生物質(zhì)循環(huán)流化床鍋爐受熱面失效原因分析及其防護措施

1、探討園地生物質(zhì)循環(huán)流化床鍋爐受熱面失效原因分析及其防護措施31文章編號：1004—8774(2014)013103生物質(zhì)循環(huán)流化床鍋爐受熱面失效原因分析及其防護措施崔艷(無錫東馬鍋爐有限公司，江蘇無錫214092)TheAnalysisandCountermeasuresofFailureofHeatingSurfaceforTheBiomassfiredCFBBoilerCUIYan(WuxiDongmaBoilerCoLtd，Wux

2、i214092，Jiangsu，China)摘要：分析了生物質(zhì)流化床鍋爐受熱面失效原因，并在此基礎上提出了相應的防護措施與方法。關鍵詞：生物質(zhì)燃料；受熱面；失效原因；防護措施中圖分類號：TK22966文獻標識碼：B0前言通過能量流動和物質(zhì)循環(huán)，將大部分的農(nóng)林廢棄物等用于燃燒發(fā)電，使之變廢為寶；同時，電廠產(chǎn)生的清潔電能可以更進一步地促進農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)與發(fā)展，而且燃燒后的草木灰還能作為肥料重新還田，由此形成了一個良性的循環(huán)。燃燒生物質(zhì)的循環(huán)流化

3、床(CFB)鍋爐如圖1，與其它爐型相比其劣勢在于受熱面腐蝕程度、磨損更嚴重。因此為了保證鍋爐機組長期、安全、穩(wěn)定地運行，必須對相關受熱面采取一定的保護性措施。1受熱面失效原因分析11爐膛受熱面爐膛水冷壁等受熱面部位失效的主要原因有以下幾點，即含塵氣流沖蝕、堿性介質(zhì)中的熱腐蝕以及高溫氧化等。爐膛水冷壁等受熱面部位磨損的主要影響因素有煙氣的流速、煙氣中的含塵量以及灰塵的性質(zhì)。根據(jù)有關資料，受熱面的磨損量與煙氣流速的大小呈正相關。由于爐膛內(nèi)煙

4、氣流速較高，其含塵量也相當大，并且對澆注料平臺存在一定的切割效應和沖刷效應，因此爐膛水冷壁的磨損相當嚴重。第二點，生物質(zhì)鍋爐所燃燒的燃料以農(nóng)林廢棄物為主，它們?nèi)紵蟮幕曳种泻懈嗟腘a、K等活潑金屬氧化物，以及更多的c1離子等，非常容易對鍋收稿日期：201303—25作者簡介：崔艷，2002年畢業(yè)于揚州大學，本科畢業(yè)，一直從事鍋爐的設計與開發(fā)工作。1一鍋筒2一旋風分離器3一水冷屏4一爐膛5一返料器6一過熱器7一省煤器8一空氣預熱器9～

5、內(nèi)置式過熱器圖1典型的燃燒生物質(zhì)燃料CFB鍋爐爐水冷壁管產(chǎn)生腐蝕，為鍋爐水冷壁的熱腐蝕提供了很好的條件。實踐證明，在300～500oC范圍，水冷壁管的表面溫度每升高5O℃，腐蝕速率就會增加1倍。在鍋爐的實際運行過程中，管壁通過高溫氧學兔兔www.xuetutu.com探討園地生物質(zhì)循環(huán)流化床鍋爐受熱面失效原因分析及其防護措施33圖2(5)對于過熱器管，必須在每組管子前設置均流板，以防形成煙氣走廊，沿著煙氣流向的第一排管子在其迎風面要布置

