丰链cfb锅炉水冷壁防磨数智化

丰智链水冷壁格栅防磨经纬结构和金属喷涂防磨技术有什么区别

Fri, 12 Nov 2021 11:47:35 +0800

丰智链水冷壁格栅防磨、经纬防磨板结构和喷涂防磨都是一种循环流化床锅炉水冷壁防磨技术，循环流化床锅炉又被称为cfb锅炉，该锅炉目在全世界国火电行业应用比较广泛。但是循环流化床锅炉水冷壁在实际运行中容易磨损，一旦磨损严重就会导致水冷壁泄露爆管，危害性极大。

为了解决循环流化床锅炉水冷壁磨损问题，许多水冷壁防磨技术就随之诞生。

比如丰智链水冷壁格栅防磨经纬结构和喷涂防磨就两种循环流化床锅炉水冷壁防磨技术，那么丰智链水冷壁格栅防磨经纬结构和喷涂防磨技术有什么区别?

首先我们要了解这两种水冷壁防磨技术的原理，喷涂防磨分很多种。

热喷涂按热源不同，分为火焰喷涂、电弧热喷涂、等离子喷涂等循环流化床锅炉常用的主要是电弧喷涂和火焰喷涂。

电弧喷涂利用燃烧于两根连续并进的金属丝之间的电弧熔化金属，用高速气流把熔化的金属雾化,并对雾化的金属粒子加速，使其喷向经过预处理的机体表面形成涂层。

超音速火焰喷涂是将要喷涂的材料以粉末状输送给喷涂枪,在氧燃气焰中将其加热到塑性或熔化状态，并利用膨胀燃气流射到经预处理的基体表面上。

丰智链水冷壁格栅防磨经纬结构是通过在水冷壁表面沿水平方向和垂直方向，装设合金格栅板形成网格式格栅，降低水冷壁表面的物料颗粒速度，阻断贴壁流的形成，并疏导水冷壁表面物料的流动循环，优化表面流场消除局部涡流。施工方案根据不同锅炉磨损特点而设计，对循环流化床锅炉炉内磨损能起到标本兼治的作用。保证锅炉在高负荷下长周期运行，并增加锅炉的燃料适应性(如加大矸石等掺烧比例)。

两种防磨技术对比，不管是哪种形式的喷涂防磨都是被动式防磨，防磨周期短，大约需要1年左右重新喷涂一次。丰智链水冷壁格栅防磨经纬结构是主动式水冷壁防磨技术，防磨彻底，可以彻底解决循环流化床锅炉水冷壁磨损问题，防磨周期久，一次施工安装一劳永逸，可以长周期保证锅炉的安全性和经济性。

水冷壁格栅防磨和喷涂防磨技术有什么不同

Wed, 08 Sep 2021 20:02:12 +0800

格栅防磨和喷涂防磨都是一种循环流化床锅炉水冷壁防磨技术，循环流化床锅炉又被称为cfb锅炉，该锅炉目在全世界国火电行业应用比较广泛。但是循环流化床锅炉水冷壁在实际运行中容易磨损，一旦磨损严重就会导致水冷壁泄露爆管，危害性极大。

为了解决循环流化床锅炉水冷壁磨损问题，许多水冷壁防磨技术就随之诞生。比如格栅防磨和喷涂防磨就两种循环流化床锅炉水冷壁防磨技术，那么水冷壁丰链格栅防磨和喷涂防磨技术有什么不同？

首先我们要了解这两种水冷壁防磨技术的原理，喷涂防磨分很多种。热喷涂按热源不同，分为火焰喷涂、电弧热喷涂、等离子喷涂等循环流化床锅炉常用的主要是电弧喷涂和火焰喷涂。电弧喷涂利用燃烧于两根连续并进的金属丝之间的电弧熔化金属，用高速气流把熔化的金属雾化，并对雾化的金属粒子加速，使其喷向经过预处理的机体表面形成涂层。超音速火焰喷涂是将要喷涂的材料以粉末状输送给喷涂枪，在氧燃气焰中将其加热到塑性或熔化状态，并利用膨胀燃气流射到经预处理的基体表面上。

格栅防磨技术是通过在水冷壁表面沿水平方向和垂直方向，装设丰链合金格栅板形成网格式格栅，降低水冷壁表面的物料颗粒速度，阻断贴壁流的形成，并疏导水冷壁表面物料的流动循环，优化表面流场消除局部涡流。丰链格栅防磨经纬结构施工方案根据不同锅炉磨损特点而设计，对循环流化床锅炉炉内磨损能起到标本兼治的作用。保证锅炉在高负荷下长周期运行，并增加锅炉的燃料适应性(如加大矸石等掺烧比例)。

两种防磨技术对比，不管是哪种形式的喷涂防磨都是被动式防磨，防磨周期短，大约需要1年左右重新喷涂一次。丰链格栅防磨是主动式水冷壁防磨技术，防磨彻底，可以彻底解决循环流化床锅炉水冷壁磨损问题，防磨周期久，一次施工安装一劳永逸，可以长周期保证锅炉的安全性和经济性。

CFB流化床锅炉水冷壁防磨导流板数智化技术

Thu, 12 Aug 2021 10:47:26 +0800

首先说下火电厂的节流调节现象，节流调节现象是火电厂常见的运行方式。对于火力发电厂来说，整个发电系统包含多种设备，由于不同环节的运行，这些设备经常出现不同程度的老化现象，不仅增加了整发电过程的能耗，在严重情况下，还会制约整个发电工作的正常秩序，给发电厂的经济效益带来不必要的损失。事实上，更适合小节流调节的设备容量的数量，当任何遵守的最大额定负载的任何一项中的一个设备单元，剩下的数目会随之相应地增加，减少单元的数量。根据弗留格尔定力，节流调节能力得以发展应用的前提是机组中的级数至少为三级，同时，当发电技术设备管理工作环境状况不发生变化时，通过分析不同机组的流量值是相等的，在发生变化时，系统设计能够有效保持恒定的工作模式。

