循环流化床锅炉是一种高效的清洁煤燃烧技术,它在过去的二十年间得到了快速发展,因其高燃烧效率、广泛的煤种适应性、大负荷调节范围、低氮氧化物排放以及易于脱硫等特性而备受推崇。尽管如此,循环流化床锅炉存在一个关键问题,即磨损问题,这严重影响了其长期经济运行。磨损不仅降低设备寿命,还可能导致运行安全性下降,因此对磨损的控制与处理至关重要。
磨损的概念可以从三个方面理解:磨损的概念是指材料表面由于机械作用或其他物理化学作用导致的物质损失;磨损的主要危害包括设备性能下降、维护成本增加以及可能引发的安全风险;磨损的评价指标通常包括磨损量、磨损率和耐磨性,这些指标用于定量评估磨损的程度和速度。
磨损的产生有多种机理。机理一涉及到颗粒与材料之间的相对运动,如颗粒冲击和摩擦,导致材料表面的物质脱落。机理二可能涉及到化学反应,例如氧化或腐蚀,使材料结构破坏。具体到循环流化床锅炉,水冷壁的磨损主要由高速运动的固体颗粒引起,而耐火耐磨材料的磨损则可能与高温环境下的化学侵蚀和物理冲击有关。
在循环流化床锅炉的不同位置,磨损情况各异。例如,燃烧室的磨损通常更为严重,因为这里是燃料颗粒和高温气流最活跃的区域;旋风分离器由于其高速旋转的颗粒流,也容易遭受严重磨损;此外,烟道和水冷壁的某些特定区域,由于颗粒的撞击和沉积,也会出现显著的磨损现象。
为了应对这些问题,可以采取多种防磨措施。优化燃烧室设计,减少颗粒对壁面的直接冲击;选用耐磨性能优良的材料进行制造或涂层,以增强材料的抗磨损能力;再者,实施合理的运行策略,如调整床温、控制颗粒大小分布,以减缓磨损进程;定期检查和维护,及时发现并修复磨损部位,防止进一步恶化。
对循环流化床锅炉磨损的深入理解和有效控制是提高锅炉运行周期和经济性的关键。通过分析磨损机理、确定磨损部位及原因,并采取相应的防磨措施,可以显著提高锅炉的运行效率和可靠性。这方面的研究对于推动循环流化床技术的进步,实现更环保、更经济的能源利用具有重要的实践意义。