循环流化床锅炉受热面磨损预防及措施探索

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1、论文循环流化床锅炉受热面磨损及处理措施探讨申请人：翁振兴学科（专业）：热能与动力工程指导教师：黄希桥 2012年03月网络教育学院毕 业 设 计 (论 文) 任 务 书专业班级1003热动层次本科姓名翁振兴学号10017930011002一、毕业设计（论文）题目循环流化床锅炉受热面磨损及处理措施探讨二、毕业设计（论文）工作自2011年12月15日起至2012年04月18日止三、毕业设计（论文）基本要求：1、认真阅读网络学院有关毕业设计要求，查阅相关文献，针对国内循环流化床锅炉受热面磨损问题，结合实际检验结果分析影响其可靠工作的主要因素，选择适合的防磨措施，进行合理的技术改造，提高循环流化床锅炉

2、运行的可靠性。 2、提交的终稿应力求有作者自己的观点，中心突出，层次分明，论述清楚，结构严谨，文字流畅，论点明确，论据充实。 3、参考他人文献应按规范注明来源和出处，不得以任何形式抄袭、剽窃。 4、终稿按照网络学院的格式要求排版、打印，提交符合规范要求的毕业设计论文（包括电子版），论文字数不低于8000字。 指导教师： 黄希桥 网络教育学院毕业设计(论文)考核评议书指导教师评语：该同学能够根据毕业设计任务书提出的要求，查阅相关文献，在分析影响循环流化床锅炉受热面磨损工作机理的基础上，论述了影响磨损的主要因素，并结合实际检验结果提出了的技术改造措施，具有较强的借鉴指导意义。论文写作认真、态度端正

3、，工作量饱满、语句流畅，表明该同学已达到本科毕业水平，同意组织毕业论文答辩。建议成绩： 94 指导教师签名： 年 月 日答辩小组意见：负责人签名 年 月 日答辩小组成员 毕业设计（论文）答辩委员会意见： 负责人签名： 年 月 日摘 要论文题目：循环流化床锅炉受热面磨损及处理措施探讨学科（专业）：热能与动力工程申请人：翁振兴指导教师：黄希桥 教授 摘 要循环流化床(CFB)锅炉是近几年在我国发展起来的一种新型燃烧设备，而循环流化床燃烧技术的发展以其高效率、低污染、高性能特点更是突飞猛进。特别在环保要求日趋严格的今天，CFB锅炉已成为当前最有前途的燃烧设备，但是CFB与其它锅炉相比，磨损比较严重。

4、循环流化床锅炉主要磨损部位在燃烧室卫燃带上沿及浇注料与膜式壁的交界台阶处的水冷壁管，炉床布风装置，对流烟道受热面的过热器及省煤器管。通常认为，循环流化床的磨损主要与固体的物料浓度、烟气速度、运行调整、循环倍率和结构设计等因素有关。至今磨损问题一直制约循环流化床锅炉的发展。因此，在循环流化床锅炉的设计与生产运行与检修过程中,了解受热面的磨损规律，找出主要磨损部位及分析原因，应根据这些磨损的机理和主要影响因素，选择适合的防磨措施，进行合理的技术改造，保持锅炉最佳方式运行，使磨损损害减少到最小程度，从而提高循环流化床锅炉运行的可靠性。无论从安全或经济上都是非常必要和及时的。本文首先介绍循环流化床的广

5、泛应用以及制约其发展的主要因素磨损；其次分析循环流化床锅炉中的磨损以及简单介绍磨损的主要因素（烟气流速、物料浓度、颗粒撞击可能性、颗粒粒度与硬度等磨损特性、炉内流场、受热面及内衬的材质、流化床运行床温等），用实际检验中发现的磨损问题加以分析和提出处理建议；第三，重点对循环流化床锅炉受热面磨损机理进行了分析，指出了水冷壁管的磨损是循环流化床锅炉中受热面磨损最严重的部位之一。详细介绍了炉内水冷壁管磨损的四种情形：炉膛下部密相区埋管部位、燃烧室卫燃带上沿及浇注料与膜式壁的交界处的管壁磨损、不规则区域管壁的磨损、烟气泄漏对管子的磨损，并对这四种磨损加以重点分析；最后对循环流化床锅炉运行中的易磨损部件的