由此回到丰链科技智慧防磨研究院一直研制的流化床锅炉水冷壁防磨问题，循环流化床锅炉水冷壁磨损主要造成水冷壁管泄露而引起锅炉非停，锅炉水冷壁爆管处理费工费时严重影响锅炉运行效能，床料需要被清理，重新加入新的床料，点火启动等，需要付出巨大的人力、物力、财力，是火电企业尤其头疼的问题。很多电厂已经开始认识到水冷壁防磨的重要性，循环流化床锅炉水冷壁防磨是否得当，直接影响着电厂循环流化床锅炉机组的安全性和稳定性。

循环流化床锅炉水冷壁磨损主要原因是因为锅炉运行时炉膛存在着高速运动的物料颗粒不断的对水冷壁进行冲刷和切削，最终导致水冷壁磨损、泄露、爆管。

影响循环流化床锅炉水冷壁磨损的主要因素有：烟气流速度、烟气颗粒浓度、物料硬度。

目前主流的循环流化床锅炉水冷壁防磨技术有陶瓷喷涂、金属熔敷、传统防磨梁、以及类似经纬、格栅、网格、网帘、梳形防磨板等形式的导流板防磨技术。丰链科技二十一世纪初就在研制铸造耐磨合金产品的基础上，以防磨梁类此及彼研制流化床锅炉水冷壁防磨的导流板防磨，依据十余年大量的防磨实践一手资料，对防磨材料、导流板结构以及施工工艺，进行七代四十余小节的优化改进，持续专利三十余项，“一直被模仿从未被超越”是我们引以为傲的标签。在2019年，丰链科技借鉴CFD数学模型仿真流化床锅炉流场运行，累积丰链技术团队十余年防磨实践经验，人工智能学习防磨大数据，自动形成“丰智链”部署立体格，为施工方案提供优化依据。

让防磨更智能，让电厂更智慧，是丰链科技的使命。

锅炉采用格栅防磨数智化技术有什么用？

Wed, 14 Jul 2021 17:53:55 +0800

锅炉格栅防磨数智化技术作用：

格栅导流板是微合金化铸造，更耐高温，耐高温下腐蚀

板型结构适合流化床流场，序列化稳流效果好

拼接结构错搭设计，接触面平滑不引起新的凹凸磨损

多元感知多维融合防磨技术加持，锅炉运行大数据智慧防磨支撑

主动动式导热型格栅防磨技术，区别于以往的被动式增厚防磨技术，它是在水冷壁表面沿水平方向和垂直方向，装设合金格栅板形成网格式格栅，降低水冷壁表面的物料颗粒速度，阻断贴壁流的形成，并疏导水冷壁表面物料的流动循环，优化表面流场消除局部涡流。

施工方案根据不同锅炉磨损特点而设计，对循环流化床锅炉炉内磨损能起到标本兼治的作用。保证锅炉在高负荷下长周期运行，并增加锅炉的燃料适应性(如加大矸石等掺烧比例)。

丰链防磨讲堂：循环流化床锅炉运行磨损的治理探讨

Tue, 25 May 2021 14:21:13 +0800

经过对运行调整及磨损机理的肤浅分析，我们知道在水冷壁系统及尾部受热面，气、固两种物质运动方向一旦和管子中心线形成了夹角，磨损就十分严重，所以说炉膛受热面上的任何部位绝对不能影响物料循环的杂物，一些不太主要的测温、测压元件尽量减少，能取消的尽量取消，能改变位置的一定要改变位置，确保水冷壁受热平整、光滑。

省煤器管和过热器管在迎风侧的右35°～50°o和左310°～325°（也就是第一象限和第四象限）磨损严重，其他的角度区磨损就非常小。

在弯头处和边排管束处只要有烟气走廊存在，磨损也非常严重，所以一定要消灭烟气走廊。

关于均匀磨损是循环流化床锅炉固有的特性，是无法抗拒的事实，怎么样治理好局部磨损是确保该炉型安全经济运行的关键所在，也是防磨工作的核心任务和头等大事。

就目前投放市场运行的循环流化床锅炉，不论出力多少，压力等级多高；也不论是床上和床下点火以及有、无惯性分离的炉型，其在密相区的末端、水冷壁管和流化床上的混凝土接合处均有较严重的局部磨损，主要原因就是沿水冷壁管及鳍片下滑的物料碰到突出的混凝土时，使物料改变了原来的运动方向，已改变了运动方向的循环物料就会四处飞溅，这时四处飞溅的物料就与水冷壁管中心线形成了一个夹角，这个夹角的大小视碰到异物的大小和碰到异物时的角度而定。

由于飞溅的物料是呈360度全方位的，飞溅到炉膛部分的180度不会对受热面产生任何磨损，而另外的180度物料飞溅后反弹到受热面管上就会冲刷水冷壁，飞溅的物料就在该处产生了局部磨损，从磨损后留下的迹象分析得知，碰到的异物越大，飞溅物料量越大，磨损量也就越严重，这就证明了飞溅物是产生磨损的主要因素。

现在有些锅炉生产厂家在制造中对该部分采取了喷涂处理，应该讲在磨损严重处进行喷涂处理是目前防止磨损最好的一个办法，也是治理该处磨损的最佳途径，所以美国福斯特惠乐公司水冷壁管采用复合材料。

