炉在运行过程中，其炉内的物料浓度比较高，尾部烟气流速在8-16m/s，因此，其锅炉磨损要比其他工艺的锅炉磨损严重，而防磨效果不明显，使得循环流化床锅炉的磨损问题，一直是困扰流化床锅炉经济运行和进一步发展的关键问题。
1.循环流化床锅炉磨损分析
1.1 循环流化床的磨损部位
35T循环流化床锅炉在运行过程中，其磨损最为严重的部位有：风帽、埋管、旋风分离器顶部等等。详细信息如图1所示：
通过上图我们可以了解到，在循环流化床锅炉运行过程中，受反应物料、条件等因素的影响，炉膛水冷壁、炉内受热面、尾部对流烟道受热面、外置式换热器等部位会出现冲蚀磨损。同时，由于循环流化床锅炉在运行过程中也会出现疲劳磨损、腐蚀磨损、微动磨损等，这些磨损的出现，会严重影响循环流化床锅炉的正常运行，甚至会导致安全事故的发生。
1.2 循环流化床的磨损原理
循环流化床锅炉耐火材料破坏的主要原因和机理，一方面是由于温度循环波动和热冲击以及机械应力造成耐火材料产生裂缝和剥落；另一方面是由于固体物料对耐火材料的冲刷而造成耐火材料的破坏。如，炉膛水冷壁磨损，为了增加锅炉的蒸发受热面积，仅在炉膛下部密相区的水冷壁管上敷设耐火材料，使得耐火材料与水冷壁交界处的气、固两相的正常流动发生变化，从而引起水冷壁的冲蚀磨损；气流在观火孔炉膛开孔处弯管下部区域形成冲刷，导致磨损严重；翼形管、屏式过热器、水平过热器管屏等磨损机理与炉膛水冷壁处相似；分离器在运行过程中，其运行效率无法达到设计标准，或因安装技术问题，使得较多的飞灰颗粒进入对流受热面，烟气飞灰浓度太高而使其磨损加剧；风帽磨损最严重的区域发生在循环物料回料口附近，原因主要是由于较高颗粒浓度的循环物料以较大的平行于布风板的速度分量冲刷风帽而导致的。
2.影响循环流化床磨损的主要因素
第一，燃料特性，循环流化床锅炉在燃烧过程中，其燃料种类的不同，不同种类的燃料与受热面、耐火材料的磨损相关。常用的循环流化床锅炉燃料为优、劣质煤、煤矸石、木材及固体垃圾等。
第二，床料特性，床料粒径较小，受热面所受的冲蚀磨损较少。粒径达到临界值0.1mm后，磨损量几乎不变，这是由于冲刷管壁的总颗粒数下降，磨损量变化不大。但带棱角的床料颗粒较球形颗粒对锅炉的磨损影响较大。床料颗粒在炉内停留一段时间后，其表面会形成一膜层，其硬度会高于新添的床料。含硅和铝成分较高的床料要比含鈣和硫较高的床料对受热面的磨损性更强，因后者可使受热表面产生较厚的保护层从而降低磨损。
第三，温度特性。循环流化床锅炉在运行过程中，若其床温升高，则锅炉内的烟气及受热面的温度也会随之上升，受热面的管壁温度也随之增加，受热面的腐蚀磨损与疲劳磨损程度也会加剧。
第四，速度与管束排列特性。烟气速度的提高，会加速灰粒对炉膛的撞击频率，从而导致冲蚀磨损的迅速增加；管束有顺列和错列两种布置方式。按顺列方式布置，流动截面宽，沟流速度低，磨损程度低于错列布置方式。在布置管束时，底排管距风帽小孔的距离和管件的安装倾角对磨损有直接影响，距离增大，管束底部无埋管区的气泡自由上升的行程变大，在上升过程中会伴随着趋于床层中心的横向运行，会加速底排管的磨损。管件的安装角度往往会形成气泡在床层中的短路效应，安装倾角越大，短路效应越明显，气泡沿管件造成的磨损也越明显。
3.循环流化床锅炉防磨技改措施
3.1 风帽调平处理
一般情况下，工业生产设备的使用寿命较长，才能保证生产的经济效益。因此，循环流化床锅炉在运行过程中，随着其运行时间的增加，其风帽的平衡度会下降，从而使得风帽磨损严重。因此，为了降低风帽磨损程度，技术人员应对风帽进行调平处理，首先对风帽的水平度进行调整，并对所有风帽全部进行更新处理。经过一个运行周期（五个月）后，停炉检查发现，所有风帽全部完好无损。与风帽改造前相比，风帽的磨损问题得到大幅度改善。
3.2 埋管的防磨改造
由于埋管是布置在密相区内的受热面，锅炉运行过程中，大颗粒冲刷埋管造成埋管的磨损。且埋管在运行过程中大都是超负荷运行，这就进一步加剧了对埋管的磨损，尤其是埋管的斜管段外侧磨损更严重。因此，在埋管防磨改造中应对埋管上部斜管段磨损严重的区域应运用超音速电弧喷涂技术，将融化的金属用超音速气流雾化，并将其高速喷射到工件表面形成防磨涂层，从而实现对锅炉埋管的防护作用。水冷壁喷涂需要选择抗高温氧化和热腐蚀性能良好的金属合金作为涂层，然后用专用的高温耐磨防腐封孔剂对其进行封孔，保证水冷壁喷涂能够满足防磨要求。
3.3 旋风分离器顶部及出口烟道防磨措施
为了解决旋风分离器顶部及烟道的磨损问题，在磨损严重的区域敷设耐磨的浇注料是非常有必要的。如，在耐热钢板上焊接耐热钢筋，材质为12CrMoV，在该区域敷设厚度为150mm的耐磨浇注料，并每隔50mm的距离预留直径为3mm的透气孔，便于耐磨浇注料在干化过程中水蒸汽的溢出，避免水蒸汽对耐磨浇注料造成破坏。运行结果表明，敷设耐磨浇注料后，旋风分离器顶部及出口烟道的磨损问题大幅度改善。根据改造后的磨损现状估计，耐磨浇注料的寿命应该在8年以上。
结语
总而言之，35T循环流化床锅炉在运行过程中，设备磨损已成为影响锅炉正常运行的主要因素。通过对其进行技术改造，能够有效解决锅炉磨损问题，提升锅炉的运行效率，对推动工业企业的发展有着重要意义。
参考文献
[1] 刘思权.循环流化床锅炉防磨技术探讨[J].新疆有色金属，2015，（04）：99-100.
[2] 徐志渊，周德华，李志伟.2×35t/h循环流化床锅炉防磨技改[J].电站系统工程，2015，（04）：81-82.