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摘要：循环流化床(CFB)锅炉是近几十年来发展起来的新型环保节能锅炉，是一种高效低污染清洁的燃烧技术，其以煤种适应性广、高燃烧效率、可以燃用劣质燃料、锅炉负荷调节性好、灰渣易于综合利用等优点。但随着其被广泛应用，一些国产循环流化床在设计、安装和运行中也逐渐暴露出了一些问题。本文将主要分析循环流化床锅炉磨损、预防措施及运行调整，以提高循环流化床锅炉长周期安全稳定运行。
关键词：循环流化床锅炉 磨损 措施
1 绪论
流态化技术于20世纪20年代初在德国首先应用于工业流化技术，真正用于煤的燃烧，即流化床煤燃烧是20世纪60年代初的事情。我国直到1988年第一台35t/h锅炉才在山东明水电厂投产。循环流化床锅炉典型特征是烟气流速较高，烟气中灰的浓度大，颗粒粒径大，因而对炉墙的冲刷严重。在循环流化床锅炉中容易磨损的主要部位有：承压部件、布风板、返料装置。影响磨损的主要因素有：燃料特性、床料特性、物料循环方式、运行参数、受热面结构和布置方式。
新疆某电厂，于1990年筹建，一期工程两炉一机，二期一炉一机，三台锅炉全部为循环流化床锅炉（CG-75/5.3-MX），该炉由四川锅炉厂生产，次高压、汽包悬吊横置式，迷宫式分离器、沸腾燃烧方式，炉膛采用全膜式水冷壁，膜式壁炉膛前吊后支全钢架∏型结构，室内布置，自下而上为主床风室、密相区、埋管、悬浮段、高低温过热器。尾部竖井采用支架结构，布有高、低温省煤器及管式空气预热器，两竖井之间由两个并列旋风分离器相连通，分离器下部为回灰装置。
该厂1992年10月投产发电，投产前几年，由于运行经验少，风量配比差异，煤粒径不符合要求等不利因素，风帽磨穿，受热面磨损引起水冷壁管、埋管、省煤器泄漏，被迫停炉次数较多。
2 存在的主要问题
该厂在头几年的运行中，风帽的磨损造成布风板布风不均匀，水冷壁、埋管、省煤器泄漏现象也时有发生；另一方面操作还不能完全适应新设备的要求，结焦、灭火事故也经常发生。主要问题如下：
2.1 风帽的磨损
主床风帽为“7”字型风帽，其中风帽磨损最严重的区域发生在循环物料回料口附近，其主要原因是由于较高颗粒浓度的循环物料以较大的平行于布风板的速度分量冲刷风帽。另外，由风室来的一次风通过风帽小孔吹动底料沸腾流化，左右侧床面风帽对吹，长时间运行，大颗粒的渣逐渐大量地沉积在底部，而每次放渣只能将放渣口附近的大渣放掉，其余部分的还存留，沉积在底部的大渣在一次风的作用下对风帽磨损比较严重：有的风帽口缺角，有的头部磨穿，严重的整个风帽上部全部磨掉。主要原因是风帽节距较小，布置过于密集，以及施工的偏差，致使部分风帽喷出的空气混合物直接冲刷前面的风帽，造成风帽磨损，风帽磨损后，由于布风板布风不均匀，磨损部位风量大，易将床面吹穿，风量小的部位容易发生结焦现象。
2.2 炉膛水冷壁管的磨损
炉内水冷壁管的磨损主要集中在以下四个区域：炉膛下部卫燃带与水冷壁管过渡区域管壁的磨损；炉膛四个角落区域的管壁磨损；不规则管壁的磨损；后水冷壁管的磨损。
2.3 埋管的磨损
为了增加锅炉受热面，吸收床面热量，降低床温，在炉膛内二次风以下的浓相区布置了穿前后水冷壁呈斜向上方200角的埋管，这部分受热面易受磨损。磨损率一般在200-2000μm/h范围内，埋管磨损率最高可达5000-6000μm/h(相当于1000运行小时，埋管的磨损厚度为5-6mm)，浓相区埋管磨损的因素有流化速度、床料特性、埋管特性、埋管温度、埋管布置形以及埋管距布风板的高度等。在设计时每根埋管四周都做了“+”型鳍片防磨处理，但是，在埋管上部受到给煤的冲刷磨损，下部受到底料流化的冲刷，磨损很严重，运行周期短时只能有一个多星期。
