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【摘 要】 本文对循环流化床锅炉的各个部件的磨损机理进行了分析，针对存在问题进行了相应的防磨技术改造阐述，并对防磨改造后的效果进行了验证。
【关键词】 循环流化床锅炉；防磨；改造；应用
一、概述：
循环流化床燃烧技术是一项近30年发展起来的清洁煤燃烧技术，因其燃烧效率高、煤种适应性广、负荷调节范围大、氮氧化物排放低、易于脱硫等优点而备受青睐。随着循环流化床燃烧技术的日益成熟，循环流化床锅炉也以其大量的运行实践被公认为极具发展前途的炉型之一。但锅炉各部位突出的磨损问题严重制约了该炉型长期经济的运行。四川龙蟒钛业股份有限公司使用济南锅炉厂型号YG-75/3.82-M1的两台CFB锅炉，最早于2007年开始运行。从开车后到2011年，1#、2#锅炉长期处于锅炉各个部位的磨损困扰中。
二、磨损部位原因分析
我们通过与各个锅炉厂家和筑炉、防磨厂家反复交流。从各个方面对在运行的1#、2#炉进行了全面磨损部位和原因进行了深入分析。75吨循环流化床锅炉的部件磨损主要集中在水冷壁、空预器进口管、旋风分离器隔墙及靶区、落渣管管口等处。
1、水冷壁的磨损
炉膛水冷壁的磨损，大致有以下三种情形：炉膛下部卫燃带与水冷壁管交界区域管壁的磨损；炉膛4个角落区域管壁的磨损。高倍率循环流化床锅炉的特点就是利用返料系统大量的循环灰携带燃料燃烧的热量，与整个炉膛四周水冷壁管内的循环热水进行热交换，这个过程虽然保证了锅炉的热交换效率，但同时带来两个主要的磨损问题。一个就是循环灰被烟气带到炉膛上部空间后，随着高度的增加，循环灰在重力的作用下，会趋向水冷壁，然后顺着水冷壁向下流动形成面壁流。在面壁流到达卫燃带与水冷壁管交界区时，会与向上运动的固体物料混合，局部产生涡流；同时沿壁面下流的固体物料在交界面处产生反弹，这种反弹一部分往炉膛中心降落，但另一部分往水冷壁管侧反弹，对水冷壁管产生了切割现象，造成水冷壁泄漏爆管。而炉膛四个角落区域由于两组水冷壁形成夹角，该处的面壁流和密相层向上运动的固体物料混合后，运动轨迹更复杂，管壁及鳍片的冲蚀更明显。同时在现场我们还发现，在水冷壁“让管”位置，由于浇注料与鳍片接头处，经常有浇注料高度超过鳍片位置，虽然看上去浇注料表面光滑，但实际上却在两根水冷壁管间改变了面壁流向下流动的截面积，大量灰粒冲向水冷壁侧面，出现明显的向下延伸的冲蚀痕迹，严重的会直接冲穿。
2、旋风分离器隔墙及靶区的磨损
在炉膛进入旋风分离器隔墙的上水平烟道处，由于两个烟窗的流通截面积相对于炉膛截面积大幅降低，此处的烟气流速骤升到10米/秒左右，此时含尘烟气中还夹带有大量粒径≧1mm的循环灰，加之烟气流速快，而物料冲刷的磨损量与气流速度的三次方成正比，气流速度越大，磨损愈严重，灰浓愈高，冲蚀也愈高。旋风分离器两侧隔墙及旋风分离器靶区正好处在烟气流速和灰浓最大区域，承受着严重的磨损过程。
3、一次风空预器的进口管道磨损
