循环流化床格栅防磨技术在330MW循环流化床锅炉的防磨应用

　　本文研究的某电厂的两台CFB锅炉为东方锅炉有限公司生产的循环流化床锅炉。该锅炉采用循环流化床燃烧方式，高温分离物料，固态排渣，干式输灰，自然循环，平衡通风。锅炉前墙配备十二片屏式过热器管屏和六片屏式再热器管屏，后墙配备两片水冷蒸发屏和十五片膜式小蒸发屏。锅炉采用前墙给煤的布置方式，后墙与尾部竖井之间装备返料系统，后墙有4台冷渣器，每台锅炉配套三路石灰石给料系统。锅炉的主要参数如下表。

　　锅炉磨损分析

　　磨损机理

　　CFB锅炉水冷壁磨损机理一般分为三种：

　　(1)贴壁磨损：沿四壁下落的物料颗粒对管壁的磨损，其磨损量较小。其中有下落过程中遇到到耐火材料与水冷壁的交界台阶位置、遇到穿墙位置、遇到变形位置等情况，只要不形成大的涡流，其磨损量均较小。

　　(2)冲击磨损：在风的作用下，上行的物料根据分离器的出口情况，产生的侧向磨损，其磨损量较大。

　　(3)旋流磨损：沿四壁下流的物料颗粒与上升的物料颗粒之间形成旋流，对水冷壁管产生旋流磨损，包括与相关突出位置的方向改变，其磨损量较大。

　　如果物料颗粒度小且均匀，则磨损量小，如果颗粒度大，磨损会比较严重。

　　磨损位置及现象

　　CFB锅炉水冷壁常规磨损区域主要集中在炉膛耐火材料交界处的水冷壁管、炉膛四角水冷壁管以及后墙烟窗。本文研究分析的锅炉磨损位置发生了较大变化，两台炉均在前墙水冷壁的稀相区至顶棚区域发生大面积的切削磨损，其中1#锅炉的磨损程度大于2#锅炉(下文均以1#锅炉举例)。炉左侧的磨损程度远大于炉右侧。炉内前墙密相区、后墙及左右侧墙水冷壁磨损轻微属常规磨损区本文不再详述。

　　磨损原因分析

　　下面从锅炉运行调整方式发生变化、锅炉设计构造的影响，锅炉设备构造改变三个方面分析磨损的成因，因为磨损程度不同，所以从两台炉的共性和非共性方面进行分析，非共性主要是锅炉设备构造改变方面存在。

　　解决方案

　　采用我们武汉永平科技首先推出了主动式导热型格栅防磨技术。该技术区别于以往的被动式增厚防磨技术，它是在水冷壁表面沿水平方向和垂直方向，装设合金格栅板形成网格式格栅，降低水冷壁表面的物料颗粒速度，阻断贴壁流的形成，并疏导水冷壁表面物料的流动循环，优化表面流场消除局部涡流。施工方案根据不同锅炉磨损特点而设计，对循环流化床锅炉炉内磨损能起到标本兼治的作用。保证锅炉在高负荷下长周期运行，并增加锅炉的燃料适应性(如加大矸石等掺烧比例)。

　　围绕该技术，我们先后完善了相应的格栅板材料攻克，格栅板结构设计及优化，格栅铺设的理论参考公式，不同工况煤种条件下的测算系数等，并最终形成了现在非常成熟的导热型格栅防磨技术，围绕该技术我公司目前已经获得了14项相关国家专利，其中核心技术专利号：ZL 2014 1 0300048.4 ，ZL 2014 2 0350767.2 , ZL 2014 1 0300145.3 , ZL 2019 2 1607213.5。

　　导热型格栅防磨技术，彻底解决了长期困扰燃煤热电行业的CFB锅炉水冷壁易磨损泄漏这一世界性难题。使锅炉检修周期较原有防磨技术延长5倍以上，从原来的连续运行不足4000个小时延长到20000小时以上。节能降耗的同时极大提高了CFB锅炉的安全性和经济性。