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省煤器设备磨损的主要原因分析及解决方法

2015-10-9    来源:www.sddeysjx.com    作者:永顺机械  阅读:次  【打印此页】

根据流化床锅炉受热面的磨损的机理及结构,此循环流化床锅炉省煤器的磨损主要原因分析如下。
    2.3.1 设计结构存在缺陷
    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。
    2.3.2 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。
    2.3.3 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。
    3 解决方案
    从以上分析可知,要降低尾部烟道受热面的磨损量,要从以下几个方面着手:一是降低尾部烟气流速;二是使烟气气流均匀分布,降低速度场和飞灰浓度场的不均匀性,采取以下方案。
    3.1 均布气流
    在转弯烟道处增加均流装置,使烟气在此处流动方向发生变化,由斜方向流动经均流板后改变为垂直省煤器流动,使尾部烟道处灰尘颗粒分布均匀:这是由于在转弯烟道安装均流装置,把烟气流经均流板由一股均匀分布为几股,灰尘颗粒在流动过程碰到均流板后,瞬时速度变为零,顺每块均流板流下,在均流板下方由于烟气流的扰动,顺均流板流下的灰尘颗粒被烟气流带动引起二次飞扬,由于灰尘颗粒是分几股流下,在灰尘飞扬过程灰尘颗粒在省煤器上被均匀分布,避免局部灰尘浓度过高,增加了磨损量。
    3.2 安装假管
   在上组省煤器管束上方加二排假管,采用错列布置,排列方式和省煤器排列方式一样。根据以上分析,错列管排的第二排要比第一排的磨损量要大一倍,增加两排假管束,使烟气流在经过假管时,使对省煤器管的磨损转为对假管的磨损,而且由于两排假管起到均布烟气流的作用,并增加了阻力,降低了烟气流在省煤器上方的速度,大大降低了省煤器管的磨损程度。
    2004年6月份对一台循环流化床锅炉进行了改造后并运行,2004年11月份停炉检查,经过近5个月的运行省煤器管磨损程度大大减轻,省煤器再没有发生泄漏,延长了设备的使用寿命,提高了经济效益。
    4 结论和建议
    尾部受热面发生磨损泄漏,不得不停炉检修,一方面对设备本身造成损害,缩短了设备使用寿命,使省煤器平均使用寿命只有2~3年左右;另一方面设备频繁启动,给锅炉本身各个设备造成损害,缩短了锅炉的使用寿命。在对循环流化床锅炉尾部受热面的磨损根据设备实际情况,经过从理论上和结构上进行科学的分析,根据其磨损原因,采取可行的措施对锅炉受热面进行防磨改造,可大大延长设备的使用寿命,提高设备的运行周期,保证了设备运行的经济性、安全性和稳定性,相对降低了设备投入和生产成本,提高了经济效益。但这对一般用户来说,相对增加了设备技术改造的难度,科研单位、设备制造和生产厂家应从理论上及设备运行经验中汲取教训,对设备存在的缺陷进行科学的分析,从根本上消除或减轻,增强设备运行的安全性、经济性,从而全面降低在使用过程中的二次投入,避免资金浪费。

东阿永顺机械制造有限公司专业生产锅炉辅机,锅炉配件
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