但目前就从技术、材料方面讲喷涂存在着一些弊端，如采取喷涂，一不影响受热面积，二不影响带负荷，但是经过运行一段时间后，喷涂的地方和未进行喷涂的地方结合处产生了磨损怎么办？喷涂的质量不好脱落了怎么办？只好再去喷涂。

可目前对喷涂技术、施喷人员的素质、以及喷涂材料质量等都不算太过关，喷涂办法虽好，但现场很难收到理想的效果，所以理论和实践是有一定差距的。

如在喷涂后的磨损处再采取堆焊，由于该处的材质不同又无法进行，所以不易采用本办法（如本企业有喷涂材料和施喷人员，采用此办法是最为合适的）。

处理该处的磨损，比较简单的办法就是用同材质的焊条经烘干后，由合格的高压焊工在有磨损处进行堆焊补平，每次停炉都进行检查如有磨损就进行处理，既节省时间，又节省费用，堆焊后的焊道高于母材也不要紧，运行一段时间后就会自然磨的很平，而决不会产生在磨焊道的同时磨损水冷壁管。

如在喷涂后的地方堆焊有难度时，可采用一种Sic防磨异行砖将局部磨损点移开，在易堆焊处挂上这种瓦，实在没有办法又没有防磨异形砖，也可以在水冷壁上焊轧钉后再打70×70mm耐磨混凝土，将由于喷涂产生的局部磨损保护起来，这种办法经过近十年来的运行实践检验效果也较好。

这是没有办法的办法，是被迫采取的缓和之计，是违背磨损机理的临时防磨措施。

如果水冷壁管的避让弯处耐磨混凝土做的非常平滑，又没有凸出的地方完全不用进行喷涂，如果不进行喷涂，也就不会产生局部磨损，许多厂该处没进行喷涂也运行了许多年没出问题。所以说在该处进行喷涂是多此一举，是解心疑，是画蛇添足，结果是事与原违。

如果已产生了局部磨损，打圈梁和褂防磨砖引开的距离不易太远，约在磨损处的上方100～200mm为宜，如太远起不到保护磨损处的作用。现新生产的炉型在密相区上方都有一个避让弯管，密相区的防磨浇注料做完后一定不许超过膜式水冷壁的鳍片，最好负于10—12mm 而且要非常平滑，使下滑的物料保证落在密相区防磨浇注料下方的180—200mm处，严防下滑的物料二次飞溅到避让弯管的下方，造成新的磨损点，许多厂就吃过这个亏，经长时间的运行循环物料会对避让弯下方的混凝土产生磨损时，借停炉机会再补上混凝土即可。

凡是出厂有避让弯管的炉子，建议最好不在该处进行喷涂，可要求锅炉厂将避让弯管向上做高一些即可。

循环流化床锅炉由于生产厂家不同，所采取的循环倍率、分离方式及返料温度也不同。

我们以济南锅炉厂生产的循环流化床为例，该炉采用了两套同样形式、同等尺寸的中置式高温旋风分离装置，即两个旋风分离系统和两个“U”型返料器。在这来年感个循环分离器的入口处，由于气、固两种物质的流动方向均变了90°

只是炉子大小不同，出口尺寸不同，各处的曲率半径也有差异），对水冷壁管的迎风侧均产生了较重的磨损。

特别是旋风分离器入口的耐火耐磨材料和烟气冲刷的靶区，由于速度较高曾造成过多次旋风筒顶的磨损严重，停炉检修和重换旋风筒顶及冲刷靶区的事故，严重地影响了锅炉安全运行。

由于两个旋风筒顶的磨损面积较大，我们这次在磨损较重处挂上了两道金属防磨异形梁，梁的下面凸出旋风筒顶下部混凝土10～15mm，这样就有效地保护了旋风筒顶和水平烟道的顶，对防磨起到了积极的作用。对两个旋风筒的入口靶区采用耐磨砖，有效地遏止该处的磨损。经过半年多的运行检验，该处几乎不见磨损。

498炉型旋风筒采取的是蜗壳形式，不但能增加分离效率，而且能减缓该部位的磨损，是一个比较好的设计选型。

关于过热器和省煤器的防磨工作，主要分析产生磨损的机理及原因，掌握磨损的较重部位，从而采取相应的措施。

例如在穿墙管的上边和弯头处，由于磨损均在迎风侧的两边，在上面全部采取护板和加防磨罩的办法就可以了。

如新炉子安装还可在每级省煤器的上方和两头全部增加防磨罩，过热器前部的左右侧将砌炉的耐火砖向炉内伸出100～120mm，可以阻断烟气走廊的形成。

在立式过热器管防磨罩上的后面多焊几道拉筋（约300～400mm一道），防止护瓦受热后变形。在焊防磨管和罩时应特别注重工艺、不许施焊管子上，严防焊肉咬坏管材，在焊防磨罩时还应考虑到膨胀间隙。应该讲在循环流化床锅炉的防磨治理工作中是百花齐放的，其目的只有一个就是治理好磨损，就是确保炉子有一个更长的安全经济运行周期。

丰链防磨讲堂：循环流化床锅炉运行中的磨损问题分析

Tue, 25 May 2021 14:12:21 +0800

1，循环流化床锅炉中的磨损问题

由于循环流化床锅炉炉内灰浓度高，通常为煤粉炉的几十倍、几百倍，甚至上千倍，因此循环流化床锅炉的磨损要比其他类型锅炉严重得多，受热面和耐火材料的防磨问题应特别重视。

