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循環流化床鍋爐爐膛磨損機理與影響要素

1. 循環流化床鍋爐爐膛磨損機理與影響要素

1.1

磨損的概念與辦法在循環流化床鍋爐中大顆粒由于機械效果,或伴有化學或電的效果,物體工作表面材料在相對運動中不斷損耗的現象稱為磨損。根據磨損機理不相同,磨損一般可分為粘著磨損、磨料磨損、腐蝕磨損、觸摸疲憊磨損、沖蝕磨損、微動磨損等。流體或固體顆粒以一定的速度和角度對材料表面進行沖擊所構成的磨損稱為沖蝕(或沖擊磨損)。沖蝕又有兩種底子類型,分別叫做沖刷磨損和碰擊磨損,這兩種磨損的沖刷表面丟掉過程的微觀描摹是徹底不相同的。沖刷磨損是顆粒相對固體表面沖擊角較小,甚至靠近平行。顆粒垂直于固體表面的分速使得它鍥入被沖擊物體,而顆粒與固體表面相切的分速使得它沿固體表面滑動,兩個分速構成2的效果即起一種刨削的效果。假如被沖擊物體經不起這種效果,即被切削掉一小塊,如此通過許多、重復的效果,固體表面將發作磨損。碰擊磨損是指顆粒相對于固體表面沖擊角度較大,或靠近垂直時,以一定的速度碰擊固體表面使其發作細微的塑性變性或顯微裂紋,在長期許多的顆粒重復沖擊下,逐漸使塑性變性層整片墜落而構成的磨損。根據磨損辦法不相同,磨損又可分為兩物體磨損、三物體磨損。在兩物體磨損中,固體依托自身動量碰擊并沖刷壁面。

雖然如今還沒有充沛了解循環流化床鍋爐的磨損機理,但可以猜想物體磨損是構成循環流化床鍋爐磨損的首要緣由三物體磨損可能發作在以下三種情況:顆粒富集以很大的密度沉降、供料足以發作很大的顆粒密度以及在顆粒活動容許范圍內很大顆粒密度在磨損表面附近區域可以存在。

1.2磨損的影響要素

循環流化床鍋爐中煤灰顆粒對鍋爐耐火材料的磨損歸于顆粒流的沖蝕,既有顆粒對爐內耐火材料的碰擊,又有高濃度含灰氣流對材料表面的沖刷。沖擊磨損是指由于顆粒流碰擊或在表面滑動所致使的質量丟掉,在很大程度上取決于顆粒的標準、顆粒的形狀、沖擊速度、沖擊角度、供料量、顆粒的強度及硬度等,下面扼要談論這些要素對材料磨損的影響:

⑴顆粒標準的影響:已有研討結果表明磨損程度受顆粒動能的影響,大顆粒沖擊管壁的磨損才干較大。影響顆粒大小的要素有煤粒大小、石灰石顆粒大小、煤灰富集程度等。

⑵顆粒形狀的影響:通常認為帶有矛頭的顆粒比近似球形的顆粒更具磨蝕3  性,通常認為隨顆粒圓度的增加磨損量減少,可是顆粒的形狀并非計劃人員能控制的。

⑶顆粒碰擊表面可能性系數的影響:對表面有沖擊效果的顆粒份額是抉擇管壁磨損程度的要害要素。顆粒對壁面的沖擊舉動沒有結論,至今仍不能精確度量顆粒的濃度、軌跡及其停留時間。顆粒濃度由爐膛高度及標準、流化速度、固體物料量、顆粒的大小形狀及其均勻度等一同抉擇,這些要素也是彼此制約的。

⑷顆粒硬度的影響:當顆粒硬度比被磨材料的硬度低時,磨損率通常很低;當顆粒硬度靠近或高于被磨材料的硬度時,磨損率會迅速增加;此時顆粒硬度再繼續增加則對磨損影響不明顯。顆粒的硬度由進入床層的煤粒、灰粒、石灰石顆粒等一同抉擇,又隨煤灰組分不相同而改動,可是煤灰組分是很難判定的。對于循環流化床鍋爐,有必要致使留心的是床料在爐內停留一段時間后其表面會生成一膜層,其硬度要大大高于新鮮床料的硬度,因此在循環流化床中,受熱面的磨損將首要取決于床料表面磨層的厚度。

⑸供料量:供料量的增加意味著顆粒濃度的增加,其他條件相同情況下,顆粒濃度增加沖擊管壁的磨損才干隨之變大,循環流化床鍋爐高的循環倍率雖然可以前進燃燒功率,增強傳熱效果,但一同高的循環倍率也抉擇了煙氣中高濃度的固體顆粒和嚴肅的磨損。

⑹沖擊速度:顆粒的流速是在計劃人員所能控制的,如二次風噴嘴、床層橫截面及爐膛出口通向旋風分離器處的顆粒速度等直接由計劃人員控制著。沉降到管壁的顆粒沖擊速度由其自身重力及爐膛高度抉擇,計劃人員可以通過選擇合適的流化速度及顆粒帶著量來控制顆粒的沖擊速度。

⑺沖擊角度:通常沖刷磨損隨沖擊角度的減小而減少,但鍋爐實習工作中的沖擊角度是很難判定的,只要在活動模型中可以控制沖擊角的大小然后減輕對磨損的影響。除上述各影響要素外,磨損程度還與被沖擊表面的質料有關,平等條件下,質料耐磨性能越好,磨損量愈小。此外,磨損程度還受燃料特性、工作參數等的影響。燃料特性是指燃料對受熱面的影響程度可分為無磨損、低磨損、中磨損、高磨損、嚴肅磨損等五個等級對磨損的影響程度由弱到強,工作參數的影響包含

煙氣速度、氣流湍流強度、煙氣溫度及煙氣成分等方面的影響。

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