摘要：循环流化床锅炉对煤种燃料适应性强，正常运行时可以在燃烧过程中添加廉价的石灰石进行脱硫处理，实现高效洁净燃烧，减少燃烧煤炭带来的环境污染。循环流化床锅炉的大范围使用，人们对循环流化床锅炉提出了更高的要求，在提高其运行效率，保障其可靠运行的同时，随着降低锅炉燃烧时造成的磨损是该领域的重点研究内容，对此本文提出的锅炉运行调整和磨损处理方法，可提高循环流化床锅炉运行效率，同时有效减少锅炉运行产生的磨损，具有重大的研究意义。
关键词：循环流化床；运行调整；磨损处理
引言
随着锅炉不断运行，床层不断循环工作，会磨损锅炉设施，研究循环流化床运行时的磨损情况，及时更换锅炉元件，可以降低运行成本，保障锅炉正常安全工作。磨损与固体物料浓度、运行速度、颗粒特性和流道的几何形状等密切相关。在循环流化床锅炉中，固体物料浓度为煤粉炉的几十倍到上百倍，受热面和耐火材料受到大量固体物料的冲刷，应特别重视受热面和耐火材料的防磨损研究。
1调整锅炉运行状态
循环流化床锅炉的运行特征主要包括床压、床温、风量特征以及汽温特性。床压不仅取决于炉膛内物料量，还取决于锅炉负荷大小。整个炉膛段含有很多反映床压的参数，包括锅炉全差压、锅炉下部床压、上部压差。锅炉床压监测反映了布风板阻力及炉内总床料量及流化的变化情况，运行中需平衡两侧床压，控制两侧差值在规定范围内。在锅炉正常运行时，整个炉膛可以看作为一个盛满液体的容器，容器内处于平衡的状态。
下部床压反映整个锅炉的柱重，显示出锅炉内存在的床料量，由此推测炉膛内的燃烧工况。上部压差可以反映锅炉多种运行工况，当上部压差增大时，锅炉内的物料循环量增大，处理过程中可以适当调整回料器中的流化速度，或是控制送入炉膛内的一、二次风量进行调节。
从燃烧和传热角度考虑，通过控制床温以提高燃烧效率和锅炉工作效率。在流化床密相区内，燃烧颗粒的表面温度要比床温高100～200℃，锅炉运行时，出于安全运行考虑，床温应根据锅炉的NOX排放量进行调节，控制氮氧化物与床温的双向关系，床温高时，氮氧化物增加，床温较低时，氮氧化物也会增加。所以锅炉床温下限控制在850～925℃，控制床温上限温度在890～950℃，使床温既能满足二氧化硫排放要求，又能抑制氮氧化物的生成。
锅炉在运行过程中，风量特征关乎燃烧与流化状态，在保证锅炉正常运行状态下，燃料在密相区得到一次风提供的氧气，调整了左右侧的炉膛压差。此时使用压差测量值计算得到偏差值，修订左右两侧的风量定值，平衡偏差得到风量应控制在规定范围内。二次风分层分段进入炉膛中，可以补偿一次风对燃料的供氧不足，调整二次风量和炉内氧气含量，得到最优控制值。煤量是影响汽温的直接原因，根据能量守恒原则，一定数量的煤可以释放出一定的热量，调整汽温的根本目的就是保证煤量与负荷相匹配。整合床压、床温、燃料量以及一二次风量特征，保持锅炉的正常运行。
2循环流化床锅炉磨损处理
物体的使用都会受损，锅炉也不例外，在这其中，锅炉的炉渣及飞灰不断的冲刷受热面就会引发受热面爆管，或者停炉等等，锅炉受热面不断的摩擦会受到损坏，因此导致的各种后果威胁也是巨大的，这其中的原因是由于磨损破坏之后会破坏表面，产生漏洞，这时候里面的高压气体就会喷射而出，同时也会带飞气流周围的各种灰尘颗粒，让这些颗粒高速的运行，就会破坏漏洞的周边区域，使得破洞越来越大，这样就会使得管壁逐渐变薄，并且漏洞的气流不断冲刷管壁，这样管壁也会逐渐破坏，最终引发爆炸。
