75t-h循环流化床锅炉省煤器综合防磨措施改进和应用

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1、75t/h循环流化床锅炉省煤器综合防磨措施改进和应用摘要：文章结合自身案例，对循环流化床锅炉省煤器磨损机理和原因进行了简单分析。同时针对实际情况，对原有防磨措施进行了改进。釆用了稀土防磨材料弯板及高温喷涂等综合措施，根本性解决了省煤器的冲刷磨损状况，极大程度地提高了锅炉的运行周期，取得了良好的经济效益。关键词：省煤器磨损机理综合防磨我公司于2007年安装投运了无锡华光锅炉有限公司制造的UG-75/3.82-M41型循环流化床锅炉。该锅炉额定压力3.82MPa,额定蒸发量75t/h,是集团公司的关键设备，主要为本公司及外单位的化工装置提供相应的加热蒸汽。该锅炉结构紧凑，燃烧效率高、适用煤种广

2、、负荷调节范围大，产汽成本较低，给公司带来了良好的经济效益。但是，在锅炉运行初期的头两年，锅炉的二组省煤器频繁发生磨损泄漏，其中省煤器弯头处的泄漏占百分之八十，使得锅炉每次的运行周期不会超过两个月。这种状况不仅严重影响了公司整个蒸汽管网和其他化工装置的安全和稳定，而且每次锅炉停炉检修和清理的费用多达15万，高频次的检修也使得锅炉的年度检修成本十分高昂。一、省煤器磨损机理和原因分析1•锅炉整体设计结构锅炉整体设计为膜式水冷壁管，在炉膛出口布置两外置旋风分离器，炉膛内的烟气经旋风分离器把大部分稍大颗粒分离后返回炉膛。其余烟气经水平烟道后进入垂直烟道，垂直烟道从上到下依次安装有过热器、省煤器和空

3、气预热器。省煤器布置在中部，成错列逆流布置。分上下二组，每组54排管束，管径为32X4mmo省煤器是利用锅炉运行时产生的外排高温烟气来加热提升锅炉给水的换热器，可以有效降低排烟温度，提高锅炉热效率，节约燃料，是大型锅炉中的必要组件。2.省煤器磨损机理锅炉外排烟气中的烟气流速、飞灰浓度以及灰粒特性决定了省煤器外管壁磨损的内在机理。首先，省煤器外管壁的理论磨损量是与飞灰动能和飞灰撞击管壁的频率成正比，而动能与速度二次方成正比，撞击频率又与速度成正比，因此外管壁的磨损量是与飞灰流速的三次方成正比。因此为减少烟速过高对外管壁造成的磨损，实际运行时最好将烟速控制在10m/s,当然烟速过低则容易造成挂

4、灰，降低换热效率，因此，烟速也不应低于5m/so再者，虽然循环流化床锅炉装有旋风分离器，但分离器未能收集而进入尾部烟道的飞灰浓度仍然很高，达4kg/m3o飞灰浓度高，灰粒撞击外管壁的几率和频率响应都高，磨损量必定也大。当采用灰分含量高的燃煤时，磨损量也随之增大。其次，烟气在垂直烟道中通行，飞灰的温度逐渐降低，硬度则不断增加。当这些逐渐硬化的灰粒冲刷省煤器的外管壁时，使管壁不断减薄。尤其那些具有一定硬度且有锐利外形的较大颗粒飞灰，对管壁磨损最严重。而实际运行中分离器效率偏离设计效率，进入尾部烟道的大颗粒也较多，加大了实际磨损的强度。3•省煤器磨损原因省煤器的磨损是由省煤器原始设计、制造、安装

5、、运行工况以及燃煤特性等诸多因素综合影响所决定的。撇开其中内在不可避免的磨损机理因素，造成本公司锅炉省煤器频繁泄漏的异常原因，经我们与该锅炉设计师的共同分析。主要是由于在省煤器设计时，单纯考虑为提高换热效率，整个省煤器增加了10%排数的管束。这样的设计，优点是在一定程度上提高了锅炉给水在除氧器的进水温度，部分降低了除氧器加热蒸汽的用量，起到了一定的节能效果。但这样的管束布置，也相应地减少了省煤器管束之间的间距，也同时减少了烟气通过的截面积。锅炉在运行时，省煤器受热变形处在一个不可受控无规则的状态，管束的部分直管段处很容易因变形起拱使得管束之间的间距更为狭小而容易被飞灰堵塞，使得烟气通过省煤

6、器的截面面积又发生了相应的减少。因此锅炉在运行时，就迫使飞灰只能从省煤器弯头与炉墙之间的空隙处以较快流速通过。这样无形之中就增强了省煤器弯头处的冲刷和磨损，因而极易造成泄漏而停炉。此外，在省煤器安装之初，为减少第一排管子的直接冲刷和磨损。和大都数锅炉的省煤器一样，在第一排的管子上原安装有半圆形的防磨罩。但实际运行中发现，由于半圆形防磨罩和被它防护的第一排省煤器管，在锅炉运行中是不可能发生同步同形的变形和弯曲。受热后各自的起拱变形，使得半圆形防磨罩在实际运行中起不到多少保护第一排省煤器管子免受飞灰对其直接冲刷和磨损的作用。而那些因起拱变形之后挡住了其他管束之间间隙的防磨罩，实际上反而起到了减

7、少烟气通过截面，间接加剧了弯头处磨损的副作用。二、综合防磨措施经过对公司锅炉省煤器实际状况的全面考虑，决定拆除二组省煤器第一排的半圆形防磨罩，对第一排管子进行高温耐磨涂料的喷涂。同时，在省煤器弯头处，安装稀土耐磨材料制造的防磨弯板。1.防磨措施一1.1高温耐磨涂料的防磨机理高温耐磨涂料是由超细微陶瓷粉抗磨硬粒子和固化剂为基料，配以多种微量添加剂组成。用严格的施工工艺，将该涂料均匀喷射到省煤器管子表面，经室温（251）24