[实用新型]循环流化床锅炉垂直水冷壁管防磨损装置

说明书

所属技术领域：

本实用新型涉及一种循环流化床锅炉的垂直水冷壁管防磨损技术，特别是循环流化床锅炉垂直水冷壁管防磨损装置。

背景技术：

目前，循环流化床锅炉（CFB锅炉）技术是一项高效低污染清洁燃煤技术，CFB锅炉垂直水冷壁（管排）是锅炉重要的受热面，高几十米，水平矩形截面周长几十米，是保证CFB锅炉全高效运行的重要部件。CFB锅炉在运行中，炉膛内产生自上而下的大流量的紧贴垂直水冷壁管排表面及管间鳍片的贴壁灰流，冲刷着垂直水冷壁管排表面及管间鳍片。理论和实践证明，自上而下的大流量的贴壁灰流碰到凸起物时会产生涡流而增大磨损，垂直水冷壁管排表面及管间鳍片存在的凸起物甚至是不足1mm的凸起都会造成严重磨损。所以必须采取有效措施对垂直水冷壁管排表面进行防磨处理。多年来CFB锅炉实际运行也证实了这些区域磨损严重，水冷壁泄漏频繁；磨损缩短了CFB炉连续运行周期，增大了运行维护费用，降低了机组利用率，还限制了CFB锅炉的一些优点的发挥；磨损已成为CFB锅炉长周期运行中一个亟待解决的问题；成为影响CFB锅炉长期安全运行的最大制约因素。为解决这一问题，人们并采用了一些防止磨损的方法，如喷涂、堆焊、防磨梁及外涂耐磨浇注料等，但喷涂、堆焊、弧形瓦防磨等只使CFB锅炉内水冷壁经受1-1.5年的运行磨损；耐磨浇注料耐磨持续时间虽然可达到3-5年，但其导热系数太小不适宜在锅炉内大面积推广，均不能彻底解决CFB锅炉水冷壁耐磨的问题。

实用新型内容：

本实用新型目的是提供一种循环流化床锅炉垂直水冷壁管防磨损装置，根据炉内物料流体特点，利用流体力学进行防磨损，实现持久防磨，解决背景技术中存在的上述问题。

本实用新型的技术方案是：循环流化床锅炉垂直水冷壁管防磨损装置包含锅炉水冷壁、防磨风道、平行风喷嘴，锅炉水冷壁垂直布置，在锅炉水冷壁内设有防磨风道，防磨风道靠近锅炉水冷壁，水平布置，在防磨风道上设有平行风喷嘴。

平行风喷嘴的数量是任意的，根据锅炉的参数确定，若干个平行风喷嘴均匀设置在防磨风道上，平行风喷嘴的喷吹方向垂直向下。

本实用新型的有益效果是：本实用新型彻底改变了以往传统的对水冷壁的防磨观念，利用了循环流化床锅炉独具的物料流体特性，引入了流体力学原理，可实现循环流化床锅炉持久防磨，避免了重复性防磨工作，大大提高了循环流化床锅炉的持续运转周期，解决了循环流化床锅炉应用与发展的致命问题。

附图说明：

附图1是循环流化床锅炉的结构示意图；

附图2是本实用新型实施例结构示意图。

图中：锅炉水冷壁1、防磨风道2、平行风喷嘴3、物料4、锅炉贴壁灰流两侧a、锅炉贴壁灰流中部b、锅炉内侧区域c。

具体实施方式：

以下结合附图，通过实施例对本实用新型作进一步说明。

在实施例中，循环流化床锅炉垂直水冷壁管防磨损装置包含锅炉水冷壁1、防磨风道2、平行风喷嘴3，锅炉水冷壁垂直布置，在锅炉水冷壁内设有防磨风道，防磨风道靠近锅炉水冷壁，水平布置，在防磨风道上设有平行风喷嘴。平行风喷嘴的数量是任意的，根据锅炉的参数确定，若干个平行风喷嘴均匀设置在防磨风道上，平行风喷嘴的喷吹方向垂直向下。

本实用新型的工作原理：CFB锅炉的一次风由等压风室向上经布风板流动流过物料床层时，其运行状态是变化的。流速较低时，物料静止不动，流体只在颗粒之间的缝隙中通过。当流速增加到某一速度之后，颗粒不再由布风板所支持，而全部由流体的摩擦力所承托。此时对于单个颗粒来讲，它不再依靠与其他邻近颗粒的接触面维持它的空间位置。相反地，在失去了以前的机械支承后，每个物料颗粒可在床层中自由运动；就整个床层面言，具有了流体的性质。这种状态就被称为流态化。CFB锅炉燃烧中在炉膛内产生的大量的高温细小固体物料（粒径约在0.6-0.3mm），形成紧贴垂直水冷壁管排表面及管间鳍片自上而下的贴壁灰流，由稀相区向密相区运动。在CFB锅炉中，自上而下紧贴垂直水冷壁管排表面下流的贴壁灰在向下流动中开始阶段可看作自由落体运动，速度逐渐增大，后阶段反之速度逐渐减小，到下部的密相区后又被上升气流带到炉堂上部。也就是在锅炉炉膛稀、密交界处即在浇注料过渡区、喷涂层边缘处，贴壁灰向下的速度变为零后受炉膛一次流化风空气场作用转向上流动，此处贴壁灰对水冷壁的破坏力最大。本实用新型彻底改变以往传统的对水冷壁一味遮、挡方法。如在水冷壁上喷涂、堆焊、弧形瓦、耐火耐磨可塑料均是对水冷壁的遮挡防护，其方法措施持续时间短、重复性高，新防磨技术改变以往观念而是利用炉膛贴壁灰具有的流体性质，在贴壁灰的横截面厚度和炉膛高度的合理位置加入向下的平行风。喷嘴深入长度、安装位置高度及平行风强度与燃料煤性质、颗粒度、锅炉炉膛结构有关，实现在贴壁灰自上向下流动的减速阶段加入向下的平行风，加速锅炉贴壁灰流中部流动速度，即增加了b区灰流的动能，从而由伯努力方程可知减小了锅炉贴壁灰中部b区灰流与两侧a区与c区灰流的压强，而锅炉内侧c区灰流质量远大于贴近水冷壁a区灰流质量，结果贴近水冷壁a区灰流向下流动过程中会离开水冷壁而贴近c区灰流流动，实现水冷壁的防磨，灰流到达密相区后受一次流化风空气场作用转向上流动实现锅炉物料内循环。