磨损问题解决得如何，直接关系到循环流化床锅炉设计的成败，也直接影响循环流化床锅炉机组的可利用率。

2，磨损的概念与形式

由于机械作用，间或伴有化学或电的作用，物体工作表面材料在相对运动中不断损耗的现象称为磨损。

根据磨损机理的不同，磨损一般可分为粘着磨损、磨料磨损、腐蚀磨损、接触疲劳磨损、冲蚀磨损、微动磨损等。

流体或固体颗粒以一定的速度和角度对材料表面进行冲击所造成的磨损称为冲蚀（或冲击磨损）。

冲蚀又有两种基本类型，分别叫做冲刷磨损和撞击磨损，这两种磨损的冲刷表面流失过程的微观形貌是完全不同的。

冲刷磨损是颗粒相对固体表面冲击角较小，甚至接近平行。

颗粒垂直于固体表面的分速使得它锲入被冲击物体，而颗粒与固体表面相切的分速使得它沿固体表面滑动，两个分速合成的效果即起一种刨削的作用。

如果被冲击物体经不起这种作用，即被切削掉一小块，如此经过大量、反复的作用，固体表面将产生磨损。

撞击磨损是指颗粒相对于固体表面冲击角较大，或接近垂直时，以一定的速度撞击固体表面使其产生微小的塑性变性显微裂纹，在长期大量的颗粒反复冲击下，逐渐使塑性变形层整片脱落而形成的磨损。

根据磨损方式不同，磨损又可分为两物体磨损、三物体磨损。

在两物体磨损中，固体依靠自身动量撞击并冲刷壁面。

在三物体磨损中，沿壁面运动的固体粒子受到粒子团的冲击，而粒子团则利用前者作为磨损介质来磨损受热面。

虽然现在还没有充分理解循环流化床锅炉的磨损机理，但可以预测三物体磨损是造成循环流化床锅炉磨损的主要原因。

三物体磨损可能发生在以下三种情况：颗粒富集以很大的密度沉降、供料足以产生很大的颗粒密度以及在颗粒流动容许范围内很大颗粒密度在磨损表面附近区域可以存在。

3，磨损的影响因素

循环流化床锅炉中煤灰颗粒对锅炉材料的磨损属于颗粒流的冲蚀，既有颗粒对炉内材料的撞击，又有高浓度含灰气流对材料的冲刷。

循环流化床锅炉材料的磨损很大程度上取决于颗粒的尺寸、颗粒的形状、冲击速度、冲击角度、供料量、颗粒的强度及硬度等。

另外磨损程度还与被冲击表面的材质有关，还受燃料特性、运行参数等的影响。

循环流化床锅炉导流板防磨隔板技术与防磨梁技术比较研究

Wed, 30 Dec 2020 18:42:36 +0800

1、循环流化床锅炉简介

循环流化床(Circulating Fluidized Bed，CFB)锅炉是目前较为成熟的洁净煤技术，具有燃料适应性广、运行特性好、环保性能强等优点，在国内矸石发电、有色冶金、氯碱化工、造纸纺织等行业中广泛使用，成为了电力和蒸汽供应的重要解决方案。在循环流化床锅炉快速发展的同时，其也暴露出一些问题，特别是锅炉厂在进行设计时对国内煤种和运行条件考虑不足，部分循环流化床锅炉炉内磨损严重、连续运行时间短。

2、磨损发生的机理

循环流化床锅炉水冷壁磨损由其运行机理所致，在炉内“环-核”流动结构影响下，中心气流向上运动，四周贴壁流向下流动。在贴壁流向下流动的过程中，速度不断增大，水冷壁因长期受到冲刷而磨损严重。

一般认为灰对管壁的磨损速率与其速度、灰浓度及灰粒度存在公式的关系：

式中：E──磨损速率，μm/100h;W──灰速度，m/s;D──灰粒度，mm;U──灰浓度，kg/(m2˙s)。

循环流化床锅炉炉膛处于快速流态化状态，炉膛四周近壁区颗粒团沿着水冷壁向下加速流动，并且浓度呈指数增加。灰对循环流化床锅炉水冷壁管的磨损速率与贴壁流速度的三次方成和贴壁流浓度成正比。循环流化床锅炉贴壁流速度高、浓度大是造成水冷壁磨损严重的主要原因，如果燃用的是高灰分劣质煤，则水冷壁磨损问题将尤为突出。

循环流化床锅炉防磨的重点区域是密相区耐火耐磨材料与稀相区光管水冷壁之间的交界面。密相区耐火耐磨材料敷设在水冷壁管上，不会对水冷壁管产生磨损;稀相区物料浓度较低，且物料流向与水冷壁管方向一致，一般也不会产生大的磨损。在两者之间的过渡区域，颗粒浓度相对较高，且管子方向与物料流向不一致，易产生涡流引起磨损。

3研究对象

某电厂8台240t/h CFB锅炉锅炉主要由炉膛、高温绝热分离器、自平衡“U”形回料阀和尾部对流烟道组成，采用单炉膛膜式水冷壁，循环物料的分离采用高温绝热旋风分离器，过热器分三级布置，中间设二级喷水减温器，尾部烟道设三级省煤器和一、二级空气预热器。

锅炉2个高温绝热分离器布置在燃烧室与尾部对流烟道之间，高温绝热分离器回料腿下布置一个非机械型回料阀，回料为自平衡式，流化密封风用高压风机单独供给，分离器及回料阀外壳由钢板制造，内衬绝热材料及耐磨耐火材料。对于这8台锅炉而言，受热面磨损较重，锅炉连续运行时间一般仅为3~4个月，低于国内平均水平。