空预器处在整个锅炉烟气流程的末端，烟气流速虽然降低到1米/秒左右，但该处温度大约在150℃，一旦煤炭里的单质硫含量变化，空预器的进口管道管口容易受该处二氧化硫酸性介质的露点腐蚀。加之存在烟尘在进入空预器的换热管时，在管口位置会产生涡流冲刷，所以该处的磨损是渐进式的，一般是在运行两三年以后才暴露出来，空预器管道进口一旦出现穿孔等，就有两个特点：一、穿孔的管道根数多，面积大；二、锅炉鼓风机的能耗和锅炉的烟气热损失大幅增加（由于漏空气，导致烟气室内进入大量冷空气，降低了烟气与鼓风机出口空气的换热温差）
4、落渣管管口的磨损
落渣管管口在锅炉运行过程中，其作用主要是排放大颗粒煤渣。由于循环流化床锅炉的燃煤特性主要是使用劣质煤，所以煤渣中矸石成分居多，长期大量的煤渣通过落渣管排放，对落煤管口附近的耐火料层形成很大磨损，随着耐火材料的磨损、脱落。最终落煤管处的布风板会失去耐火层的保护，而20G材质的布风板是无法承受温度高达900℃的粗煤渣长期冲蚀的，所以会经常在落煤管与布风板交接处的钢板出现穿孔，风室内压力明显高于炉膛内的压力的一次风会通过这些磨穿的孔反串入落渣管，导致落渣管在冷渣机的进口出现大量喷红渣现象。如图 落渣管管口磨损效果图
通过以上锅炉各个部位的磨损情况分析，我们可以看出，除空预器的进口管道管口磨损与烟气中的酸性介质有一定关系，属于腐蚀磨损外，其余的基本都与循环流化床锅炉在运行过程中大量的烟尘有直接关系，属于磨料磨损。所以我们针对各部位的实际状况主要采取了：1、提高受磨部件的耐磨性；2、合理引导含尘烟气平滑运动两种方式进行对策处理。
三、防磨改造的实施
1、水冷壁位置的处理：针对该处磨损的原因分析，我們进行了以下方式的处理
1.1、在炉膛下部卫燃带与水冷壁管交界区域，有意识的将“让管”下部位置的浇注料向内侧做成“<”型，使得向下流动的面壁流与向上运动的固体物料之间强烈、复杂的紊流对水冷壁的切割作用得到化解。
1.2、在卫燃带上部浇注料与水冷壁鳍片交接位置，通过手动磨光机，将突出鳍片位置的浇注料打磨至于鳍片高度相当。对面壁流的运动轨迹形成引导作用。
2、旋风分离器位置的处理
由于烟气流速在旋风分离器位置增加很多，所以水平烟道隔墙和分离器靶区是防磨处理的最大难点，通过反复考虑，我们采取：
3.1、提升耐火混凝土的耐磨等级：将上水平烟道中间隔墙、侧墙、顶棚全部用钢纤维锆刚玉耐磨浇注料进行浇筑，同时为确保耐火浇注料层的整体强度，将原来与钢壳保温用的轻质保温砖，全部换掉，改用硅酸铝保温浇注料进行整体浇筑。
3.2、严格按照施工图纸对筑炉厂家的施工质量把关，对该处施工后的耐火层尺寸进行复核，对达不到要求的，坚决进行返工处理。
四、防磨效果验证
以上措施我们在2012年分别进行了实施，通过一年多的运行，2013年年底利用锅炉例检机会，对技改部位进行了多次检验，原有磨损部位明显好于以往。1#、2#锅炉各设备因部件磨损导致的非计划检修的故障时间从2011年全年1692小时降低到2013年全年的329小时，大大降低了循环流化床锅炉的运行风险。
五、结束语
循环流化床锅炉通流部位磨损产生的原因除了锅炉设备设施硬件因素外，还与工艺指标的控制息息相关。据有关资料介绍，受热面的磨损与粉尘的浓度及冲刷相对速度的3次方成正比。
因此需要在操作过程中，保证风量调整在规定范围内，坚决消除厚料层、大风量运行的习惯。同时还需要严格控制入炉煤的热值、水分、粒径等参数。对每台锅炉建立运行台帐和检修台帐，随时掌握锅炉的运行动态，预防性开展例检工作。只有通过以上措施全面提高锅炉生产管理的综合水平，才能切实降低锅炉运行的风险。
