循环流化床锅炉水冷壁管的防磨方法

 2020-10-09    16  

随着国家产业政策的调整,新型的循环流化床燃烧技术得到了快速发展,较好的解决了含硫高、灰分大、杂质多、低热值等煤种燃烧以及在排气污染等方面的问题,具有高热、强掺混合低温分层燃烧的特点,对燃料的适应性好,并可获得高效燃烧,实现脱硫和低NOx排放。

目前循环流化床锅炉技术越来越成熟、容量也越来越大,但流化床锅炉由于自身的特点,锅炉中主要由煤灰、未反应的石灰石、石灰石脱硫反应产物等构成的床料在送入的一次风的作用下处于流化状态,煤粒、床料以石灰石被烟气夹带在炉膛内向上运动,在炉膛 的不同高度部分大颗粒将沿着炉膛边壁下落,形成物料的内循环,这些贴壁下落的物料将对锅炉的水冷壁管形成剪切碰撞,造成水冷壁管的严重磨损。

运行中水冷壁磨损严重的问题制约了其安全、长周期的运行,使流化床锅炉频繁的出现非计划停炉检修,严重影响了循环流化床锅炉的发展。为防止水冷壁管的磨损,电厂目前多采用下述几种防磨方法:

1、浇注料防磨在水冷壁管易磨损部位打上一层耐火浇注料,这种方法虽具有一定的抗磨损功能,但浇注料上方台阶处会形成更大的磨损,同时水冷壁管的受热大幅下降,影响了锅炉的负荷。

2、加装防磨瓦在水冷壁弧面焊接3mm厚的防磨瓦,但是在瓦与瓦的错缝及不平处又会形成新的涡流,加快了磨损。实践证明,防磨瓦加到哪里,哪个部位就会形成新的磨损,并且水冷壁管与防磨瓦之间的间隙又制约了辐射传热,加装防磨瓦一般可使用6-12个月。

3、喷涂防磨在水冷壁密相区表面喷上一层Imm厚的耐磨层用以防磨,但是喷涂层边缘和喷涂层脱落起皮处容易发生磨损泄露,电厂采用该种方法一般可使用一年左右。

4、防磨梁防磨在炉膛水冷壁管的不同高度浇注三至四层耐火浇注料,形成防磨梁,隔开物料内循环与水冷壁管的直接接触,用以消除水冷壁管的磨损。由于使用的烧注料,成形的防磨梁宽度大于200mm,厚度大于120mm,严重影响了水冷壁管的受热,使锅炉负荷下降20-30%,同时四角处的涡流未消除,磨损仍存在,这种方法的使用寿命在2年以内。
本公司提供一种防磨效果好、可大大延长锅炉运行周期的循环流化床锅炉水冷壁管的防磨方法。

技术方案所述的循环流化床锅炉水冷壁管的防磨方法,它包括下述步骤:
第一步,制作梳形防磨片
根据水冷壁管的直径和两管之间鳍片的距离制作一边带有三个凹槽的梳形防磨片,在相邻两凹槽之间垂直向下设置有三角形支撑板;

