循环流化床锅炉省煤器的磨损原因分析

大唐鸡西热电公司于2002年3月、2002年8月份分别安装和投运了二台哈尔滨锅炉厂生产的HG-420/13.7-YM3型循环流化床锅炉，其炉膛采用膜式水冷壁结构，炉膛出口布置高温屏式过热器，结构紧凑，燃烧效率高、适用煤种广、负荷调节范围大等优点，给公司带来了较好的经济效益。但是，锅炉自运行以来，由于受热面的严重磨损，频频发生泄漏，给我公司造成极大的损失，特别是省煤器的磨损，虽然每次检修都作为重点进行检查和检修，花费大量的财力、物力和人力，但效果甚微，往往运行二个月或一个月就发生省煤器磨损泄漏，在高峰期有时一个月泄漏两三次，不得不停炉检修。

循环流化床锅炉省煤器的磨损主要原因分析如下。

1、设计结构存在缺陷

循环流化床锅炉尾部烟道设计存在问题，在省煤器上方存在一转弯烟道，烟气在转弯烟道内流动时灰尘所受下降力是颗粒偏析力和颗粒本身重力之和，下降力要远大于灰尘颗粒的水平推动力，下降速度较大，因此灰尘颗粒在下降力的作用下，灰尘颗粒在烟道截面上分布呈现不均匀状态，在速度终端灰尘浓度大，转变烟道起端灰尘浓度低；另一方面，烟气在省煤器上方转弯处，部分灰颗粒碰到烟道墙壁时，瞬时速度为零，部分灰颗粒顺墙壁面下流，在流动过程中，由于烟气的扰流，灰尘颗粒在壁面位置二次飞扬，灰尘浓度较大，虽然循环流化床锅炉装有旋风分离器，但分离器未能收集而进入尾部烟道的飞灰浓度仍然很高，达4kg/m3，由于实际运行中分离器效率偏离设计效率，进入尾部烟道的大颗粒也较多，因而造成磨损的强度大，加大了此位置的磨损程度。

2、烟气流速高

在转弯烟道处，烟气流速较高，设计为8.33m/s，在实际运行过程中，运行工况要较设计工况复杂，送风量及引风量要高于设计风量，造成实际烟气流速要高于设计流速，灰尘颗粒的绝对速度是烟气垂直速度加颗粒终端速度(重力加速度)，比炉膛内烟气是上升气流时的绝对速度要高，根据试验表明，磨损速率与颗粒速度的n次方成正比，如果烟气流速与灰尘颗粒速度相等，则n=3，烟气流速越大，灰尘颗粒要高于烟气流速，导致省煤器等尾部受热面的磨损加重。

3、管束设计结构的影响

根据试验数据，错列管束第二排的磨损量比第一排磨损量约大2倍，顺列的磨损量要小于错列的磨损量。顺列和错列的管束第一排的局部磨损量基本相似，位于θ=45°～60°之间，而对于错列管束第二排来说，局部磨损量位于θ=30°～45°之间，颗粒度越大，θ角却越小。

    因此，该锅炉省煤器磨损主要是由于设计存在缺陷与烟气流速高造成的，在每次检修时发现其烟气明显分布不均匀，在转弯烟道处的省煤器受烟气冲刷后磨损程度大，而在其流动方向的省煤器磨损程度要轻得多，使省煤器寿命只有2～3年。