循环流化床锅炉是重要的生产型设备,对生产的发展有着重要作用。通过设备的运行,全面改善流化质量,有效提高化学反应吸收和转化效率,而循环流化床锅炉运行过程中,水冷壁会产生偏磨的问题,文章主要就偏磨成因做全面的分析,进一步总结出偏磨影响因素,提出循环流化床锅炉治理、运行方案措施,保证生产效率与质量,实现可观的经济效益。
工业生产依靠设备的运行,只有全面保证设备稳定运转,才能实现高质量的生产。循环流化床锅炉是非常主要的生产型设备,其运转过程中,需要全面保证稳定可靠,通过稳定持续的蒸汽供给,让设备能够正常的运行,使生产连续稳定。而运行过程中,如果提供的蒸汽不稳定,并且没有能够正常支撑运行时,那么,锅炉的水冷壁就会出现偏磨问题,导致设备的速率加快,同时,水冷壁周围还有着高浓度的物料,偏磨现象难以避免,严重影响到了生产的质量,生产效率无法保证。要想全面保证设备稳定运行,则需要对运行时烟气流速进行合理控制,有效降低速度并且控制物料整体的浓度,使设备优化运转,从根本上分析原因,解决问题,最大化减少水冷壁偏磨概率,保证生产速度与质量。
1、循环流化床锅炉水冷壁偏磨成因
1.1 不规则区域出现偏磨原因
循环流化床锅炉水冷壁内,存在许多不规则的区域,这些区域很容易出现问题,影响设备的运行。一般情况下,不规则区域包括锅炉出口区、炉壁开口及管壁焊缝等。当设备运转时,穿过水冷壁偏磨要高于管壁偏磨的程度,主要的原因是有一部分水冷壁是不规则的,当水流经过时,局部流动的水力就呈现了混乱的状态,形成更大的冲击力。从运转的实际条件看,水冷壁底部偏磨大于顶部偏磨的程度,导致这种情况现象的成因是水冷壁粘结材料运转的时候,会产生向下的一个冲击力,底部水流速度增加,力量较大。设备水冷壁表面还存在许多的点状凸起,这也容易出现水冷壁偏磨的問题,时间长了,凸起点就会被水力磨平。水冷壁与炉顶出口的附近,由于有部分气体及固体进入,两种不同的流入则会带入大颗粒物料,进行运行时,不同方向的力会使受热面出现偏磨的现象。
1.2 水冷壁周围存在的物料流浓度较大
锅炉设备运行,需要全面保证稳定,通过有效的控制,保证良好的运转,推动生产全面发展。而运转过程中,也会受到物料的影响。通过对水冷壁偏磨不同的例子作对比,我们也发现了一些问题,充分说明循环流化床炉膛下部卫燃带与水冷壁过度区域,周围存在数量较多下行物料流,这些物料的浓度非常高,越是静止其下降速度越快,下层的物料密度越来越大,其厚度也在不断增加,物料的浓度造成了磨损问题。
1.3 炉膛附近的管壁出现偏损的原因
循环流化床锅炉的炉膛内部,还存在一些直角的区域,这些区域很容易在运行时,受水流冲击,水冷壁偏损程度更为严重。也就是说,这些直角区域对水流的速度产生阻挡,汇集上升气流非常低,而顺着管壁下方流动的固体物料流浓度较高,速度也快,直接造成了炉膛角落的地区,一些颗粒与金属壁的表面产生了碰撞,在这种冲击力的影响下,水冷壁就会产生偏磨,影响到了设备的稳定运行。
2、循环流化床锅炉水冷壁偏磨影响因素
2.1 锅炉运行参数
循环流化床锅炉水冷壁偏磨是一种严重的问题,控制不当,则会造成设备损坏,影响到安全运行。影响的因素较多,需要全面进行分析,做好问题控制。循环流化床锅炉实际运行过程中,不同种类参数是重要的参考,需要全面进行分析,找到参数的差别,避免出现偏磨问题。流化床温度变化能够影响金属表面耐磨性,金属表面氧化膜厚度与硬度,不同温度其参数也存在不同,其差异较大。
2.2 物料特性
物料的性质对设备影响也较多,不同的物料会产生不同的磨损程度,循环流化床锅炉运行过程中,颗粒直径、物料浓度是最大的影响因素,不同的物料性质影响也不同,带来偏损效果也不同,粒子浓度高,水冷壁耐磨性就越大,而物料的颗粒直径不断增加,其影响性则越大。颗粒硬度也是影响因素,对水冷壁耐磨性产生一定的影响,物料颗粒硬度越大,则对锅炉磨损越大,物料在表面形成薄膜,本身硬度高于燃料本身硬度,对锅炉的运行产生影响。如果物料含有硅、铝等物质,其硬度会远远大于含钙、锶物料,其耐磨性也就增强,所以说,物料的颗粒、形状、硬度、化学组成等不同的因素,均会影响水冷壁偏损的程度,要对进锅炉的物料全面控制,有效做好预防,保证设备稳定运行。