6、磨损，提出控制物料总体循环量、控制床温、控制燃料特性等调整锅炉运行参数减少磨损的方法以及在埋管上加装防磨鳍片、防磨罩、耐火材料层等方法，在浇注料与膜式水冷壁管交界处以上的管子表面焊横向或纵向肋片、加耐火防磨挡圈、管子表面采取金属防磨喷涂、让管防磨技术等相应的防磨损措施，使循环流化床锅炉的磨损得以明显减轻，从而使循环流化床锅炉在防磨技术上有较好的发展和提高。关键词：循环流化床；受热面；磨损；处理措施论文类型：应用研究III目 录目 录摘 要I目 录III1 前 言12循环流化床锅炉中的磨损32.1循环流化床锅炉磨损主要因素32.2循环流化床锅炉磨损案例33 循环流化床锅炉受热面磨损机理分析83.

7、1水冷壁管的磨损83.2过热器管、省煤器管的磨损93.3风帽的磨损原因分析104 受热面磨损的处理措施114.1调整锅炉运行参数减少磨损方法114.2 受热面磨损处理措施124.3采取的其他防磨措施144.4为减小受热面管磨损，锅炉检修方面应注意的问题144.5小结155 结束语16致 谢17参考文献18声 明1 前 言1 前 言近年来，循环流化床锅炉具有煤种适应性广、燃料效率高、环保性能好、负荷调节范围大和灰渣综合利用等优点得到了广泛应用。（1）燃料适应范围广。除能燃用一般的煤矿外，还可以燃烧低热值的煤矸石、煤泥、生活垃圾等，对处理城市垃圾和能源的综合利用有着显著的经济效益和社会效益。（2）

8、锅炉的热效率高。燃料在循环流化床锅炉内经过多次循环燃烧，其灰渣含碳量和飞灰含碳量可分别达到1%和10%以下；同时灰渣的热量也能得到充分的回收利用。（3）低污染燃烧。由于循环流化床锅炉的炉膛温度可控制在850920，并可在燃料中添加石灰石，因此能够方便的脱硫脱氮，减少有害气体的排放。（4）负荷调节范围大，适合调峰运行。循环流化床锅炉可在30%MRC时不投油稳定燃烧。（5）灰渣具有良好的活性，可作为水泥的添加剂和轻质建筑材料，具有良好的社会效益、环保效益和经济效益。综合国内外循环流化床锅炉的发展状况，循环流化床锅炉以其燃料适应性强、燃烧效率高、低污染排放等优点，在短期内就得到了迅猛发展，但在其发展

9、的过程中，锅炉设备的磨损严重问题一直是锅炉行业中的一个交点问题，磨损会加快受热面管束的减薄速率，从而引起爆管，停机，严重影响锅炉安全运行，降低锅炉效率，给企业生产带来巨大的财力和物力损失。磨损一般可以分为粘着磨损、磨料磨损、腐蚀磨损、接触疲劳磨损、冲蚀磨损等。物体或者固体颗粒以一定的速度和角度对材料表面进行的冲击所造成的磨损称为冲蚀。冲蚀有冲刷磨损和撞击磨损两种类型。冲刷磨损的颗粒相对固体表面冲击角较小，甚至接近平等；撞击磨损颗粒相对固体表面冲击角较大，或接近垂直。一般循环流化床锅炉床料颗粒与受热面的冲击角为090，因此循环流化床锅炉的磨损是两类磨损的综合结果。从发展趋势来说，循环流化床锅炉的

