流化床锅炉水冷壁防磨

 2020-07-22    1400  

一、水冷壁导流板防磨的需求背景

    循环流化床(CFB)锅炉是目前工业化程度最高的洁净煤燃烧技术,能完成对难燃固体燃料(如煤矸石、油页岩、城市垃圾、淤泥和其他废弃物等)的充分燃烧。但与此同时问题也随之而来,CFB锅炉灰渣(主要成份石英 HB485)对锅炉水冷壁管(HB165)的凿削冲蚀磨损,成为影响循环流化床锅炉长周期经济运行的重大问题。

    河南金亿冠立足郑州,作为水冷壁防磨行业技术人才集中地,根据水冷壁导流板防磨行业20年的经验沉淀,金亿冠新一代CFB锅炉水冷壁防磨技术基于EVI模型的数学建模和动态仿真,根据炉子颗粒的分布特点、燃料特性、烟气速度、温度、物料循环方式、二次风高度、风量配比等运行情况,同时对流场及磨损趋势做出精确诊断后做出定制化设计方案,定制防磨方案不影响锅炉蒸发量、不改变气温,并能起到主动防磨作用从根本上治理磨损,使CFB锅炉垂直水冷壁耐磨寿命轻松超越3年以上,达到少停炉、安全行炉的增效目的。

流化床锅炉水冷壁防磨

二、防磨技术的演化革新

早期防磨技术——多阶防磨梁

用耐磨耐火材料制作凸台,销钉固定,多节布置。

特点:由于早期没有好的防磨技术,防磨梁工艺为早年CFB锅炉防磨立下大功。

不足:不能竖向,积灰多,厚,有热膨胀缝隙,影响热交换率,死角区多,不传热、管子变形,使床温升高,目前已基本淘汰。

传统防磨技术——防磨盖板

特点:传统防磨措施,配合卡环采用焊接工艺固定,操作简单,装在热面管迎风面,主要用于过热器,再热器、省煤器以及尾部烟道烟气冲刷对流受热面。

不足:有变形现象,局部防磨,凸起形成新涡流增加周边磨损。

蓝泥防磨技术——蓝泥蓝涂料

特点:耐火塑性材料,“裙带式”阶梯防磨,类似防磨梁原理,施工简单,随处可抹。

不足:影响热交换,适合临时局部修补。

熔敷防磨技术——激光熔覆

特点:针对CFB锅炉水冷壁局部磨损严重问题效果不错,可在较薄材料上熔敷再修补。

不足:施工难度大,造价太高。

现常用防磨技术——超音速喷涂

特点:超音速作用下有助于机体结合更好,可整体、局部喷涂;喷涂温度低,不容易引起机体变形且抗腐蚀、抗氧化、耐高温、有一定的耐磨能力。

不足:喷砂处理要求高,工艺流程相对繁琐,平均施工周期较长;不好处理四角,交叉面凿削磨损,有断层,易引起脱落;电弧喷涂图层要求精确到0.43mm最佳,认为操作误差大;防磨周期短,平均8-12个月要再次进行喷涂。

三、水冷壁防磨新技术

    金亿冠新一代CFB锅炉水冷壁防磨技术,基于EVI模型的数学建模和动态仿真,根据每一台CFB锅炉的现场工况,仿真模拟循环流化床锅炉的运行状态,以及使用了金亿冠防磨技术方案后的预期使用状态,让每一台CFB锅炉的防磨,更为优化,更加智能。

    金亿冠导流防磨技术,是将导流板分层安装在炉膛四壁,在水冷壁表面沿水平方向和垂直方向装设合金导流板形成网格式布局,优化水冷壁表面流场,消除局部涡流、湍流及各种矢量型气流,逐级降低贴壁灰流速和浓度, 隔离物料流与水冷壁的高速碰撞,极大减小物料颗粒对水冷壁的切削力、凿削力,从而有效控制水冷壁磨损问题。此方法也可方便的用于早期的循环流化床锅炉的改造,不受耐磨材料处是否让管和平滑的限制,还可以用于炉膛中部局部凸起位置的防磨。

流化床锅炉水冷壁防磨


四、水冷壁导流板防磨技术特点

  • 理念超前,定制服务

       EVI 介入设计,调研每个CFB锅炉工况,根据特定场景设计科学、有效的防磨方案,定制制造,定制施工,在提高防磨效能的前提下延长服役周期。

  • 数学建模,动态仿真

       导入CFB锅炉数学建模,动态仿真模拟炉内磨损适应性,依据锅炉运行数据适配防磨施工方案,实时仿真模拟各个时态时的炉内运行状态。

  • 新一代导流板工艺技术

       创新的材料成分体系,基于武汉科技大学“耐火材料和冶金国家重点实验室”—武钢联合实验室研发的微合金析出强化的新一代导流板,高温强度提高15~ 20%,耐蚀性提升 50~70%且具有良好的吸热和导热性能为长周期服役提供了材料基础。

  • 精湛的施工焊接技术,缩短施工周期

       施工技术人员专业技能培训,十余年流化床锅炉防磨施工经验,各项专业技术证书, 行业领先的高水平焊接、高精度装配技术,可避免炉内重点区域发生部件脱落和非正常磨损而导致局部防磨功能失效,能短时期内高效快捷保质保量的完成施工,炉内施工作业面友好,施工过程中无噪音污染,无粉尘污染,空间需求小,可交叉施工 。

五、金亿冠导流板防磨施工方案

1、依据EVI介入设计理念,调研炉膛颗粒的分布特点、燃料特性、烟气速度 、温度、物料循环方式、二次风高度、风量配比等运行情况对磨损区域的影响,对流场及磨损趋势做出诊断,采用金亿冠数学建模和动态仿真模拟运行状态,做出炉内横、竖导流板的布置模式及施工方案。不影响蒸发量,不改变气温,不片面防磨。

2、金亿冠耐高温防磨合金导流板组件主要安装在炉膛内部密相区燃烧室耐火层上方四周的水冷壁;竖向防磨导流板肋片还利于增强导传热;横向导流板局部板料导流孔、豁、口的引入,对灰流进行阻挠、利导保护水冷壁以防磨。

3、导流板安装时,充分考虑与水冷壁管间的膨胀间隙和自身膨胀间隙。内弧度卡在水冷壁管子上,采用特定材质焊条,以金亿冠独家专利“鱼鳞式”焊接工艺,将凸出部位点焊在冷壁鳍片上。