第二步,焊接水平防磨层
在锅炉的四个水冷壁管面上分层水平焊接有由多块梳形防磨片组成的防磨层,每个梳形防磨片两凹槽之间的连接边和三角形支撑板的外侧边与水冷壁管的鳍片焊接为一体,梳形防磨片凹槽的边沿与水冷壁管之间的间隙小于2_,两相邻梳形防磨片的侧边之间搭接2_5mm ;
第三步,焊接锅炉四角位置的纵向防磨层
在相邻两水冷壁管面之间拐角位置的鳍片上自上而下依次搭焊两道由长方形防护竖板组成的纵向防磨层。所述梳形防磨片的凹槽底部距外侧边沿距离为30±3mm,相邻两水平防磨层之间的距离小于等于700_。
位于水冷壁管面最上层的水平防磨层的梳形防磨片向下方倾斜45度设置。本发明的优点在于通过在水冷壁管面上设置多层水平防磨层,锅炉运行中可以疏导物料内循环,降低固体物料颗粒沿水冷壁管下落的终端速度,导致水冷壁管表面的颗粒流化强度和速度相对减弱,使壁面流倾向中心,从而避免了物料流在不平滑管壁处形成的涡流;在相邻两水冷壁管面之间拐角位置的鳍片上纵向搭焊两道纵向防磨层,破坏了锅炉内部四角位置形成的涡流,避免了水冷壁管的磨损。
包括下述步骤
第一步,制作梳形防磨片
根据水冷壁管7的直径和两管之间鳍片的距离使用耐高温且耐磨材料制作一边带有三个凹槽I的梳形防磨片2,在相邻两凹槽I之间垂直向下设置有三角形支撑板3,如图I、2所示;
第二步,焊接水平防磨层
在锅炉4的四个水冷壁管面上分层水平焊接有由多块梳形防磨片2组成的防磨层5,根据现有的炉型和使用中的磨损状况,相邻两水平防磨层5之间的距离不得大于700_,一般情况下水平防磨层5应不少于七层布置;位于水冷壁管面最上层的水平防磨层5的梳形防磨片2向下方倾斜45度设置;每个梳形防磨片2两凹槽之间的连接边和三角形支撑板3的外侧边与水冷壁管的鳍片焊接为一体,利用三角形支撑板3对梳形防磨片2形成支撑,增大梳形防磨片2的连接强度;梳形防磨片的凹槽底部距外侧边沿距离h为30±3mm,梳形防磨片凹槽的边沿与水冷壁管之间的间隙要小于2mm,否则就需要做围缝处理;两相邻梳形防磨片的侧边之间要搭接2-5mm ;
第三步,焊接锅炉四角位置的纵向防磨层在相邻两水冷壁管面之间拐角位置的鳍片上自上而下依次搭焊两道由长方形防护竖板组成的纵向防磨层6,四角共形成八道纵向防磨层,焊接纵向防磨层6时,两相邻的长方形防护竖板的侧边要搭接2-5_ ;纵向防磨层6的宽度和水平防磨层5的宽度一致;如果单边水冷壁墙面距离在5米以上时,需在水冷壁墙面中心位置加焊若干道纵向防磨层,这样可以起到很好的疏导气流,破坏水冷壁管面壁面流和涡流的作用。在锅炉4的水冷壁管面上布置多层由梳形防磨片组成的水平防磨层5、在锅炉的四角位置自上而下搭焊八道纵向防磨层6后,如图3、图4所示,可以阻碍物料与水冷壁管面的直接接触,减弱了物料对水冷壁管面的冲刷和锤击效应,焊接的梳形防磨片可降低物料颗粒沿水冷壁管面下落的终端速度,隔离物料流与水冷壁管接触,破坏了物料流在不平滑管壁处形成的涡流,减少了物料粒子与水冷壁管的碰撞,从而避免了固体物料对水冷壁管的磨损,如图5所示。它是一种颠覆传统防磨技术的新方法,可对水冷壁管的防磨起到标本兼治的作用,必将对循环流化床水冷壁防磨带来一次革命。采用本发明的防磨方法后,经多家电厂循环流化床锅炉运行时间证明,加装由梳 形防磨片组成的防磨层后,水冷壁管磨损量明显减少,尤其在密相区(位于锅炉浇注料上方 磨损最严重部位),不需要再采用其他任何防护措施,使用两年后测量水冷壁管的磨损量均小于O. 1mm,基本不磨损,焊接在水冷壁管面上的梳形防磨板可使用5年以上,不会影响锅炉的带负荷能力,使循环流化床锅炉从频繁的非计划停炉检修转入连续安全运行的良性循环中。由于采用防护防磨(即延伸浇注料防磨、加装护瓦防磨、喷涂防护等)都是被动的防磨措施,锅炉运行不足40天,新的磨损点依然会出现。而本发明采用的疏导防磨技术可使炉膛内物料内循环流不贴水冷壁管运行,有效的防止了磨损现象发生,运行周期随锅炉计划检修进行,一年检修三次,相比防护防磨能减少6次检修。以240t/h锅炉非计划检修为例,启停一次锅炉,排汽、耗煤、用点火油需15万多元,搭炉膛架子,更换水冷壁管,安装密封鳍片,投入人工等费用又需10万元,水冷壁管泄漏、启动引风机冷却又会加剧浇注料损坏,影响供热、发电的稳定性,间接损失更大。所以一台炉年直接节约资金可达150万元之多。
权利要求
本公司公开了一种循环流化床锅炉水冷壁管的防磨方法:

1、制作一边带有三个凹槽的梳形防磨片,在相邻两凹槽之间垂直向下设置支撑板;

2、在水冷壁管面上分层水平焊接由梳形防磨片组成的防磨层,

3、在相邻两水冷壁管面之间拐角位置的鳍片上自上而下依次搭焊两道由防护竖板组成的纵向防磨层。优点在于通过在水冷壁管面上设置多层水平防磨层,以疏导物料内循环,降低固体物料颗粒沿水冷壁管下落的终端速度,导致水冷壁管表面的颗粒流化强度和速度相对减弱,使壁面流倾向中心,避免物料流在不平滑管壁处形成的涡流;在相邻两水冷壁管面之间拐角鳍片上纵向搭焊两道纵向防磨层,破坏了锅炉内部四角位置形成的涡流,避免了水冷壁管的磨损。