10、磨损问题必须得到解决。国内外在处理磨损问题上也都经历了不断改进和完善的过程。目前在在国内除了引进吸收国外先进的防磨销钉和专用防磨耐火材料等技术外，也在不断开发和应用适合自主研发炉型的防磨技术，比如应用新材料、新工艺的喷涂或堆焊技术以及在在钢管表面加装合金防护板等技术，使得防磨技术日趋成熟。然而循环流化床锅炉的燃烧机理又决定了设备在运行中，磨损问题永远是不可避免的，这就要求我们在科学研究和生产实践过程中不断探索设备的磨损规律，找出主要磨损部位及原因，研发新的防磨材料，采取先进的防磨技术。本文正是通过对循环流化床锅炉运行中的易磨损部件磨损机理分析，针对锅炉特性和现场检验分析相结合，介绍锅炉相对最佳

11、的防磨措施，从而使循环流化床锅炉在防磨技术上有较好的发展和提高，使循环流化床锅炉的磨损得以明显减轻。第18页 共18页参考文献2循环流化床锅炉中的磨损本章对循环流化床锅炉中的磨损进行分析，同进指出了磨损的主要因素（烟气流速、物料浓度、颗粒撞击可能性、颗粒粒度与硬度等磨损特性、炉内流场、受热面及内衬的材质、流化床运行床温等），并用实际检验中发现的磨损问题举例加以分析说明和提出处理建议。2.1循环流化床锅炉磨损主要因素表1给出了各种锅炉典型的固体物料浓度和烟速的范围，从表中的数据可以看出，循环流化床锅炉炉内灰浓度高，通常为煤粉炉的几十倍、几百倍，甚至上千倍，因此循环流化床锅炉的磨损要比其它类型锅炉

12、严重得多，受热面和耐火材料的防磨问题应特别重视。磨损问题解决得如何，直接关系到循环流化床锅炉设计的成败，也直接影响循环流化床锅炉机组的可用率。表1各种锅炉的典型固体物料密度及烟速锅炉区域固体物料密度/(kgm-3)烟气流速（ms-1）循环流化床燃烧室密相区10010004.57循环流化床燃烧室稀相区5504.57循环流化床对流烟道41216鼓泡流化床密相区200100013.5煤粉炉对流烟道22025燃气炉对流烟道030以上磨损的主要因素有：烟气流速、物料浓度、颗粒撞击可能性、颗粒粒度与硬度等磨损特性、炉内流场、受热面及内衬的材质、流化床运行床温等。2.2循环流化床锅炉磨损案例2.2.1案例一

13、2.2.1.1 锅炉概况某电厂1#炉为哈尔滨锅炉厂有限责任公司设计制造的循环流化床锅炉，锅炉型号为HG-440/13.7-L.WM20，锅炉出口压力为13.7MPa, 出口温度为540, 额定蒸发量为440t/h，于2005年12月投入运行，累计运行约31000小时。该锅炉炉膛内四周布置有膜式水冷壁，炉膛布置屏式过热器，对流过热器、省煤器和空气预热器布置在锅炉尾部烟道。2.2.1.2 检验情况2009年8月，在对该循环流化床锅炉进行水冷壁检验时发现该锅炉水冷壁管磨损比较严重。本次检验中发现水冷壁管主要的磨损部位有：炉膛四周角落区域管壁的磨损（见图1）；前墙水冷壁管大面积磨损（见图2）；炉膛卫燃

14、带与水冷壁管过渡区域（密相区）上方管壁的磨损（见图3、图4），实测最小壁厚4.3mm（公称壁厚6.5mm），测厚具体位置和测厚数值见图5和表2。 图1右前角水冷壁鳍片磨损穿孔 图2 前墙水冷壁大面积磨损 图3 水冷壁管浇注料区域存在磨损 图4 卫燃带上侧水冷壁管磨损 图5 后水冷壁管测厚点部位图表2：后水冷壁管测厚数据 单位：mm测点编号A2A10A20A21A23A26A130A137A151A155A156测点厚度4.85.35.15.15.24.94.64.54.95.14.3注：测点编号“A2”表示后水冷壁右起第2根管A位置的壁厚，其它依此类推。2.2.1.3 原因分析CFB锅炉炉膛下部都敷设耐火材料，高度、厚度通常随机组的大