4防磨隔板技术应用效果

为降低锅炉磨损，电厂首先选取防磨隔板技术进行了示范锅炉改造，在炉膛四周沿高度方向呈一定布置了五道防磨隔板，防磨隔板焊接在膜式水冷壁管中间的鳍片上，与水冷壁管之间留有一定的膨胀间隙。根据防磨隔板技术设计原理，通过此技术逐级降低贴壁灰流速和浓度，延长了水冷壁的使用周期。

水冷壁导流防磨新技术是将导流板分层安装在炉膛四壁，多层主动阻挡贴壁灰流，使携带物料冲刷水冷壁贴壁流得到有效疏导，从导流板溢出灰流依然沿垂直水冷壁管排表面及管间凹槽流下但不会紧贴表面。贴壁灰流对导流板下的垂直水冷壁管的磨损也大大减小。达到改变物料流流向降低物料流流速，可逐级降低贴壁灰流速和浓度, 隔离物料流与水冷壁的高速碰撞，极大降低物料颗粒和贴壁灰流对水冷壁切削磨损的目的，从而从根本上解决水冷壁管磨损问题。此方法也可方便的用于早期的循环流化床锅炉的改造，不受耐磨材料处是否让管和平滑的限制，还可以用于炉膛中部局部凸起位置的防磨。防磨效果良好，一直运行未再更换水冷壁管。

5防磨梁技术应用效果

与防磨隔板不同，防磨梁技术主要由抓钉、耐火耐磨可塑料组成防磨凸台(防磨梁)，贴壁流在下降过程中受到防磨凸台(防磨梁)阻挡限制了速度和浓度，进而减小了磨损。由于构成防磨梁的主体是耐火耐磨可塑料，而且整根防磨梁是一次成型，梁本体坚固牢靠，由于焊接工作量主要集中在销钉上，因此施工更为容易。重点对防磨梁的敷设高度、结构尺寸进行了核算，在保证防磨效果的同时减少对锅炉传热的影响。

从实际应用情况来看，8台240t/h循环流化床锅炉采用防磨梁技术后连续运行时间普遍延长至8~10个月，停炉检修水冷壁更换量由之前的60~80根降低至10根以下，依然需要更换水冷壁管。对比改造前后运行数据，在相同工况下床温增加幅度为5℃，但锅炉出力负荷受到明显的影响。

6分析与结论

1)在改善边壁流流动特性方面，防磨梁技术和防磨隔板技术原理近似，虽然防磨梁也比较坚固耐用，但相比较智能制造耐磨防磨合金防磨隔板，大大不如;

2)防磨隔板的防磨部署和施工设计将会极大平衡锅炉运行出力的影响，防磨梁布置方案即使经过详细计算后，依然会有明显的对锅炉运行影响;

3)240t/h循环流化床锅炉采用智能制造耐磨防磨导流板防磨技术后连续运行周期可以从3~4个月延长至一年以上，同时每次停炉检修工作量大幅度下降;

4)智能制造耐磨防磨防磨导流板技术防护效果优良，应作为循环流化床锅炉防磨治理的首选技术。

针对循环流化床锅炉水冷壁磨损及防磨技术探讨

Mon, 14 Dec 2020 14:51:50 +0800

河南智能制造耐磨防磨立足郑州，作为水冷壁防磨行业技术人才集中地，根据水冷壁导流板防磨行业20年的经验沉淀，智能制造耐磨防磨新一代CFB锅炉水冷壁防磨技术基于EVI模型的数学建模和动态仿真,根据炉子颗粒的分布特点、燃料特性、烟气速度、温度、物料循环方式、二次风高度、风量配比等运行情况，同时对流场及磨损趋势做出精确诊断后做出定制化设计方案，定制防磨方案不影响锅炉蒸发量、不改变气温，并能起到主动防磨作用从根本上治理磨损，使CFB锅炉垂直水冷壁耐磨寿命轻松超越3年以上，达到少停炉、安全行炉的增效目的。

水冷壁磨损问题是困扰锅炉安全运行的主要问题，若不采取防磨措施或措施不当，水冷壁磨损将会日趋严重，爆管停炉的事故频发，严重影响电厂的安全、稳定和经济运行。

智能制造耐磨防磨研究院研讨了循环流化床锅炉水冷壁防磨的技术措施，以期改善水冷壁管抗磨和防磨效果，尽可能地避免爆管停炉异常。

一、锅炉水冷壁防磨损的必要性

目前，循环流化床锅炉使用的燃料为多配煤，灰分高且石灰石炉内脱硫，燃料烟煤含量较多，该煤种因挥发分高，容易燃烧，在炉膛下部的燃烧份额比较大，烧该煤种，锅炉总风量相对较大，甚至有的锅炉大风量也不一定能带满负荷，风量大必然加大磨损；炉内石灰石脱硫，在目前国家环保形势比较严的情况下，钙硫比一般控制较高，进一步加大了炉内物料浓度，使磨损加大，在高风量和高物料浓度下，炉膛水冷壁管磨损成为必然。

锅炉水冷壁管磨损一直是锅炉普遍存在的严重问题，由于严重的磨损，甚至使一些锅炉用户的连续运行时间很难突破一两个月，是锅炉用户较为头疼的难题，它的直接危害主要表现在：

（1）使管壁整体或局部减薄，形成严重的安全隐患，造成局部或大面积管壁更换，增加了工作量，并给用户造成很大的经济损失；

（2）发生水冷壁突发性爆管事故，造成紧急停炉抢修，不仅打乱了用户的正常生成秩序，还直接影响企业效益。

水冷壁的磨损较终会导致爆管，现在运行的循环流化床锅炉机组中因水冷壁磨损泄露被迫停炉的次数占锅炉总停炉次数的40%以上，是各循环流化床锅炉用户较为头疼的难题，发生水冷壁突发性爆管事故，不仅造成紧急停炉抢修，打乱了正常的生产秩序，直接影响企业效益，因此水冷壁防磨非常必要。

