循環流化床鍋爐省煤器的磨損原因分析

大唐雞西熱電公司于2002年3月、2002年8月份分別安裝和投運了二臺哈爾濱鍋爐廠生產的HG-420/13.7-YM3型循環流化床鍋爐，其爐膛采用膜式水冷壁結構，爐膛出口布置高溫屏式過熱器，結構緊湊，燃燒效率高、適用煤種廣、負荷調節范圍大等優點，給公司帶來了較好的經濟效益。但是，鍋爐自運行以來，由于受熱面的嚴重磨損，頻頻發生泄漏，給我公司造成極大的損失，特別是省煤器的磨損，雖然每次檢修都作為重點進行檢查和檢修，花費大量的財力、物力和人力，但效果甚微，往往運行二個月或一個月就發生省煤器磨損泄漏，在高峰期有時一個月泄漏兩三次，不得不停爐檢修。

循環流化床鍋爐省煤器的磨損主要原因分析如下。

1、設計結構存在缺陷

循環流化床鍋爐尾部煙道設計存在問題，在省煤器上方存在一轉彎煙道，煙氣在轉彎煙道內流動時灰塵所受下降力是顆粒偏析力和顆粒本身重力之和，下降力要遠大于灰塵顆粒的水平推動力，下降速度較大，因此灰塵顆粒在下降力的作用下，灰塵顆粒在煙道截面上分布呈現不均勻狀態，在速度終端灰塵濃度大，轉變煙道起端灰塵濃度低；另一方面，煙氣在省煤器上方轉彎處，部分灰顆粒碰到煙道墻壁時，瞬時速度為零，部分灰顆粒順墻壁面下流，在流動過程中，由于煙氣的擾流，灰塵顆粒在壁面位置二次飛揚，灰塵濃度較大，雖然循環流化床鍋爐裝有旋風分離器，但分離器未能收集而進入尾部煙道的飛灰濃度仍然很高，達4kg/m3，由于實際運行中分離器效率偏離設計效率，進入尾部煙道的大顆粒也較多，因而造成磨損的強度大，加大了此位置的磨損程度。

2、煙氣流速高

在轉彎煙道處，煙氣流速較高，設計為8.33m/s，在實際運行過程中，運行工況要較設計工況復雜，送風量及引風量要高于設計風量，造成實際煙氣流速要高于設計流速，灰塵顆粒的絕對速度是煙氣垂直速度加顆粒終端速度(重力加速度)，比爐膛內煙氣是上升氣流時的絕對速度要高，根據試驗表明，磨損速率與顆粒速度的n次方成正比，如果煙氣流速與灰塵顆粒速度相等，則n=3，煙氣流速越大，灰塵顆粒要高于煙氣流速，導致省煤器等尾部受熱面的磨損加重。

3、管束設計結構的影響

根據試驗數據，錯列管束第二排的磨損量比第一排磨損量約大2倍，順列的磨損量要小于錯列的磨損量。順列和錯列的管束第一排的局部磨損量基本相似，位于θ=45°～60°之間，而對于錯列管束第二排來說，局部磨損量位于θ=30°～45°之間，顆粒度越大，θ角卻越小。

    因此，該鍋爐省煤器磨損主要是由于設計存在缺陷與煙氣流速高造成的，在每次檢修時發現其煙氣明顯分布不均勻，在轉彎煙道處的省煤器受煙氣沖刷后磨損程度大，而在其流動方向的省煤器磨損程度要輕得多，使省煤器壽命只有2～3年。