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本文圖已丟失） 水冷壁的磨損是 爐中與材料有關(guān)的最嚴(yán)重的問(wèn)題之一。在 爐爐膛內(nèi)，典型的流體動(dòng)力學(xué)結(jié)構(gòu)為環(huán)－核結(jié)構(gòu)。在內(nèi)部核心區(qū)，顆粒團(tuán)向上運(yùn)動(dòng)；而在外部環(huán)狀區(qū)，固體顆粒沿爐膛水冷壁向下回流。環(huán)狀區(qū)的厚度從床底部到頂部逐漸減薄，其平均厚度從實(shí)驗(yàn)裝置的幾毫米到大型 爐的幾十厘米。固體物料沿水冷壁的向下回流是水冷壁產(chǎn)生磨損的主要原因。水冷壁的嚴(yán)重磨損與回流物料量的大小和方向突然改變有密切關(guān)系。通常方向突變的部位有： 1、水冷壁衛(wèi)燃帶轉(zhuǎn)折處 ； 2、膜式水冷壁管對(duì)接和表面缺陷焊接不良，有毛刺、突起等； 3、水冷壁其它地方有凸起的部位。因此爐內(nèi)水冷壁的磨損可分為四種情形：衛(wèi)燃帶與水冷壁管轉(zhuǎn)折區(qū)管壁的磨損、爐膛四角和一般水冷壁管壁區(qū)域的磨損、不規(guī)則區(qū)域管壁的磨損和爐膛出口管壁的磨損。后兩種情況給電廠帶來(lái)的磨損危害較小，故不探討。下面結(jié)合 術(shù)導(dǎo)向風(fēng)帽式循環(huán)流化床鍋爐重點(diǎn)探討前兩種情況。 2－ 1 爐膛下部衛(wèi)燃帶與水冷壁轉(zhuǎn)折區(qū)域的管壁磨損 隨著 爐的用量加大，投運(yùn)日期變長(zhǎng)，國(guó)內(nèi)運(yùn)行的 爐在爐膛下部衛(wèi)燃帶與水冷壁管壁交界處的磨損現(xiàn)象越來(lái)越嚴(yán)重 。國(guó)外各主要 爐制造公司（ 生產(chǎn)的鍋爐也都發(fā)現(xiàn)了磨損現(xiàn)象。 這類磨損的機(jī)理有以下幾個(gè)方面 :一是在該區(qū)域內(nèi)壁沿壁面下流的固體物料與爐內(nèi)向上運(yùn)動(dòng)的固體物料運(yùn)行方向相反，因而在局部產(chǎn)生渦漩流；二是由于沿壁面下流的固體物料在交界區(qū)域產(chǎn)生流動(dòng)方向的改變，因而對(duì)水冷壁產(chǎn)生磨損（如圖所示）。水冷壁與衛(wèi)燃帶交界區(qū)域內(nèi)水冷壁管壁的磨損并不是在爐膛四周均勻發(fā)生，而是與爐內(nèi)物料總體流動(dòng)形式有關(guān)。 圖 循環(huán)流化床鍋爐耐 火材料與水冷壁管轉(zhuǎn)折區(qū)域的磨損機(jī)理 現(xiàn)有的防磨措施為： 1、采用讓管設(shè)計(jì)。該設(shè)計(jì)在一定程度上能預(yù)防水冷壁的磨損，但是仍存在許多問(wèn)題，如讓管與非讓管的結(jié)合問(wèn)題、施工難度大焊口多、不能防止風(fēng)室漏灰和從技術(shù)上根本改變水冷壁及風(fēng)帽磨損的原因等。 2、采用厚壁水冷壁管，在 420t/h 及以上容量的鍋爐上管壁由 Φ51× 6 改到 Φ60× 8。 3、在水冷壁上加焊鰭片來(lái)破壞向下流動(dòng)的固體料流，從而達(dá)到防磨目的。實(shí)踐證明，效果不是很理想，極易產(chǎn)生新的磨損點(diǎn)。 4、在衛(wèi)燃帶以上 3鍋設(shè)計(jì)的 130t/h 鍋爐后墻雖然耐磨耐火 可塑料高達(dá) 在離衛(wèi)燃帶3m 甚至接近 5m 的高度內(nèi)水冷壁管子沖刷也相當(dāng)嚴(yán)重，特點(diǎn)是磨損區(qū)域不固定，個(gè)別管子的磨損呈刀削磨痕，深達(dá) 2上）的范圍內(nèi)對(duì)水冷壁管壁進(jìn)行超音速電弧噴涂，噴涂防磨防腐金屬合金材料，以延長(zhǎng)使用壽命。在運(yùn)行的多數(shù) 爐電廠中，實(shí)踐證明該方法是目前解決燃燒室水冷壁防磨的技術(shù)含量較高、解決時(shí)間較短而且很經(jīng)濟(jì)的方法。