二、循环流化床锅炉水冷壁磨损原理

循环流化床锅炉炉膛中存在一个高浓度、沿水冷壁向下流动的边壁灰流区，水冷壁的均匀磨损主要是由向下流动的灰粒磨损所致，大量颗粒贴壁下流，且速度越来越快、浓度越来越高。对循环流化床锅炉边壁灰流区内颗粒下降流速的测量结果：在炉膛上部，边壁灰流内颗粒下降流速不足2m/s；卫燃带过渡区位置附近，边壁灰流区内颗粒的下降流速高达8m/s左右。

实践表明：边壁灰流区内颗粒下降流速在3.0m/s以下时，水冷壁管的磨损比较轻微；边壁灰流区内颗粒下降流速在4.5m/s以上时，水冷壁管的磨损明显加强。

炉膛水冷壁常见的磨损为高速的灰粒子冲刷碰撞而引起的管子减薄，根据有关资料，磨损量与颗粒速度的3.3次方成正比，并随灰粒子的浓度增大而增大，从理论上讲，降低磨损应从降低颗粒流速、减小灰粒子浓度和减小粒子的颗粒直径入手。循环流化床锅炉炉膛中存在一个高浓度、沿水冷壁向下流动的边壁灰流区，水冷壁的均匀磨损主要是由向下流动的灰粒磨损所致，炉膛中心区的灰浓度从上到下有很大降低，但稳定的边壁灰流区向下流动的灰浓度接近于较大浓度往下流动，而水冷壁的磨损主要是由边壁区的颗粒引起的，因此要降低灰浓度必须破坏其稳定的边壁灰流区。

实践中我们发现炉膛越向下磨损越厉害，这主要是由于炉膛下部边壁区向下流动的颗粒速度更高所致；由磨损速度与颗粒速度的3.3次方成正比可以得出磨损速度与颗粒下落高度的1.6次方成正比，因此避免颗粒长距离的下滑可大大减轻磨损，颗粒下滑高度与炉膛高度和流化速度有关。

三、选择防磨方法

3.1 超音速电弧喷涂

目前使用量较多的防磨措施有一定效果，但也有不少弊端，连续使用时间在一年以内，周期内会出现局部脱落、起皮等现象，导致局部磨损加剧，特别是炉膛四角的水冷壁管，使用周期在半年以内，这种磨损不平衡的特点使防磨难度比较大，每次更换水冷壁管，一般都是四个角的。

3.2 防磨瓦

防磨瓦在局部磨损时可以起到一定的作用，但容易变形脱落，一旦变形脱落，就会造成磨损加剧，同时在防磨瓦顶部因为有凸台，会形成漩涡，仍然有磨损。

3.3 蓝泥带、防磨涂料

这种方式是一种典型的被动措施，就是哪儿出现磨损，用耐火料或涂料将该部位遮盖，不但减少受热面，而且因顶部边沿有凸台导致磨损面积扩大。

3.4 防磨梁、智能制造耐磨防磨导流防磨隔板

目前在被动防磨方面，防磨梁、导流防磨隔板防磨效果被公认是较好的，原理也一样，但防磨梁因为覆盖了大量受热面而不被看好，同时对于烧煤泥和炉内脱硫的锅炉防磨梁在实践上是行不通的，防磨梁一般做7～8道，从下做到顶，这导致了壁流灰都改向聚到了炉膛中部，沿水冷壁向下到炉床的灰量减少，炉床向上携带热量的能力减弱，炉膛上部温度降低，石灰石的加入使循环灰量更大，当炉膛内物料浓度高到一定程度，形成的颗粒团会越来越大，当风量无法克服颗粒团的重力时，锅炉将无法正常运行。

智能制造耐磨防磨导流防磨隔板的防磨理念与防磨梁有所不同，根据统计，绝大多数炉膛水冷壁的磨损集中在密相区，也就是卫燃带向上3～4米区域内，再向上部由于灰量明显减少且颗粒比较细，贴壁灰流速度也不快，磨损比较轻微，不需要进行防护，智能制造耐磨防磨导流防磨隔板一般只针对卫燃带向上3～4米区域进行重点防护，即可确保锅炉稳定长周期运行。

根据水冷壁磨损形成的原理，为破坏稳定的边壁灰流区，使其与水冷壁接触的颗粒浓度降低，向下流动的颗粒下滑到隔板处时，通过“软着陆”使下滑的速度降为零，从隔槽中溢出后，才又重新开始下降，每个隔板段间的距离与原炉膛高度相比大大缩短，即颗粒的下滑高度大大缩短，因此，磨损速度可以大幅度降低。

目前部分电厂做的垂直于水冷壁的防磨平台，也能起到一定的防磨效果，循环灰贴壁下落到水冷壁防磨板上部堆积，形成约45°的堆积角，剩余循环灰沿坡面下滑，避免冲刷水冷壁管，达到减小磨损的目的。在水冷壁防磨板上部过渡区内，由自然下落的循环灰在防磨板上形成斜坡，称为“软着陆”区域，由于沿壁面下流的固体物料与炉内向上运动的固体物料运动方向相反，在局部很容易产生涡旋流，使循环灰堆积角减小，“软着陆”区细颗粒较少，大颗粒偏多，导致“软着陆”效果欠佳，沿炉膛壁面下流的固体物料在交界区域产生流动方向的改变，因而对水冷壁管很容易产生冲刷磨损。河南智能制造耐磨防磨设计开发的具有一定仰角的防磨隔板，成功解决了循环灰“软着陆”区细颗粒较少的情况，使锅炉的防磨更彻底。

