復式防磨裝置在鍋爐上的應用
來源:用戶上傳
作者:
摘 要：根據我廠鍋爐水冷壁磨損情況，分析原因，介紹了復式防磨裝置原理，并在我廠1#鍋爐水冷壁進行使用。
關鍵詞：水冷壁磨損機理;復式防磨裝置;應用方案
我廠1#鍋爐為DGJ220/9.81-Ⅱ1型循環流化床高壓鍋爐，為單汽包、自然循環、集中下降管，П形布置的燃煤循環流化床鍋爐。爐膛為膜式水冷壁懸吊的封閉結構，燃煤采用洗中煤摻燒矸石。由于入爐煤質非常差，加之鍋爐本身設計問題，使得我廠的鍋爐水冷壁磨損非常嚴重，因水冷壁泄漏造成的“非?！笔鹿暑l繁發生，為我廠帶來了巨大的經濟損失。
1 我廠鍋爐水冷壁磨損情況
從1#爐爐膛四個角落區域水冷壁磨損、泄漏及爆管檢查分析中發現，爐膛角落區域水冷壁管磨損較其它部分更為迅速和嚴重，是磨損引發泄漏、爆管多發區。由于安裝時水冷壁管在鍋爐爐角處銜接時，鰭片局部縫隙過大而添充鋼筋焊補，結果焊補鋼筋突出，導致沿壁面向下流動的固體物料撞擊突出部位產生擾動，擾流加速磨損相鄰兩管側壁，短時間泄漏。
圖1 鍋爐水冷壁磨損情況
根據鍋爐水冷壁磨損概況的現場考察，得出我廠鍋爐水冷壁磨損的問題如下：
①密相區四周爐墻上沿4m內的區域，由于水冷壁換管造成鰭片對焊凸起，同時該部位本身灰濃度較大且存在渦流磨損，大量高速的內循環物料沿水冷壁表面向下滑動，沿壁灰流遇到凸起部位時，從而改變方向沖向凸起兩側的水冷壁管，經過長時間的沖刷磨損，最終導致該處出現爆管現象;
?、跔t膛四個角部磨損嚴重，其磨損主要原因為兩側墻和前后墻的沿壁流在此發生交匯，不但加大了物料密度，還產生激蕩作用，對此區域的水冷壁管造成了嚴重的沖蝕磨損，而兩側墻與后墻交匯處水冷壁管的磨損尤為嚴重;
?、蹱t膛出口周圍下沿4m左右，同樣存在水冷壁換管造成鰭片對焊凸起，對該位置的水冷壁管造成很大的威脅，同時該位置在引風的作用下，煙氣流發生變向，對該位置的水冷壁管造成一定程度的偏磨;
?、芷渌恢糜捎趽Q管留下的凸起部位。
2 水冷壁磨損機理
據相關研究，CFB鍋爐水冷壁磨損的公式如下：
T=K·μ·W3.3·t;K=c·n
其中，T-磨損量，g/m2;μ-灰渣濃度，g/m3;W-貼壁灰粒流速，m/s;t-磨損時間，h;K-磨損系數;c-灰渣磨損系數;n-飛灰撞擊率
由此得出造成水冷壁管磨損的因素很多，主要有貼壁灰粒的流速、灰粒濃度、入爐煤質特性（顆粒度、硬度等）、氧量（一次風率、二次風率）等，而最主要的因素為貼壁灰粒的流速。
3 我廠水冷壁現有的防磨保護措施
針對現有水冷壁的磨損問題，我廠以前的防磨方式為等離子電弧噴涂及換管處理，這兩種防磨方式只能起到緩解磨損的效果，防磨周期短，長期防磨投入較高，治表不治本。
4 復式防磨裝置的應用
針對我廠1#鍋爐水冷壁存在磨損問題，使用循環流化床鍋爐水冷壁復式防磨裝置為核心的水冷壁防磨方案，針對不同部位的磨損狀況，本著盡量覆蓋換管遺留的焊接接口，采用重點防護，邊角加強的原則進行整體爐膛的防磨設計，針對存在偏磨的狀況采取加設加裝側磨筋板的方式解決。
所謂“復式”：結構上翼型防磨片與楔形防磨護瓦的有機結合;防磨原理上融合階梯式耐火耐磨材料制作的防磨梁、翼型導流片、耐熱鋼防磨護瓦三種防磨方式的優點，克服三者作為單一防磨方式的不足，由于循環流化床鍋爐水冷壁管都是用20G的優質碳鋼管制造的，有好的焊接性能，因此加裝復式防磨裝置可以取得好的效果。