6、防磨罩，防止過熱而爆管；此外合理選擇爐膛水冷壁、高低溫過熱器等受熱面所用的材料及其規(guī)格，防止使用過程中由于溫度過高而導致爆管，這些都是成熟可靠的防爆管措施。212旋風分離器的防磨措施(1)對于旋風分離器的內(nèi)側和人口通道處等容易磨損的區(qū)域，均采用高溫耐磨耐火材料；(2)在分離器中心筒的材料選擇上，我們選擇奧氏體不銹鋼，此材料具有耐高溫耐磨等優(yōu)點，可以更大程度上避免中心筒的磨損。213返料器及其連接管路的防磨措施由于大量的物料之問的流動和循

7、環(huán)，在返料器、返料管及其連接管路內(nèi)部，我們均鋪設高溫耐磨耐火保溫材料，并且打上高密度的“Y”形銷釘，固定這些高溫耐磨耐火材料。214分離器出口煙道的防磨措施在分離器出口煙道部位鋪設一層保溫材料和一層耐磨材料，耐磨材料部位打上“Y”形銷釘來固定。215旋風分離器防磨耐火絕熱層的澆注旋風分離器的澆注料使用了三層材料：絕熱材料、耐火材料、防磨材料。在鍋爐安裝過程中，對旋風分離器澆注應嚴格按照要求進行，以保證澆注的質(zhì)量和澆注料的使用壽命，防止?jié)?/p>

8、注料變形損壞而使鍋爐不能正常使用；同時采用低溫燃燒技術，溫度上升幅度較小，分離器內(nèi)的煙溫也較低，避免分離器內(nèi)的結焦。22受熱面防腐措施主要有兩個受熱面需要考慮防腐措施：～個是高溫過熱器，另一個是下級空氣預熱器。對于高溫過熱器，最主要的一點就是要避免過熱器管與HC1的接觸。一般煙氣中HC1氣體的高溫腐蝕都發(fā)生在受熱面管壁溫度大于450℃時，而過熱器管的工作溫度通常在360℃以上，因此當過熱器的壁溫超過450oC時，可以考慮將高溫過熱器布置

9、在返料器內(nèi)部。因為返料器煙道內(nèi)主要是補充進來的新鮮空氣和分離器收集下來的灰分，這些氣體中HC1濃度非常低，因此對高溫過熱器的腐蝕會小很多。返料器中的過熱器所選用的管材為12CrlMOVG，此流化速度非常低，可以有效地防止高溫過熱器管的磨損。對于中溫過熱器，只要將出口蒸汽溫度控制在390oC以內(nèi)，防止中溫過熱器管壁溫超過450oC，就可以解決中溫過熱器的腐蝕問題。對于下級空氣預熱器，我們可以從選材上進行考慮，采用一些具有防腐功能的材料，比

10、如說考登管。23其他措施綜上所述，根據(jù)受熱面管的失效機理，對于受熱面管的腐蝕、磨損問題，除了上面介紹的防護措施以外，還可以采用下面的幾種措施。(1)可以先用石英砂對受熱面管表面進行徹底清潔，然后再用金剛砂對受熱面管的表面進行粗糙化處理，這就是所謂的二次噴砂工藝。(2)在爐膛的爐頂、下部的密相區(qū)、爐膛出口處等區(qū)域，采用超音速電弧噴涂耐磨耐蝕合金，能更好地抗高溫腐蝕、抗高溫氧化。這一技術在循環(huán)流化床鍋爐中已經(jīng)普遍采用。(3)用KM型封孔劑對

11、涂層表面進行封孔，此封孔劑專用于高溫耐磨防腐場合，比較成熟可靠。(4)在交界面處設置過渡區(qū)域，以達到平滑過渡的目的，此區(qū)域寬度一般為100～150mm。3結語生物質(zhì)燃料鍋爐使用過程中遇到的受熱面腐蝕和磨損問題將限制生物質(zhì)燃料的利用。為此，應該加強生物質(zhì)鍋爐受熱面防腐和防磨激勵應用技術的研究和實踐，并針對我國目前的實際情況進行分析運用，通過合適的解決措施，以減少生物質(zhì)鍋爐的高溫腐蝕和磨損問題，提高鍋爐的運行可靠性和安全性。強參考文獻[1]