金屬表面噴涂能防止磨損主要有兩個(gè)方面的原因：第一，涂層的硬度較基體的硬度大；第二，涂層在高溫下會(huì)生成致密、堅(jiān)硬和化學(xué)穩(wěn)定性更好的氧化層，且氧化層與基體結(jié)合更牢固。 我公司防磨噴涂技術(shù)領(lǐng)先，材料先進(jìn)，已為多家電廠施工并受到用戶青睞。 對(duì)于燃燒室內(nèi)水冷壁接口焊縫處，如果凸凹不平，不僅加快連接部位的焊口和鰭片的磨損，而且還對(duì)附近的水冷壁管子造成嚴(yán)重磨損。這是由于爐內(nèi)循環(huán)物料沿水冷壁向下流過(guò)凸臺(tái)時(shí)改變方向，直接沖刷水冷壁管子的某個(gè)部位，造成該處水冷壁快速?zèng)_刷磨損。同樣，鰭片處由于安裝時(shí)向外凹陷，此處物料碰撞發(fā)生轉(zhuǎn)向?qū)Ⅵ捚瑑蓚?cè)的水冷壁磨損。為了減輕水冷壁嚴(yán)重磨損，在水冷壁上應(yīng)避免有凹凸不平的情況，向火面焊縫要磨平，保證光滑，鰭片處應(yīng)避免安裝時(shí)向外凹陷，即使一個(gè)尺寸很小的焊接凸凹 缺陷，也會(huì)加速該處水冷壁管子的磨損。 2－ 2 爐膛四角和一般水冷壁區(qū)域的磨損 在許多已運(yùn)行的 導(dǎo)向風(fēng)帽式 爐中，發(fā)現(xiàn)爐膛四角區(qū)域和一般水冷壁磨損問(wèn)題相當(dāng)嚴(yán)重，因之停爐的比例高達(dá) 90％左右。磨損部位不僅只在衛(wèi)燃帶以上兩米以內(nèi)，而且還出現(xiàn)在更高位置。其特點(diǎn)是磨損位置不固定，隨風(fēng)帽堵塞及損壞程度、設(shè)計(jì)因素、運(yùn)行方式和燃料特性的不同而變化無(wú)常，一般防治措施很難湊效。并且排渣不流暢，嚴(yán)重影響了鍋爐的經(jīng)濟(jì)和安全運(yùn)行．如某廠自 2002 年運(yùn)行以來(lái)，僅因水冷壁磨損事故，一年下來(lái)就達(dá) 20 余次 /臺(tái)，損失是多么巨大！ 究其原因主要有以下幾點(diǎn)： 一、角落區(qū)域內(nèi)沿壁面下流的固體物料濃度較高，同時(shí)流動(dòng)狀態(tài)易受到改變； 二、匯集在四角區(qū)域的顆粒比在一側(cè)水冷壁邊的顆粒對(duì)金屬表面碰撞造成沖擊磨損的機(jī)會(huì)大； 三、 “?！毙惋L(fēng)帽的影響（這一點(diǎn)下個(gè)專節(jié)具體說(shuō)明）； 四、由于流化不良或局部射流所引起的磨損。 “Γ”型風(fēng)帽因磨損損壞后，在密相區(qū)就產(chǎn)生局部高速射流，射流卷吸的床料顆粒便對(duì)較高位置的水冷壁受熱面形成直接沖刷而導(dǎo)致磨損，并且較高磨損的位置，總位于風(fēng)帽易磨損的前、后墻與兩側(cè)墻交接處。 五、由于鍋爐采用定向風(fēng)帽，兩側(cè)排渣，定向送風(fēng)時(shí)造成兩個(gè) 旋轉(zhuǎn)方向相反的旋流，造成了爐內(nèi)底部循環(huán)回料系統(tǒng)的氣－固兩相流動(dòng)力場(chǎng)紊亂，在風(fēng)帽上部形成渦流區(qū)，導(dǎo)致流化不良，飛灰含碳量高 ,加重了四角的磨損速率。在循環(huán)物料的轉(zhuǎn)彎處，大顆粒物料產(chǎn)生偏析，因而使旋風(fēng)分離器對(duì)側(cè)水冷壁部分的磨損較為嚴(yán)重。 六、運(yùn)行參數(shù)的影響。在運(yùn)行中要注意控制風(fēng)量，降低煙氣流速，控制床料和煤粒的篩分比，減少灰粒子濃度和粒徑，降低磨損。 第三節(jié) 布風(fēng)板 Γ型風(fēng)帽的磨損 某電廠 2＃ 爐在運(yùn)行 2 個(gè)月后，曾出現(xiàn)定向風(fēng)帽磨損過(guò)半約 500 個(gè)的嚴(yán) 重事故，磨損嚴(yán)重的風(fēng)帽上部?jī)A斜段全部磨損，利用備件部分更換和補(bǔ)焊。 