5 復式防磨原理
復式防磨裝置對下降顆粒流具有降速導流的作用，并具有增加水冷壁管吸收輻射熱和將沿壁流導向爐膛中心區域充分燃燒的附加效益;復式防磨裝置與水冷壁管完美貼合，具有集流并將該裝置與水冷壁管交匯處的線切割磨損轉移到該裝置自身的作用，中心負壓開孔避免了該裝置與水冷壁管間有空氣隙而影響傳熱及邊緣開孔破壞焊接應力;降低了沿壁灰流的流速和濃度，同時將密相區過渡段仍然存在的渦流磨損區域轉移到該防磨裝置的本身，使得該區域的水冷壁管得到很好的保護。
6 復式防磨裝置在鍋爐水冷壁應用
我廠1#鍋爐從密相區上沿耐火材料過渡段到水冷壁頂棚高度為22m，密相區耐火材料上沿標高13950mm，煙道下沿的標高為29626.5mm，由于水平煙道周圍均有耐火材料覆蓋，因此需要防磨的水冷壁凈高度為14m左右，綜合考慮不同部位的水冷壁管的磨損狀況以及存在的主要問題，現將MPI的布置情況如下：
6.1 復式防磨裝置防磨帶層數設計
根據1#鍋爐水冷壁結構尺寸及磨損特性，本著重點防護換管遺留部位的凸起、邊角加強的原則，打造13層由MPI構成的防磨帶，同時根據鍋爐運行時爐膛溫度均衡情況確定MPI構成防磨帶的排列方式為“—”字形布置。
6.2 密相區爐墻以上15m范圍內防磨帶的布置設計
?、僭诿芟鄥^上沿爐墻與光管結合上沿500mm處布置第一圈由MPI-3復式防磨裝置構成的防磨帶。
②在第一圈防磨帶以上800mm處布置第二圈由MPI-3型復式防磨裝置構成的防磨帶。
?、墼诘诙Ψ滥б陨?000mm處布置第三圈由MPI-3型復式防磨裝置構成的防磨帶。
?、茉诘谌Ψ滥戏?200mm處布置第四圈由MPI-3型復式防磨裝置構成的防磨帶。
?、菰诘谒娜Ψ滥戏?300mm處布置第五圈由MPI-3型復式防磨裝置構成的防磨帶。
?、拊诘谖迦Ψ滥б陨暇?300mm為層高再布置四層由MPI-3型復式防磨裝置構成的防磨帶。
?、叩谑⑹?、十二層層高均為1200mm由MPI-3型復式防磨裝置構成的防磨帶。
6.3 爐膛前后墻和側墻交界處（四角）水冷壁管的防護設計
結合鍋爐爐膛四角的結構并綜合考慮貴廠鍋爐為高壓鍋爐，宜采用耐火材料覆蓋形式進行防磨。
6.4 爐膛水冷壁管偏磨的防護
根據現場的測厚結果，對水冷壁管已存在磨損時，根據磨損情況，加裝復式防磨裝置前先做好處理。當磨損面減薄比較均勻，沒有出現局部凹坑現象，且壁厚測量大于理論強度計算值的，表面補焊處理后即可做加裝防磨瓦;如果磨損面磨損嚴重，減薄比較均勻，面積大，壁厚已小于理論強度計算值的，則應做換管處理;對于局部磨出凹坑，先做補焊，再加裝;同水冷壁管相連接的鰭片磨出凹坑，也要補焊?？傊h流化床鍋爐水冷壁管壁面（包括鰭片壁面）都應順平，凡突或凹部位都會加速磨損。
7 結語
實踐表明，鍋爐水冷壁內加裝復式防磨瓦，提高了管壁的耐磨性，防磨效果、傳熱良好、解決雙向磨損問題，防止因水冷壁管磨損而頻繁出現停爐事故的發生，延長了鍋爐運行周期。
轉載注明來源:http://www.hailuomaifang.com/1/view-14890773.htm