2.4 省煤器管的磨损
该厂循环流化床锅炉的省煤器是错列布置，烟气对错列管束的冲刷比较强烈，磨损比顺列严重得多，而且省煤器处的烟气温度比较低，烟气中灰粒相对较硬、灰浓度较大，省煤器磨损爆管主要发生在高温段。
3 预防及改进措施
3.1 风帽的防磨措施
对现有锅炉要改变风帽节距难度太大，我们采用耐热耐磨钢并且加大风帽壁厚、调整最佳安装角度，尽量避免炉床超温运行等一系列措施，在正确的运行管理和精心的维护检修，从而保证了锅炉稳定、连续运行。启动点火时使用点火装置时间过长，风室温度过高，使风帽内部金相组织发生了变化。因此，在安装过程中尽量采用整体式风帽，风帽下部与耐火层结合部位严密牢固。启动点火时严格控制点火时间和点火温度。经过改造，风帽磨损程度明显降低，原先30多天要修补风帽一次，现在能达到150天左右，情况大为改善。
3.2 水冷壁防磨措施
①焊防磨板，即在耐火防磨交界处管子上焊一定长度和厚度的防磨金属板。耐火层与膜式水冷壁交界面采用倾斜的形式，能大大减少粒子向水冷壁管的冲击，磨损有所缓解。让管防磨技术，燃烧室口、孔让管向外让，而不向燃烧室内让。消除交接台阶，保证炉内无突出部分。管子焊缝焊完后打磨平滑。顶部水冷壁敷设耐火防磨层。根据燃煤灰分大小和燃煤粒度将流化速度控制在4m/s-5m／s。将燃烧室下部耐火防磨层敷设高一些、薄一些。高度从4m到8m，厚度50mm-75mm。运行中注意床温和料层厚度的控制，在满足负荷时，避免过高料层运行，运行中避免大风量运行。热电偶防止磨损，可采取铁铝瓷热电偶套管解决。将传统的热电偶丝装入铁铝瓷保护管内，可使寿命达到半年至一年。炉膛下部四周密相区敷以高耐磨浇注料，采用高密度销钉固定方式。
②后水冷壁管的磨损主要就是由炉前给煤在二次风的作用下，将煤直接抛洒至后水冷壁造成的。运行人员担心落煤管堵，因此，播煤风开得比较大，一般在2500pa。主要预防措施就是根据锅炉负荷的高低、以给煤量的大小适当调整播煤二次风，选择一个最佳风速，既不冲刷到后水冷壁，也不将给煤机落煤口堵住，煤正好播洒在床面中心位置。这个试验可由点炉前的冷态试验获得，现在的播煤风压一般选取1000pa-1500pa。
通过以上措施，水冷壁磨损情况明显好转，磨损最严重的后水冷壁由原先的连续运行700小时到现在平均连续运行2500小时。
3.3 埋管防磨措施
①埋管上排管子受到给煤颗粒的冲刷磨损，下排管子受到底料的冲刷磨损，最易泄漏的就是这两排管子，对上下两排埋管加装厚度为15mm耐热耐磨钢的防磨护瓦，减少物料对埋管的直接的冲刷。
②锅炉煤仓上输煤破碎过的煤，粒度要小。将循环流化床锅炉底料厚度一般控制在400mm左右，粒度要求0-10mm，粒度超过上限，就会加快埋管的磨损速度。
③加强运行人员的管理，一次风不要给的太大。一次风过大，首先加剧了埋管的磨损；再者，若床料薄容易吹穿，造成流化状态破坏。
3.4 省煤器磨损预防措施
导致磨损的原因有：燃煤含灰量高，飞灰中夹带硬颗粒；烟气流速过高或局部烟速过高；烟气含灰浓度分布不均，局部灰浓度过高。通常采用减少飞灰撞击管子的数量、降低烟气流速或增加管子的抗磨性来防止飞灰磨损：
①控制烟气流速，尤其是烟气走廊处的烟气流速，因此在安装和维修时，应尽量减小省煤器管子与墙之间的距离，同时使各蛇形管间距离要尽量均等。
②对于局部烟气流速过高的地方，应在管子易磨损部位如：弯头处、第二第三排管子、靠后墙的几排管子等地方加装防磨装置。
4 结束语
