循環流化床格柵防磨技術在330MW循環流化床鍋爐的防磨應用

　　本文研究的某電廠的兩臺CFB鍋爐為東方鍋爐有限公司生產的循環流化床鍋爐。該鍋爐采用循環流化床燃燒方式，高溫分離物料，固態排渣，干式輸灰，自然循環，平衡通風。鍋爐前墻配備十二片屏式過熱器管屏和六片屏式再熱器管屏，后墻配備兩片水冷蒸發屏和十五片膜式小蒸發屏。鍋爐采用前墻給煤的布置方式，后墻與尾部豎井之間裝備返料系統，后墻有4臺冷渣器，每臺鍋爐配套三路石灰石給料系統。鍋爐的主要參數如下表。

　　鍋爐磨損分析

　　磨損機理

　　CFB鍋爐水冷壁磨損機理一般分為三種：

　　(1)貼壁磨損：沿四壁下落的物料顆粒對管壁的磨損，其磨損量較小。其中有下落過程中遇到到耐火材料與水冷壁的交界臺階位置、遇到穿墻位置、遇到變形位置等情況，只要不形成大的渦流，其磨損量均較小。

　　(2)沖擊磨損：在風的作用下，上行的物料根據分離器的出口情況，產生的側向磨損，其磨損量較大。

　　(3)旋流磨損：沿四壁下流的物料顆粒與上升的物料顆粒之間形成旋流，對水冷壁管產生旋流磨損，包括與相關突出位置的方向改變，其磨損量較大。

　　如果物料顆粒度小且均勻，則磨損量小，如果顆粒度大，磨損會比較嚴重。

　　磨損位置及現象

　　CFB鍋爐水冷壁常規磨損區域主要集中在爐膛耐火材料交界處的水冷壁管、爐膛四角水冷壁管以及后墻煙窗。本文研究分析的鍋爐磨損位置發生了較大變化，兩臺爐均在前墻水冷壁的稀相區至頂棚區域發生大面積的切削磨損，其中1#鍋爐的磨損程度大于2#鍋爐(下文均以1#鍋爐舉例)。爐左側的磨損程度遠大于爐右側。爐內前墻密相區、后墻及左右側墻水冷壁磨損輕微屬常規磨損區本文不再詳述。

　　磨損原因分析

　　下面從鍋爐運行調整方式發生變化、鍋爐設計構造的影響，鍋爐設備構造改變三個方面分析磨損的成因，因為磨損程度不同，所以從兩臺爐的共性和非共性方面進行分析，非共性主要是鍋爐設備構造改變方面存在。

　　解決方案

　　采用我們武漢永平科技首先推出了主動式導熱型格柵防磨技術。該技術區別于以往的被動式增厚防磨技術，它是在水冷壁表面沿水平方向和垂直方向，裝設合金格柵板形成網格式格柵，降低水冷壁表面的物料顆粒速度，阻斷貼壁流的形成，并疏導水冷壁表面物料的流動循環，優化表面流場消除局部渦流。施工方案根據不同鍋爐磨損特點而設計，對循環流化床鍋爐爐內磨損能起到標本兼治的作用。保證鍋爐在高負荷下長周期運行，并增加鍋爐的燃料適應性(如加大矸石等摻燒比例)。

　　圍繞該技術，我們先后完善了相應的格柵板材料攻克，格柵板結構設計及優化，格柵鋪設的理論參考公式，不同工況煤種條件下的測算系數等，并最終形成了現在非常成熟的導熱型格柵防磨技術，圍繞該技術我公司目前已經獲得了14項相關國家專利，其中核心技術專利號：ZL 2014 1 0300048.4 ，ZL 2014 2 0350767.2 , ZL 2014 1 0300145.3 , ZL 2019 2 1607213.5。

　　導熱型格柵防磨技術，徹底解決了長期困擾燃煤熱電行業的CFB鍋爐水冷壁易磨損泄漏這一世界性難題。使鍋爐檢修周期較原有防磨技術延長5倍以上，從原來的連續運行不足4000個小時延長到20000小時以上。節能降耗的同時極大提高了CFB鍋爐的安全性和經濟性。