锅炉炉内的温度非常高，内部化学反应强烈，受热面的磨损最为严重，其中炉膛密相区是其中最恶劣的地方。炉内水冷壁磨损最为典型部分是炉膛下面设有耐磨浇注料的尾处。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在锅炉工作时，当沿膜式壁面下物流时，即壁面流时，如果碰到浇注料突起部分情况下，壁面流向会形成局部的涡流状，这样急速下落的高浓灰遇到烧注料过硬时会反弹后不断冲刷和磨损水冷壁，这样长此以往下去，炉管壁会由于长时间的冲击和磨损而出现变薄，甚至泄漏现象。
在循环流化床锅炉运用的过程中也要注意摩擦问题，因为在里面放入原料，高速的运行也会产生很大的摩擦力，会不断的摩擦，逐渐损坏锅炉，而且这种损害是不可以进行修复的，这样的磨损会缩短锅炉的使用寿命，让锅炉坏的更快，产生的价值更低，所以要研究可以降低摩擦力的技术，保护锅炉，提高效能。
为解决磨损问题，目前采用防磨导流板技术。该项防磨措施，是在炉膛里面采用耐磨材料以上的区域，在其膜式水冷壁上，沿炉膛周围设防磨导流板，在施工时要注意高度隔开，在施工样式类似于防磨梁。在浇注料的结尾处，可以在垂直往上的20mm、720mm、1700mm、2800mm、4200mm，选择几个位置，沿锅炉内膜式水冷壁安装一圈。安装时要注意水平一致，同时要根据水冷壁的外管径尺寸，以及间距合理制作导流板的尺寸，具体尺寸为300mm×75mm×5mm，导流板的材质一般采用耐热铸钢，采取梳形板样式，将导流板水平点焊在壁鳍片上，在导流板与导流板之间要采取搭接的方式。
水冷壁导流板的防磨机理主要是通过“疏、导”进行炉内物料的循环，通过加装梳形导流板后可以大幅降低物料的下落速度，隔离物料下落时与水冷壁管内的碰撞，同时对不平滑炉内管壁容易形成涡流情况进行破坏，这样物料与水冷壁管之间的接触减少，碰撞得到缓解，这样可以极大改善水冷壁管磨损的情况。固体物料避免与水冷壁管接触，可以从根本上解决磨损问题。防磨机理主要为通过对于炉内边壁区进行破损，这样炉内密相区内边壁流速的物料颗粒浓度得到降低，物料颗粒与水冷壁之间的接触减少。通过导流板的设置，向下流动的物料下滑时，在碰到导流板时速度非常慢，过了导流板后才开始下降，在防磨导流板的距离与原炉膛的高度之间，高度比得到缩短，物料颗粒的下滑高度得到了缩短，通过降低颗粒流动的速度，可以极大降低对水冷壁面的磨损，几乎与煤粉炉接近，最大程度降低磨损程度。
防磨带对于阻挡水冷壁回流使回流层以及较大颗粒与壁面保持距离达到较好效果，可以避免水冷壁的磨损。在安装施工中对于防磨导流板的材质进行选择，要保证在锅炉启停以及使用过程中不开裂，要保证其抗振抗热性。目前可选的材料有耐磨耐火以及不锈钢带焊接。对于导流板的宽度不要过大，不大于回流层的宽度。厚度要保证刚度和强度，以减少燃烧带来的影响。由于水冷壁下部流速快，防磨带的防护高度要相对小，以防上下不均发生磨损现象。要对于使用中的要点比如安装尺寸、间距以及形式等按要求制作，充分发挥导流板的防磨作用。
结束语
随着锅炉不断运行，床层不断循环工作，会磨损锅炉设施，研究循环流化床运行时的磨损情况，及时更换锅炉元件，可以降低运行成本，保障锅炉正常安全工作。为解决当前存在的易磨损问题，要积极应对。采取水冷壁防磨导流板措施来减少磨损。在防磨导流板设立时要注意间隔一定高度，合理设置，以发挥导流板的作用，减少对水冷壁的磨损。
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论文作者:马玉祥,张克浩
论文发表刊物:《基层建设》2019年第28期
论文发表时间:2020/1/16
标签：锅炉论文; 磨损论文; 流化床论文; 水冷论文; 炉膛论文; 物料论文; 风量论文; 《基层建设》2019年第28期论文;