由于循环流化床锅炉特性决定了受热面必然存在磨损，随着锅爐运行时间加长，锅炉受热面磨损问题越突出。实践表明，通过采取相应的防磨损对策措施，循环流化床锅炉的抗磨性能得以显著提高。该厂在循环流化床锅炉防磨方面做了一些努力与探索，也取得了一定的成效，但还需做得更深、更细，使锅炉运行周期更长。如何在锅炉安全与经济运行之间选择最佳运行工况，有待于在今后的运行过程中，认真总结经验，虚心学习兄弟单位先进经验，不断进行分析、总结，实现循环流化床锅炉安全、经济运行。
关键词：循环流化床锅炉 磨损 措施
1 绪论
流态化技术于20世纪20年代初在德国首先应用于工业流化技术，真正用于煤的燃烧，即流化床煤燃烧是20世纪60年代初的事情。我国直到1988年第一台35t/h锅炉才在山东明水电厂投产。循环流化床锅炉典型特征是烟气流速较高，烟气中灰的浓度大，颗粒粒径大，因而对炉墙的冲刷严重。在循环流化床锅炉中容易磨损的主要部位有：承压部件、布风板、返料装置。影响磨损的主要因素有：燃料特性、床料特性、物料循环方式、运行参数、受热面结构和布置方式。
新疆某电厂，于1990年筹建，一期工程两炉一机，二期一炉一机，三台锅炉全部为循环流化床锅炉（CG-75/5.3-MX），该炉由四川锅炉厂生产，次高压、汽包悬吊横置式，迷宫式分离器、沸腾燃烧方式，炉膛采用全膜式水冷壁，膜式壁炉膛前吊后支全钢架∏型结构，室内布置，自下而上为主床风室、密相区、埋管、悬浮段、高低温过热器。尾部竖井采用支架结构，布有高、低温省煤器及管式空气预热器，两竖井之间由两个并列旋风分离器相连通，分离器下部为回灰装置。
该厂1992年10月投产发电，投产前几年，由于运行经验少，风量配比差异，煤粒径不符合要求等不利因素，风帽磨穿，受热面磨损引起水冷壁管、埋管、省煤器泄漏，被迫停炉次数较多。
2 存在的主要问题
该厂在头几年的运行中，风帽的磨损造成布风板布风不均匀，水冷壁、埋管、省煤器泄漏现象也时有发生；另一方面操作还不能完全适应新设备的要求，结焦、灭火事故也经常发生。主要问题如下：
2.1 风帽的磨损
主床风帽为“7”字型风帽，其中风帽磨损最严重的区域发生在循环物料回料口附近，其主要原因是由于较高颗粒浓度的循环物料以较大的平行于布风板的速度分量冲刷风帽。另外，由风室来的一次风通过风帽小孔吹动底料沸腾流化，左右侧床面风帽对吹，长时间运行，大颗粒的渣逐渐大量地沉积在底部，而每次放渣只能将放渣口附近的大渣放掉，其余部分的还存留，沉积在底部的大渣在一次风的作用下对风帽磨损比较严重：有的风帽口缺角，有的头部磨穿，严重的整个风帽上部全部磨掉。主要原因是风帽节距较小，布置过于密集，以及施工的偏差，致使部分风帽喷出的空气混合物直接冲刷前面的风帽，造成风帽磨损，风帽磨损后，由于布风板布风不均匀，磨损部位风量大，易将床面吹穿，风量小的部位容易发生结焦现象。
2.2 炉膛水冷壁管的磨损
炉内水冷壁管的磨损主要集中在以下四个区域：炉膛下部卫燃带与水冷壁管过渡区域管壁的磨损；炉膛四个角落区域的管壁磨损；不规则管壁的磨损；后水冷壁管的磨损。
2.3 埋管的磨损
为了增加锅炉受热面，吸收床面热量，降低床温，在炉膛内二次风以下的浓相区布置了穿前后水冷壁呈斜向上方200角的埋管，这部分受热面易受磨损。磨损率一般在200-2000μm/h范围内，埋管磨损率最高可达5000-6000μm/h(相当于1000运行小时，埋管的磨损厚度为5-6mm)，浓相区埋管磨损的因素有流化速度、床料特性、埋管特性、埋管温度、埋管布置形以及埋管距布风板的高度等。在设计时每根埋管四周都做了“+”型鳍片防磨处理，但是，在埋管上部受到给煤的冲刷磨损，下部受到底料流化的冲刷，磨损很严重，运行周期短时只能有一个多星期。
2.4 省煤器管的磨损
该厂循环流化床锅炉的省煤器是错列布置，烟气对错列管束的冲刷比较强烈，磨损比顺列严重得多，而且省煤器处的烟气温度比较低，烟气中灰粒相对较硬、灰浓度较大，省煤器磨损爆管主要发生在高温段。
3 预防及改进措施
