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宝鸡神腾导流板水冷壁防磨技术原理及方案

     

本页关键词:循环流化床(CFB)锅炉具有高脱硫效率、低NOx排放、高碳燃尽率、长燃料停留时间、强烈的颗粒返混、均匀的床温、燃料适应性广等优点,被公认为是一种最具发展前景的“洁净”煤燃烧技术。

 循环流化床(CFB)锅炉具有高脱硫效率、低NOx排放、高碳燃尽率、长燃料停留时间、强烈的颗粒返混、均匀的床温、燃料适应性广等优点,被公认为是一种最具发展前景的“洁净”煤燃烧技术。随着CFB锅炉燃烧技术的不断发展,CFB锅炉容量也在快速增大,大型化高参数已成为CFB 锅炉发展的主要方向。目前国外已完成600MW级及800MW级的超临界大型CFB锅炉设计,300 MW CFB 锅炉已进入商业化阶段。由于流化床锅炉内的物料成高浓度、 高风速的特 点, 故锅炉部件的磨损比较严重,循环流化锅炉受热面中磨损最严重的部位之一。

流化床锅炉水冷壁的磨损主要集中在三个区域,炉膛下部卫燃带与水冷壁管 过渡区域管壁的磨损;炉膛四周角落区域管壁的磨损;不规则区域管壁的磨损。炉膛下部卫燃带与水冷壁管过渡区域管壁的磨损原因:一是沿炉膛内壁面下流的固体 物料在交界区域产生流动方向的改变 ,因而对水冷壁管产生冲刷 ,对水冷壁管产生磨损 ;另一个原因是在过渡区域内 由于沿壁面下流的固体物料与炉内向上运动的固体物料运动方向相反,在局部产生涡旋流, 对水冷壁管产生磨损 。炉膛四周角落区域管壁的磨损原因是角落区域内壁面向下流动的固体物料密度比较高 ,同时流动状态也受到破坏 。不规则区域管壁(如 温度计、差压计等处穿墙管等 ) 的磨损原因主要是规则管壁对局部的流动特性造成较大的扰动 。

锅炉运行中的烟气流速是影响锅炉水冷壁管磨损最主要的因素。研究表明 ,锅炉水冷壁管磨损量与烟气流速的 3 次方成正比关系。另外煤颗粒大而比均匀、煤矸石颗粒多,及固有的流化床锅炉炉内流动特性的原理。

由循环流化床锅炉炉内流动特性原理图可以看出沿水冷壁流动的飞灰颗粒比较集中加之风速高,上下流动摩擦、碰撞,造成水冷壁管的磨损,特别是相区尤为严重。

当前主要的水冷壁防磨技术:

现在比较常用的水冷壁处理方法有一下几种:

(1)耐磨浇注料的现场浇筑施工:这种处理方法存在的问题是:先在水冷壁管子上焊接锚筋在把耐磨浇注料粉抹在水冷壁上边,由于浇注料有一定的厚度,形成隔热层,使热效率降低。并且浇筑层容易龟裂、脱落。整体使用效果不理想,施工周期长。

(2)耐磨冶金粉末喷涂:此方法要比浇注料的效果好些,但是由于现场施工,实施喷涂作业时喷涂的温度不宜把握均匀,涂层和管道结合不牢固,喷涂层薄,在高温环境下以脱落、起皮,使耐磨效果大幅度下降。

(3)防磨护瓦:由于防磨护瓦直接和水冷壁管焊接,焊接面积大、焊缝较多,并且出现凸台,在高温涡流的作用下,粉尘颗粒对护瓦和管壁的连接处磨损较大,另外护瓦增加管壁厚度,是热效率降低。

(4)熔敷技术:该技术防磨效果好,但是施工工期长、造价过高。

结合以上情况开发了,导流板(梳型板)水冷壁防磨技术

该防磨装置由高铬镍合金横板和竖板板(耐磨、耐高温)根据不同的间距焊接在水冷壁上,在水冷壁壁面上组成不同方格;使涡流切线不直接接触水冷壁,物料的上升和降落不直接摩擦水冷壁管道。改变气流方向。

技术特点:

贴壁流速度显著降低;

贴壁流浓度显著降低。

新技术、新工艺导流板,它的材质是耐热耐磨钢,耐高温达到1250℃,导流板在锅炉内的使用寿命是5至6年,是一种特质铸造件。它的金属混合材质是W.5Cr26Ni10MoMn3NR.mo,抗拉强度≥560Mpa, 3年后会出现个别变形,高温热涨出现个别脱落,停炉后补上即可。

新技术、新工艺导流板,分横板(梳形板)、竖板两种。横板(梳形板)解决面壁流,竖板解决涡流。横板(梳形板)分为连三、连二、连一三种,它的形状取决于水冷壁管子的间距。据我们掌握,Φ60管子为105、100、90、80.5、80五种间距,Φ51管子分为100、80两种间距导流板的横板(梳形板)采取波复式焊法,上点焊、下点焊。热涨缝处理技术焊接中掌握,即掌握导流板平衡技巧;掌握焊接的平面斜度;掌握热涨缝的处理。超出热涨缝范围,焊工用其它材料围缝解决。竖板焊接采用上下垂直,上下角左右和中间处统一点焊为标准。焊接中,焊工应牢记不能出现碰撞管子和拉弧管子(工程结束后管子不能出现任何痕迹)。导流板的孤度卡在管子上,焊接点统一在鳍片上,最上层冲压3mm耐热板(护瓦),它的焊点在导流板上。焊条采用韧性最好的耐热钢A402焊条,焊接点牢固不脱落。

新技术、新工艺水冷壁采用导流板做防磨,必须与纳米修复液配套施工,纳米修复液是一种液体,它的主要功能是补充管子部位磨损,温度适合自然填补凹凸不平面和原受损面,近几年来,我们公司承接的工程中,采用的新技术、新工艺水冷壁加装导流板做防护的锅炉,实践证明,导流板与纳米修复液配套施工,它的防磨效果,三年测厚记录,防护内磨损不超过0.1mm,五年测厚记录,防护内磨损不超过0.15mm。导流板的防磨功能是把固体颗粒物料下冲时导向中心,避开管子,上升的固体颗粒物料和下冲的颗粒物料,但还会产生碰撞点击管子。采用纳米修复液,可以修复补充管子磨损部位。因此必须配套施工,才能呈现出最佳的防磨效果。

导流板防磨技术和其它几种防磨技术的对比

(以240T锅炉为例)

1、和喷涂Ni60对比:涂层和管道结合不牢固,喷涂层薄,在高温环境下以脱落、起皮,使耐磨效果大幅度下降。使用周期一年,锅炉水冷壁全部喷涂费用约在90-100万元左右。导流板防磨使用周期在5年左右,费用约70万左右。

2、和防磨护瓦对比,由于防磨护瓦直接和水冷壁管焊接,焊接面积大、焊缝较多,并且出现凸台,在高温涡流的作用下,粉尘颗粒对护瓦和管壁的连接处磨损较大,另外护瓦增加管壁厚度,是热效率降低。使用周期2年,价格几乎相同。

  从上述分析对比来看,水冷壁防磨使用导流板防磨技术最佳。

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