3 個(gè)月后，因爆管停爐檢查發(fā)現(xiàn)風(fēng)帽又損壞 260 多個(gè)，最嚴(yán)重的風(fēng)帽水平段包括澆注料以上部分全部磨損掉。分析其原因有： 1)、由于鍋爐采用定向風(fēng)帽，定向送風(fēng)時(shí)造成兩個(gè)旋轉(zhuǎn)方向相反的旋流，造成了爐內(nèi)底部空氣動(dòng)力流場(chǎng)紊亂，在風(fēng)帽上部形成渦流區(qū)，導(dǎo)致流化不良，飛灰含碳量高（如山東某 220t/h 的 爐采用 術(shù)導(dǎo)向風(fēng)帽，飛灰含碳量高達(dá) 34％）。再加上此區(qū)域煤粒、灰渣濃度高，粒度大，流速快，所以磨損十分強(qiáng)烈。采用定向風(fēng)帽在設(shè)計(jì)上使后排風(fēng)帽的噴口直接對(duì) 前排風(fēng)帽 “頭部 ”吹掃，直接形成沖擊磨損。運(yùn)行時(shí)間稍長(zhǎng)，顆粒就很容易將前排風(fēng)帽的帽頂及帽身 “削 ”掉而形成射流。這樣一來(lái)，又進(jìn)一步加劇了空氣動(dòng)力流場(chǎng)的紊亂，即影響了流化質(zhì)量，又增加了風(fēng)帽的磨損。 2）、定向風(fēng)帽的另一個(gè)弊端就是風(fēng)帽壁太?。ê穸葍H為 不耐磨損，設(shè)計(jì)不合理（只照搬 司的技術(shù)，不考慮中國(guó)綜合利用電廠燃煤煤質(zhì)、矸石磨損等的實(shí)際情況）。在正常運(yùn)行，造成大量床料漏入風(fēng)室，尤其是風(fēng)帽磨損后情況更為嚴(yán)重。造成的后果有： ① 一次風(fēng)重新吹起床料高速通過(guò)風(fēng)帽，嚴(yán)重磨損風(fēng)帽水平段； ② 嚴(yán)重影響流化質(zhì)量，影響 安全運(yùn)行； ③ 嚴(yán)重時(shí)壓火清渣。 3)、按 術(shù)，帶導(dǎo)向風(fēng)帽的布風(fēng)板在 100%設(shè)計(jì)阻力大都在 5上 ,設(shè)計(jì)值過(guò)大，造成選用風(fēng)機(jī)的壓頭過(guò)高，增加電耗。同時(shí)布風(fēng)板開(kāi)孔率又偏?。ㄈ缒畴姀S布風(fēng)板開(kāi)孔率僅為 ，使得小孔流速過(guò)高（有的達(dá)到 60m/s，大大超過(guò)一般循環(huán)流化床鍋爐的設(shè)計(jì)值 35m/s。如某一改造的電廠風(fēng)帽小孔流速約為 68m/s），從而造成風(fēng)帽大面積磨損，廠用電率偏高 (在 20%左右 )。 4）、運(yùn)行參數(shù)調(diào)整不當(dāng)。如一、二次風(fēng)量配比，上、下二次風(fēng)的配比，風(fēng)煤配比，床溫，燃燒工況，物料循環(huán)倍率偏離 等因素。 第四節(jié) 技術(shù)改造方案 鑒于以上分析，我公司認(rèn)為造成 術(shù)導(dǎo)向風(fēng)帽式循環(huán)流化床鍋爐今日現(xiàn)狀的根本原因就在于鍋爐布風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理，采用定向風(fēng)帽和以后改用的鐘罩式風(fēng)帽，其設(shè)計(jì)阻力均偏大，流速過(guò)高，氣 使磨損嚴(yán)重。該爐型采用的定向風(fēng)帽和鐘罩式風(fēng)帽都是引進(jìn)美國(guó) 司專利技術(shù)生產(chǎn)的，其技術(shù)是成功的。但風(fēng)帽分為幾個(gè)流派，每種流派的技術(shù)各有其優(yōu)缺點(diǎn)。