3.1 风帽的防磨措施
对现有锅炉要改变风帽节距难度太大，我们采用耐热耐磨钢并且加大风帽壁厚、调整最佳安装角度，尽量避免炉床超温运行等一系列措施，在正确的运行管理和精心的维护检修，从而保证了锅炉稳定、连续运行。启动点火时使用点火装置时间过长，风室温度过高，使风帽内部金相组织发生了变化。因此，在安装过程中尽量采用整体式风帽，风帽下部与耐火层结合部位严密牢固。启动点火时严格控制点火时间和点火温度。经过改造，风帽磨损程度明显降低，原先30多天要修补风帽一次，现在能达到150天左右，情况大为改善。
3.2 水冷壁防磨措施
①焊防磨板，即在耐火防磨交界处管子上焊一定长度和厚度的防磨金属板。耐火层与膜式水冷壁交界面采用倾斜的形式，能大大减少粒子向水冷壁管的冲击，磨损有所缓解。让管防磨技术，燃烧室口、孔让管向外让，而不向燃烧室内让。消除交接台阶，保证炉内无突出部分。管子焊缝焊完后打磨平滑。顶部水冷壁敷设耐火防磨层。根据燃煤灰分大小和燃煤粒度将流化速度控制在4m/s-5m／s。将燃烧室下部耐火防磨层敷设高一些、薄一些。高度从4m到8m，厚度50mm-75mm。运行中注意床温和料层厚度的控制，在满足负荷时，避免过高料层运行，运行中避免大风量运行。热电偶防止磨损，可采取铁铝瓷热电偶套管解决。将传统的热电偶丝装入铁铝瓷保护管内，可使寿命达到半年至一年。炉膛下部四周密相区敷以高耐磨浇注料，采用高密度销钉固定方式。
②后水冷壁管的磨损主要就是由炉前给煤在二次风的作用下，将煤直接抛洒至后水冷壁造成的。运行人员担心落煤管堵，因此，播煤风开得比较大，一般在2500pa。主要预防措施就是根据锅炉负荷的高低、以给煤量的大小适当调整播煤二次风，选择一个最佳风速，既不冲刷到后水冷壁，也不将给煤机落煤口堵住，煤正好播洒在床面中心位置。这个试验可由点炉前的冷态试验获得，现在的播煤风压一般选取1000pa-1500pa。
通过以上措施，水冷壁磨损情况明显好转，磨损最严重的后水冷壁由原先的连续运行700小时到现在平均连续运行2500小时。
3.3 埋管防磨措施
①埋管上排管子受到给煤颗粒的冲刷磨损，下排管子受到底料的冲刷磨损，最易泄漏的就是这两排管子，对上下两排埋管加装厚度为15mm耐热耐磨钢的防磨护瓦，减少物料对埋管的直接的冲刷。
②锅炉煤仓上输煤破碎过的煤，粒度要小。将循环流化床锅炉底料厚度一般控制在400mm左右，粒度要求0-10mm，粒度超过上限，就会加快埋管的磨损速度。
③加强运行人员的管理，一次风不要给的太大。一次风过大，首先加剧了埋管的磨损；再者，若床料薄容易吹穿，造成流化状态破坏。
3.4 省煤器磨损预防措施
导致磨损的原因有：燃煤含灰量高，飞灰中夹带硬颗粒；烟气流速过高或局部烟速过高；烟气含灰浓度分布不均，局部灰浓度过高。通常采用减少飞灰撞击管子的数量、降低烟气流速或增加管子的抗磨性来防止飞灰磨损：
①控制烟气流速，尤其是烟气走廊处的烟气流速，因此在安装和维修时，应尽量减小省煤器管子与墙之间的距离，同时使各蛇形管间距离要尽量均等。
②对于局部烟气流速过高的地方，应在管子易磨损部位如：弯头处、第二第三排管子、靠后墙的几排管子等地方加装防磨装置。
4 结束语
由于循环流化床锅炉特性决定了受热面必然存在磨损，随着锅爐运行时间加长，锅炉受热面磨损问题越突出。实践表明，通过采取相应的防磨损对策措施，循环流化床锅炉的抗磨性能得以显著提高。该厂在循环流化床锅炉防磨方面做了一些努力与探索，也取得了一定的成效，但还需做得更深、更细，使锅炉运行周期更长。如何在锅炉安全与经济运行之间选择最佳运行工况，有待于在今后的运行过程中，认真总结经验，虚心学习兄弟单位先进经验，不断进行分析、总结，实现循环流化床锅炉安全、经济运行。