该技术方案优点是多层主动阻挡贴壁灰流，可逐级降低贴壁灰流速和浓度，因而大大降低了贴壁灰流对管壁的磨损，延长了水冷壁的使用周期。此防磨措施与喷涂等方法相比具有成本低、解决水冷壁防磨更彻底的特点，此方法也可方便地用于早期的循环流化床锅炉的改造，不受耐磨材料处是否让管和平滑的限制，还可以用于炉膛中部局部凸起位置的防磨。对于局部磨损严重的锅炉，在防磨隔板防磨的基础上，可结合超音速电弧喷涂，进行组合防磨。

4 结语

综合以上水冷壁防磨的技术方案分析，加装智能制造耐磨防磨导流防磨隔板有其一定的技术优势。加装此防磨结构防磨隔板后，可以做到：三年内防护区内水冷壁磨损值不超0.3mm，无变形、脱落，对减轻炉膛内水冷壁的磨损，比单纯喷涂效果更为明显，而且比喷涂技术有更长的使用寿命。

从经济性方面来看，智能制造耐磨防磨导流防磨隔板技术比单纯喷涂技术在降低投资成本及避免间接经济损失方面均占有明显的优势。

水冷壁导流板防磨之微合金化析出铸造技术

Mon, 30 Nov 2020 20:04:33 +0800

什么是微合金钢？

微合金钢（micro alloyed steel），它是在普通软钢和普通高强度低合金钢基体化学成分中添加了微量合金元素(主要是强烈的碳化物形成元素，如Nb、V、Ti、Al等)的钢，合金元素的添加量不多于0.20%。添加微量合金元素后，使钢的一种或几种性能得到明显的变化。典型的微合金钢有15MnVN和06MnNb。微合金钢中含有一种或几种微合金元素，其含量大约在0.01%～0.20%之间。

微合金钢发展史

较早引起人们注意的微合金元素是钒。1916年，美国试验了添加0.12%～0.20%钒的软钢。1934年，发展了含0.10%～0.18%钒的碳锰钢。钢中加铌约在1939年，美国在20世纪50年代后期，进行了含铌半镇静钢的工业试验。钛在钢中的应用约始于1944年，当时美国研究了低碳锰铜钛钢板，1957年联邦德国发表了轧态和正火态钢的性能数据，20世纪60年代初，联邦德国推荐含0.06%～0.15%钛的碳锰钢用于制造型钢和钢板。过去控制钢中含钛量在0.01%～0.20%是困难的，80年代初，由于钢包喷吹技术的发展，这个难题已基本解决。

微合金钢的发展与低合金高强度钢的发展有密切联系。20世纪初，钢材设计的依据是抗拉强度，较少考虑钢材的韧性和焊接性，因此，钢的碳含量较高，约为0.3%。采用焊接代替铆接后，钢中碳含量降低。在第二次世界大战期间，焊接油轮的脆断事故使人们认识到，钢中碳含量要进一步降低、锰碳比要高、晶粒度要细才能提高钢的韧性。为了细化晶粒，较初的方法是利用AlN，但是，这种方法只能在正火状态使用，随后，为了既细化晶粒又提高屈服强度，开始在钢中加入钒、铌、钛。1959年以后，微合金钢作为多用途的廉价的工程材料越来越受到人们的重视。

微合金的作用原理

按早期的较简单的类型，微合金钢是铁素体-珠光体组织。到20世纪80年代后微合金钢的内涵已广泛地包括：少珠光体、无珠光体、针状铁素体、超低碳贝氏体等组织的低合金高强度钢。

对于铁素体-珠光体钢来说，得到细铁素体晶粒的条件是要有尽可能细的再结晶奥氏体晶粒或者剧烈变形但未再结晶的奥氏体，因为这些提供了较大的、供铁素体成核的奥氏体晶界面积;同时，铁素体也可在未再结晶奥氏体的形变带、回复的亚结构边界和未溶解的碳化物、氮化物质点上成核。加铌、钒和钛的作用之一是通过其碳化物、氮化物质点阻止奥氏体晶粒在再加热时长大;作用之二是在轧制时延缓奥氏体再结晶。铌显著提高再结晶温度的门坎值，钒次之，钛只在含量相当高时才有效。

微合金的生产工艺

微合金钢的冶炼与普通碳素钢相似，但为了提高微合金元素的收得率，要求钢液充分脱氧，此外，对钢材成形性要求较高的微合金钢必须控制夹杂物形态，因此常采用喷吹技术加入适量的钙或稀土元素。

一般来说，微合金钢的轧制工艺与普通碳素钢相似，但微合金元素固溶于奥氏体中时，使其点阵产生一定程度的畸变，从而提高热变形抗力。轧制设备较先进的工厂常采用控制轧制，甚至采用控制轧制-加速冷却工艺生产微合金钢材，因为只有这样才可能较大限度发挥微合金元素的作用。

微合金钢的碳含量常比普通碳素钢和低合金高强度钢低，因而在同样的屈服强度下它将有较高的加工硬化率、较大均匀真应变和总延伸率，也就是说有较好的冷成形性。

此外，碳含量低也可抵消微合金元素对钢材焊接性的损害，所以微合金钢的焊接性较好，尤其是加钛的微合金钢，由于氮化钛粒子在很高的温度下仍相当稳定，可有效地阻止热影响区的晶粒粗化，使焊接性更好。

智能制造耐磨防磨水冷壁防磨用导流板微合金化析出技术

微合金化是目前改善多类合金结构材料综合力学性能较为高效的方法之一，智能制造耐磨防磨藉由原子探针技术等多种先进技术及第一性原理等计算模拟手段，合金钢导流板中的微合金化析出工艺已经上升到采用更精细的纳米层级乃至原子层级迈进。