結(jié)合各電廠的實(shí)際情況根據(jù)煤質(zhì)、運(yùn)行工況、布風(fēng)板設(shè)計(jì)特性等，對(duì)布風(fēng)板、風(fēng)帽和爐膛底部進(jìn)行必要的技術(shù)改造，是這類鍋爐改變現(xiàn)狀的極為理想的方案 少停爐次數(shù)，提高運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性，又達(dá)到大幅度降低廠用電的目的（某電廠改造后，僅一次風(fēng)機(jī)就降低了 10A，電壓為 6 鑒于其風(fēng)帽固有的缺點(diǎn)，因此應(yīng)改變風(fēng)帽的結(jié)構(gòu)形式，改為側(cè)孔式風(fēng)帽。這種風(fēng)帽已經(jīng)用戶實(shí)踐，證明其磨損最輕，布風(fēng)最均勻，應(yīng)用最廣。某電廠在改造十個(gè)月后停爐檢查發(fā)現(xiàn)，原來(lái)較易磨損的區(qū)域都還基本保持原狀，從沒(méi)因磨損原因造成停爐檢修事故。我公司技術(shù)改造設(shè)計(jì)主要優(yōu)點(diǎn)有： 1、從結(jié)構(gòu)上講，可使布風(fēng)更加均勻，有效改善流化質(zhì)量，促使底部粗顆粒的擾動(dòng)，避免底料沉積，減少灰渣含碳量，從而提高鍋爐 熱效率；風(fēng)帽開(kāi)孔采取向下傾斜的方式，可有效防止風(fēng)帽漏灰渣現(xiàn)象。 2、風(fēng)帽材質(zhì)采用耐高溫、耐磨損的高強(qiáng)度合金鑄鋼。風(fēng)帽頂部及其主要磨損區(qū)采用加厚方式（厚度可根據(jù)用戶要求定做），大大延長(zhǎng)了風(fēng)帽使用壽命。 3、風(fēng)帽小孔均勻開(kāi)布，且向下傾斜，因此它不會(huì)直接 “傷及 ”其它風(fēng)帽，相應(yīng)延長(zhǎng)了風(fēng)帽使用壽命。 4、排渣方式可有兩種選擇。一是兩側(cè)外排渣，風(fēng)帽向兩側(cè)傾斜一定角度。二是改為爐底排渣（若爐底有一定空間的話）。布風(fēng)板作相應(yīng)改動(dòng)，側(cè)墻亦同時(shí)作相應(yīng)改動(dòng)。 實(shí)踐證明，該技術(shù)方案無(wú)論在技術(shù)上，在解決問(wèn)題的根本上，還是在安全經(jīng)濟(jì)性 上，都是電廠最佳的選擇。 第五節(jié) 爐的調(diào)試與性能測(cè)試 5－ 1 冷態(tài)試驗(yàn) 1、 爐風(fēng)量標(biāo)定試驗(yàn) 包括一次風(fēng)、二次風(fēng)的機(jī)翼型流量測(cè)量一次元件的差壓與流量的關(guān)系進(jìn)行試驗(yàn)標(biāo)定，得出各一次流量元件的流量系數(shù)、流量與差壓的關(guān)系曲線、溫度變化后的補(bǔ)償修正式等內(nèi)容。 2、 爐冷態(tài)流化特性試驗(yàn) 內(nèi)容包括測(cè)量?jī)煞N不同的料層厚度（ 500650的臨界流量風(fēng)量、測(cè)量布風(fēng)板的阻力特性并得出冷態(tài)與熱態(tài)計(jì)算公式。布風(fēng)裝置布風(fēng)均勻性檢查和料層阻力特性試驗(yàn)。最后作出相關(guān)的關(guān)系曲線和關(guān)系圖。 5－ 2 熱態(tài)調(diào)試與測(cè)試 內(nèi)容包括： ▲風(fēng)煤調(diào)整，找出最佳風(fēng)煤配比； ▲物料循環(huán)系統(tǒng)的調(diào)整試驗(yàn)，保證系統(tǒng)運(yùn)行正常； ▲測(cè)試尾部煙道煙氣含氧量、 過(guò)量空氣系數(shù)等，以此來(lái)調(diào)整運(yùn)行方式，提高鍋爐燃燒效率； ▲鍋爐各主參數(shù)的調(diào)節(jié)與選擇。包括床溫、料層差壓、爐膛差壓、返料、風(fēng)量等。 5－ 3 爐熱效率試驗(yàn) 完成在最大負(fù)荷和 70%況下的兩個(gè)鍋爐熱效率的測(cè)定試驗(yàn)。求出熱效率，找出提高鍋爐熱效率的途徑。作出評(píng)價(jià)，并給出最佳參考運(yùn)行參數(shù)。