【关键词】 循环流化床锅炉；防磨；改造；应用
一、概述：
循环流化床燃烧技术是一项近30年发展起来的清洁煤燃烧技术，因其燃烧效率高、煤种适应性广、负荷调节范围大、氮氧化物排放低、易于脱硫等优点而备受青睐。随着循环流化床燃烧技术的日益成熟，循环流化床锅炉也以其大量的运行实践被公认为极具发展前途的炉型之一。但锅炉各部位突出的磨损问题严重制约了该炉型长期经济的运行。四川龙蟒钛业股份有限公司使用济南锅炉厂型号YG-75/3.82-M1的两台CFB锅炉，最早于2007年开始运行。从开车后到2011年，1#、2#锅炉长期处于锅炉各个部位的磨损困扰中。
二、磨损部位原因分析
我们通过与各个锅炉厂家和筑炉、防磨厂家反复交流。从各个方面对在运行的1#、2#炉进行了全面磨损部位和原因进行了深入分析。75吨循环流化床锅炉的部件磨损主要集中在水冷壁、空预器进口管、旋风分离器隔墙及靶区、落渣管管口等处。
1、水冷壁的磨损
炉膛水冷壁的磨损，大致有以下三种情形：炉膛下部卫燃带与水冷壁管交界区域管壁的磨损；炉膛4个角落区域管壁的磨损。高倍率循环流化床锅炉的特点就是利用返料系统大量的循环灰携带燃料燃烧的热量，与整个炉膛四周水冷壁管内的循环热水进行热交换，这个过程虽然保证了锅炉的热交换效率，但同时带来两个主要的磨损问题。一个就是循环灰被烟气带到炉膛上部空间后，随着高度的增加，循环灰在重力的作用下，会趋向水冷壁，然后顺着水冷壁向下流动形成面壁流。在面壁流到达卫燃带与水冷壁管交界区时，会与向上运动的固体物料混合，局部产生涡流；同时沿壁面下流的固体物料在交界面处产生反弹，这种反弹一部分往炉膛中心降落，但另一部分往水冷壁管侧反弹，对水冷壁管产生了切割现象，造成水冷壁泄漏爆管。而炉膛四个角落区域由于两组水冷壁形成夹角，该处的面壁流和密相层向上运动的固体物料混合后，运动轨迹更复杂，管壁及鳍片的冲蚀更明显。同时在现场我们还发现，在水冷壁“让管”位置，由于浇注料与鳍片接头处，经常有浇注料高度超过鳍片位置，虽然看上去浇注料表面光滑，但实际上却在两根水冷壁管间改变了面壁流向下流动的截面积，大量灰粒冲向水冷壁侧面，出现明显的向下延伸的冲蚀痕迹，严重的会直接冲穿。
2、旋风分离器隔墙及靶区的磨损
在炉膛进入旋风分离器隔墙的上水平烟道处，由于两个烟窗的流通截面积相对于炉膛截面积大幅降低，此处的烟气流速骤升到10米/秒左右，此时含尘烟气中还夹带有大量粒径≧1mm的循环灰，加之烟气流速快，而物料冲刷的磨损量与气流速度的三次方成正比，气流速度越大，磨损愈严重，灰浓愈高，冲蚀也愈高。旋风分离器两侧隔墙及旋风分离器靶区正好处在烟气流速和灰浓最大区域，承受着严重的磨损过程。
3、一次风空预器的进口管道磨损
空预器处在整个锅炉烟气流程的末端，烟气流速虽然降低到1米/秒左右，但该处温度大约在150℃，一旦煤炭里的单质硫含量变化，空预器的进口管道管口容易受该处二氧化硫酸性介质的露点腐蚀。加之存在烟尘在进入空预器的换热管时，在管口位置会产生涡流冲刷，所以该处的磨损是渐进式的，一般是在运行两三年以后才暴露出来，空预器管道进口一旦出现穿孔等，就有两个特点：一、穿孔的管道根数多，面积大；二、锅炉鼓风机的能耗和锅炉的烟气热损失大幅增加（由于漏空气，导致烟气室内进入大量冷空气，降低了烟气与鼓风机出口空气的换热温差）
