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1、二八年七月,循环流化床锅炉研究所,CFB锅炉炉内防磨关键技术,一、CFB锅炉炉膛水冷壁防磨技术,1.国内CFB锅炉磨损概况,炉膛过渡区水冷壁磨损问题炉膛稀相区水冷壁磨损问题水冷壁角部磨损问题水冷壁鳍片磨损问题 双面水冷壁集箱前后穿水冷壁处磨损问题 旋风分离器进口附近区域水冷壁磨损问题,1.1 炉膛过渡区水冷壁磨损问题,炉内过渡区水冷壁防磨结构不能适应电厂的实际运行状况。 如入炉煤粒径级配不合理，煤灰份高，煤中掺杂矸石、石块及铁块等因素使床料偏粗。 为保证炉内充分流化，一次风量偏大，床料的过渡区上移，导致磨损加剧；现场安装质量差，未完全达到安装工艺要求。 如采用“软着陆变径管防磨护板”结构时，防
2、磨护板和水冷壁管未贴紧，以及防磨护板和水冷壁管未做到平滑过渡等。,炉膛过渡区水冷壁磨损严重,水冷壁过渡区磨损1,水冷壁过渡区磨损2,炉内水冷壁管爆管,1.2 炉膛稀相区水冷壁磨损问题,造成炉膛稀相区磨损爆管的原因:,现场安装质量差，未完全达到安装工艺要求，主要表现在： (1)鳍片局部突起，物料冲磨鳍片和水冷壁管，导致水冷壁磨损； (2)水冷壁焊缝未打磨平整，导致水冷壁磨损； (3)水冷壁上有销钉、钢筋等突起物，导致水冷壁磨损。水冷壁喷涂耐磨合金材料后发生局部脱落，导致水冷壁磨损，见。耐磨浇注料施工不符合工艺要求。炉膛四角防磨条接口不圆滑过渡和沿高度方向不平整导致水冷壁磨损。水冷壁局部结构不合理
3、导致磨损爆管:如：水平让管。炉膛两侧偏流：配风、炉温、分离器进口积灰、分离器出口尾部积灰和返料器运行等差异。,鳍片局部突起导致水冷壁磨损,水冷壁焊缝未打磨平整导致磨损,水冷壁上有突起物将导致磨损爆管,喷涂材料局部脱落导致水冷壁磨损,耐磨浇注料施工不满足安装工艺要求将导致水冷壁磨损,水冷壁局部结构不合理导致磨损爆管,1.3 水冷壁角部磨损问题,造成水冷壁角部磨损的原因：角部灰浓度大；角部结构不合理：,拉裂泄漏，造成磨损施工后变间距,水冷壁角部磨损,水冷壁鳍片磨损问题,炉内水冷壁鳍片磨穿。,炉内水冷壁鳍片磨穿,1.4 双面水冷壁集箱前后穿水冷壁处磨损问题,双面水冷壁集箱前后穿水冷壁处影响内循环物料
4、正常流动，导致浇注料边缘处严重磨损。,水冷壁局部结构不合理导致磨损爆管1,水冷壁局部结构不合理导致磨损爆管2,1.5 旋风分离器进口附近区域水冷壁磨损问题,旋风分离器进口附近区域磨损,旋风分离器进口高度的侧墙后半部分及顶部后几根管子磨损，且只磨损管子迎气流的半边,磨损爆管导致非停，给电厂造成很大的经济损失,2.国内防磨技术概况,CFB锅炉防磨的重点是密相区与稀相区耐火材料浇注与光管水冷壁之间的交界面。密相区内水冷壁管上敷设了耐磨耐火材料，不会对水冷壁管产生磨损；稀相区物料浓度较低，且物料流向与水冷壁管方向一致，一般也不会产生大的磨损。而在两者交界的区域内，颗粒浓度相对较高，且交界处管子方向会与
5、物料流向不一致，易产生磨损。,炉膛过渡区水冷壁防磨结构主要有：软着陆水冷壁变径管防磨护板。 小突台； 大突台。让管结构,过渡区防磨结构（软着陆水冷壁变径管防磨护板）,小突台,过渡区防磨结构（让管结构）,喷涂耐磨合金材料,喷涂耐磨合金材料增强水冷壁的抗磨能力，增加水冷壁的使用寿命，特别是对于某些燃用优质煤的锅炉，在采用喷涂后显著增加了水冷壁的使用寿命。,喷涂耐磨合金材料,喷涂在使用过程中暴露的问题：对于燃用劣质煤锅炉，防磨周期短，一般不超过三个月；喷涂施工要求高。喷涂厂家多，良莠不齐。喷涂后容易出现褶皱翘起，运行中容易脱落，甚至大面积脱落，成为新的磨损爆管点；破坏水冷壁管焊接特性：电喷涂合金材料
6、渗入母材，破坏其焊接特性，易造成水冷壁管爆裂；二次处理周期长，检修工作量大：锅炉爆管停炉后，必须冷却并打磨干净后，再实施堆焊和二次喷涂；电喷涂累积总费用高。按2800元/m2计算，喷涂高度1.2米时，喷涂面积按50m2（50MW CFB机组）计算，一次喷涂费用约为14万元/台。,运行中喷涂材料磨损,喷涂后喷涂材料褶皱翘起,运行中喷涂材料大面积脱落,喷涂材料局部脱落导致水冷壁磨损,爆管后实施堆焊和二次喷涂,3. 主动多阶式防磨装置,一般地，物料对管壁的磨损速率与其速度、浓度及粒度关系为：式中：E磨损速率，m/100h； W物料速度，m/s； D物料粒度，mm； U物料浓度，kg/(m2s)。,磨
7、损机理,造成水冷壁过渡区域磨损严重的主要原因: 贴壁流速度高；贴壁流浓度大。,该防磨装置由销钉和耐火耐磨浇注料形成凸台，并通过销钉将凸台固定在水冷壁上；凸台沿水冷壁高度方向以一定间距水平或倾斜多阶布置。,主动多阶式防磨技术,技术特点:主动贴壁流速度显著降低；贴壁流浓度显著降低。,防磨装置对传热的影响,结论：加装防磨装置后，对传热系数的影响在3.5%以内，引起的床温升高将低于18.8,主动多阶式防磨装置布置图,主动多阶式防磨装置局部图,目前，热工院已签订了5台135MW等级CFB锅炉防磨装置合同，并均已投运，详细介绍见表3。 这些锅炉在安装我院防磨装置后，均未见因安装防磨装置后而带来其他问题，如
8、锅炉出力下降等，并且到目前为止均未再出现磨损爆管而导致机组非停现象，其中最长的瑞平1锅炉已连续运行达2年6个月。,表3 135MW等级CFB锅炉防磨装置使用简介,河南瑞平煤电防磨装置,天津陈塘热电防磨装置,加装此防磨结构后，可以做到： 安装完成后锅炉累计运行6个月内，在炉膛水冷壁管上随机（自下而上基本均布）抽查3050个点，作加装防磨内衬台阶前后管壁变化对比检测，100%抽查点管壁对比防磨实施前的减薄厚度小于0.8mm； 安装完成后锅炉累计运行一年内，在炉膛水冷壁管上随机（自下而上基本均布）抽查3050个点，作加装防磨内衬台阶前后管壁变化对比检测，100%抽查点管壁对比防磨实施前的减薄厚度小于1.5mm。,谢谢！,