3、循环流化床锅炉水冷壁偏磨解决措施
3.1 全面降低烟气流动速度
从成因中我们看到,烟气对锅炉的运行产生一定影响,所以说,锅炉运行过程中,需要全面控制好烟气的情况,保证锅炉稳定运行。所以说,要充分确保锅炉足够空气基础上,对加热表面偏损进行合理控制,有效降低磨损率,全面科学的控制过量空气是主要的措施,全面保证锅炉充足的过氧量。物料在充分保证处于流化状,然后对风量进行控制,合理控制好风量能够保证烟气流动速度,通过有效的控制,合理控制好内部的物料浓度及颗粒直径,使其运行方向处于合理状态,避免出现设备磨损问题。为了全面保证锅炉最小流化空气量,就需要通过不断的测试,找到有效的参数配比,使流体质量得到有效把握,确保锅炉始终处于一个稳定的运行状态。锅炉运行时,会产生二次空气的情况,这就需要通过合理控制,全面做好调节,为锅炉的稳定运行提供有效保障。另外,锅炉运转时也会产生废弃热量,这种热量的出现,很易使水冷壁形成偏磨的问题,要对所有产生的锅炉热量做好充分的控制,有效减少偏磨概率,使设备能够稳定运行。
3.2 控制物料流浓度及颗粒产生
物料流浓度和大小直径对锅炉的水冷壁偏损产生影响,其性质也决定了磨损的程度,只有全面控制好物料才能保证良好稳定运行,所以说,要减少一次风量,有效压缩锅炉内力差,使煤与物料形成一种紧密的关联,二者能够保持到合理尺寸内,这样,锅炉运行时,才不会受到物料的影响,合理科学控制好物料流浓度对设备运行有着重要的意义。循环流化床锅炉运转需要保证充足的通风量,为了全面保证风量适中,需要通过科学的试验找到解决的数据,合理做好炉内压力差调节,确保锅炉安全运行。炉内压力差要保持到0.3至0.6kPa间,在不同荷载的条件下,炉内压力差需要保证稳定,如果压力差大就需要释放,要对物料的形状、大小全面把握好,对于过大的物料,则需要通过精细粉碎、筛选等,全面控制好颗粒大小,保证符合需要,减少水冷壁偏磨概率。
3.3 采用低偏磨燃料选取启动床料
循环流化床锅炉水冷壁偏磨会影响到设备的安全运行,只有全面做好有效的控制,才能把磨损的程度降低,而合理选择锅炉燃烧煤炭种类是关键。一是控制好燃料的性质,对需要进入期末有人燃料做好全面的检查,通过必要的煤炭化验,对其进行合理的分类,严格筛分粒度,分析出原煤可磨系数,并对入炉煤粒径及矸石含量做好充分的化验,提取其参数,进行有效的控制。二是認真选取启动床料。要在煤炭取样筛分的基础上,合理配比颗粒适度的床料,确保粒度级配与运行参数吻合,一般情况下,启动床料使用河沙及炉渣,这样,能够保证硬度,避免出现磨损的现象。
3.4 优化循环流化床锅炉
要根据不同的作业状态,做好创新技改,使锅炉更加符合运行需要,有效提升卫燃高度是最为主要的方式,从分析中看到,循环流化床水冷壁偏磨最严重的部位是水冷管壁与耐火材料区域,所以说,要对这两个部位进行创新优化,通过卫燃带高度提升,有效降低水冷壁偏磨,保证设备良好的运行。对水冷壁管进行改良,通过形状改变使水管顶部与卫燃带区平行,降低水冷壁局部偏磨。
3.5 采用导流板防磨技术
河南导流板防磨生产服务提供商立足郑州,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,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,并且根本解决偏磨问题,使CFB锅炉垂直水冷壁耐磨寿命轻松超越三年以上,达到少停炉、安全行炉的增效目的。
4 结束语
工业生产离不开循环流化床锅炉稳定的运行,锅炉进行运转时,极易出现水冷壁偏磨的问题,对设备的安全运行产生影响,只有在实际操作过程中,对水冷壁偏磨现象成因做充分的分析,按照不同的实际运行环境,做出合理的控制,才能确保循环流化床锅炉顺利安全运转。