4、落渣管管口的磨损
落渣管管口在锅炉运行过程中，其作用主要是排放大颗粒煤渣。由于循环流化床锅炉的燃煤特性主要是使用劣质煤，所以煤渣中矸石成分居多，长期大量的煤渣通过落渣管排放，对落煤管口附近的耐火料层形成很大磨损，随着耐火材料的磨损、脱落。最终落煤管处的布风板会失去耐火层的保护，而20G材质的布风板是无法承受温度高达900℃的粗煤渣长期冲蚀的，所以会经常在落煤管与布风板交接处的钢板出现穿孔，风室内压力明显高于炉膛内的压力的一次风会通过这些磨穿的孔反串入落渣管，导致落渣管在冷渣机的进口出现大量喷红渣现象。如图 落渣管管口磨损效果图
通过以上锅炉各个部位的磨损情况分析，我们可以看出，除空预器的进口管道管口磨损与烟气中的酸性介质有一定关系，属于腐蚀磨损外，其余的基本都与循环流化床锅炉在运行过程中大量的烟尘有直接关系，属于磨料磨损。所以我们针对各部位的实际状况主要采取了：1、提高受磨部件的耐磨性；2、合理引导含尘烟气平滑运动两种方式进行对策处理。
三、防磨改造的实施
1、水冷壁位置的处理：针对该处磨损的原因分析，我們进行了以下方式的处理
1.1、在炉膛下部卫燃带与水冷壁管交界区域，有意识的将“让管”下部位置的浇注料向内侧做成“<”型，使得向下流动的面壁流与向上运动的固体物料之间强烈、复杂的紊流对水冷壁的切割作用得到化解。
1.2、在卫燃带上部浇注料与水冷壁鳍片交接位置，通过手动磨光机，将突出鳍片位置的浇注料打磨至于鳍片高度相当。对面壁流的运动轨迹形成引导作用。
2、旋风分离器位置的处理
由于烟气流速在旋风分离器位置增加很多，所以水平烟道隔墙和分离器靶区是防磨处理的最大难点，通过反复考虑，我们采取：
3.1、提升耐火混凝土的耐磨等级：将上水平烟道中间隔墙、侧墙、顶棚全部用钢纤维锆刚玉耐磨浇注料进行浇筑，同时为确保耐火浇注料层的整体强度，将原来与钢壳保温用的轻质保温砖，全部换掉，改用硅酸铝保温浇注料进行整体浇筑。
3.2、严格按照施工图纸对筑炉厂家的施工质量把关，对该处施工后的耐火层尺寸进行复核，对达不到要求的，坚决进行返工处理。
四、防磨效果验证
以上措施我们在2012年分别进行了实施，通过一年多的运行，2013年年底利用锅炉例检机会，对技改部位进行了多次检验，原有磨损部位明显好于以往。1#、2#锅炉各设备因部件磨损导致的非计划检修的故障时间从2011年全年1692小时降低到2013年全年的329小时，大大降低了循环流化床锅炉的运行风险。
五、结束语
循环流化床锅炉通流部位磨损产生的原因除了锅炉设备设施硬件因素外，还与工艺指标的控制息息相关。据有关资料介绍，受热面的磨损与粉尘的浓度及冲刷相对速度的3次方成正比。
因此需要在操作过程中，保证风量调整在规定范围内，坚决消除厚料层、大风量运行的习惯。同时还需要严格控制入炉煤的热值、水分、粒径等参数。对每台锅炉建立运行台帐和检修台帐，随时掌握锅炉的运行动态，预防性开展例检工作。只有通过以上措施全面提高锅炉生产管理的综合水平，才能切实降低锅炉运行的风险。