循環流化床鍋爐從發展至今一直普遍存在著水冷壁受熱面磨損嚴重的問題,鍋爐如果發生了水冷壁磨損問題,也沒有及時采取任何措施或者采取措施不當,往往會造成鍋爐頻繁爆管停爐的事故。特別是現在很多電廠采用的劣質燃料,循環流化床鍋爐磨損更加嚴重,給火電廠帶來了巨大的經濟損和不良的社會影響。
循環流化床鍋爐水冷壁磨損
水冷壁管磨損是喜歡流化床鍋爐中最容易磨損的部位,也是磨損最嚴重最難處理的部位。
循環流化床鍋爐水冷壁磨損我們一般分為:耐火材料過渡區磨損、水冷壁管角落區域磨損、水冷壁不規則區域磨損和一般水冷壁管磨損。其中耐火材料過渡區域磨損和水冷壁管角落區域磨損是水冷壁主要磨損,磨損危害更大。
耐火材料過渡區磨損
在循環流化床鍋爐中,爐膛的上部稀相區是快速床,在一定條件下,稀相區的顆粒發生團聚,細顆粒聚集成大顆粒團后,顆粒團重量增加,自由沉降速度提高,一旦大于流化速度,顆粒團不是被吹上去而是逆著氣流向下運動。下降過程中,被上升的氣流打散成細顆粒,再被氣流帶動向上運動,又再聚集成顆粒團,再沉降下來。這種顆粒團不斷聚集、下沉、吹散、上升又聚集形成的物理過程,使循環流化床內氣固兩相間發生強烈的熱量和質量交換。
爐膛角落區域水冷壁磨損
循環流化床鍋爐爐膛內部存在著大量的床料內循環,延長了煤粒的爐膛內停留時間。內循環粒子流多為貼壁粒子流,其循環量要比外循環量大得多。爐膛近壁區物料濃度較高,在水平方向上物料濃度的分布是中間低、近壁區高。在兩面墻組成的角度,流動發生疊加,出現了角部濃度更高的現象,這是角部磨損嚴重的物理基礎。
不規則區域管壁的磨損
不規則管壁包括穿墻管、爐墻開孔處的彎管、管壁上焊縫、管壁間的鰭片、焊縫不平整以及有關安裝剩余的鐵件等。即使很小的幾何尺寸不規則也會造成局部的嚴重磨損。爐膛部分設有入孔門、觀火孔等圓孔處也是易磨損的部件之一。測爐溫時,爐內插入足夠深的熱電偶也會對局部顆粒和流動特性造成較大影響,造成附近水冷壁管的磨損。在各種孔的周圍,由于貼壁處的顆粒向下流動,與上升氣流作用,導致受熱面下部的磨損嚴重。
一般水冷壁管的磨損
從目前運行的循環流化床鍋爐看,一般水冷壁管的磨損雖然普遍存在,停爐檢查時也發現管壁被磨損得光亮,但磨損速度較小,為均勻磨損,基本上不會危及受熱面的安全。
總結
雖然循環流化床鍋爐磨損一直存在,但是隨著對循環流化床鍋爐的研究加深和經驗積累,循環流化床鍋爐水冷壁磨損解決方案越來越多和高效。但是循環流化床鍋爐的磨損原因還是要根據每臺鍋爐的實際情況進行分析,選擇最合適的防磨方案,高效的解決循環流化床鍋爐磨損問題。
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