通过我们独特的微合金化析出强化导流板，有效合理使用微合金化元素，通过形变热处理来提高HSLA钢的强度和韧性，高温强度提高15～ 20%，耐蚀性提升 50～70%，且更具良好的吸热和导热性能。

更多微合金化析出导流板技术，详情咨询黄工 15890006029。

锅炉超导热纳米陶瓷涂层黑体增效技术应用

Mon, 02 Nov 2020 14:43:57 +0800

锅炉黑体增效节能技术：有效解决锅炉运行中安全与节能的诸多问题

●提高锅炉运行安全性：有效解决锅炉结焦，减少水冷壁管屏吹灰磨损，大幅延缓水冷壁高温腐蚀，延长了锅炉运行寿命。

●提升锅炉运行经济性：提高煤粉燃尽程度，优化锅炉换热分配，显著降低减温水量，解决主再热汽欠温，提高了运行效率。

●拓展掺烧掺配空间：提高锅炉运行安全性，进一步拓展锅炉对燃用煤种的适应性，为燃煤经济采购模型提供技术平台，降低燃煤采购成本，提升企业经济效益。

●为工业企业节能减排服务：抑制氮氧化物生成，降低供电煤耗，助力企业实现节能减排的目标，提升企业核心竞争力。

锅炉黑体安全提效技术以零缺陷为基础，具有不可替代、独具领域和投资回收期短的优势，为电力企业锅炉安全与经济运行提供较佳解决方案和技术支持，为落实《煤电节能减排升级与改造行动计划（2014-2020年）》（发改能源〔2014〕2093号）提供技术支撑。

●零缺陷：法耳迈特黑体安全提效技术以特种非金属材料涂层形式实现，黏附牢固，热膨胀系数与钢材接近，不易脱落；材料无腐蚀、无辐射、无污染；实施后不会引发各管壁壁温超标，满足对脱硝装置入口烟温的需要。

●不可替代：法耳迈特黑体安全提效技术是当前锅炉受热面优化领域中唯一的成熟应用技术，已取得国家权威的锅炉性能试验机构的检测报告，具有该项技术发明专利和多项实用新型专利。

●独具领域：技术实施不改变锅炉本体水汽循环流程、锅炉受热面材质和面积，是优化锅炉受热面换热分配和防止锅炉结焦等系列问题的专业领域技术。

●投资回收期短：投资小，收益高，具有良好的经济优越性。

锅炉黑体增效节能技术原理

a) 防止结焦

防止结焦的原则是消除产生结焦的基本条件。锅炉深度增效技术是在水冷壁表面涂覆涂层，涂层的化学稳定性好且与金属基体紧密结合，以达到抗热震要求；涂层材料经纳米改性加工后具有表面能小的特性，使得焦粒很难黏附，防止了水冷壁涂层的沾污，即使产生少量结焦，也会因纳米材料的自清洁特性，在焦块较小时自行脱落，不会形成大块的结焦。同时由于材料导热系数很低（仅为钢的百分之一左右），熔融的灰粒接触涂层表面时放热缓慢，不易凝结成焦。

涂层同时提高水冷壁的吸热量，相应降低炉膛出口烟温，有效减轻或避免炉膛上部及水平烟道内受热面的结焦。

b) 优化传热

传热学认为：物体的黑度越大，对辐射电磁波的吸收率就越大。通常水冷壁的黑度在0.7左右，深度增效节能技术的涂层黑度为0.93，因而能更有效地吸收辐射电磁波并使其转化为热能。水冷壁是以辐射换热为主的换热部件，改变其黑度会增加水冷壁的换热量，降低炉膛出口烟温，可降低主、再热器减温水量和排烟温度。

针对再热汽欠温，利用高热阻材料，减少水冷壁或过热器换热，增加再热器换热，达到重新分配锅炉各受热面换热，使再热汽温达到额定值，进而提高机组效率。

c) 强化燃烧

光谱学研究证实：物质（原子或分子）具有对电磁波选择性吸收的特性。水冷壁改造后，涂层辐射回炉膛的电磁波已不同于原水冷壁的辐射电磁波，具有涂层特性的电磁波改变后不易被炉膛烟气中的三原子气体（CO2和H2O）吸收，电磁波的能量更多被煤中以碳、氢元素为主构成的有机质所吸收，因此涂层的辐射特性增强了对煤粉颗粒的加热作用，使其燃烧过程发生了有益的变化，表现在：

●提高加热速率，使挥发分析出的更快，使着火加快、燃烧加剧，有利于燃烧的充分进行，煤粉颗粒的燃烧更完全、彻底。

●提高煤粉颗粒的温度，使挥发分析出的更彻底，增大煤粉颗粒的内孔结构，增大比表面积，使之更易吸附氧气，加快碳的氧化反应，使煤粉颗粒的燃烧更加充分。

d) 减少管屏吹灰磨损

一是通过提高辐射换热，降低截面热负荷，减少或消除烟气中熔融灰渣的形成；二是因材料的低导热特性，消除融化灰渣在受热面上快速放热引起粘结；三是涂层材料的高清洁性，涂层粘附灰渣后在重力作用下自行脱落，有效解决水冷壁结渣、结焦和积灰，保持水冷壁炉侧外表面的清洁，达到取消吹灰器或减少吹灰频次目的。

e) 解决水冷壁区域高温腐蚀

在高温腐蚀区域炉膛水冷壁外表面喷涂法耳迈特材料，该材料以特种非金属材料涂层形式实现，该涂层可有效将高温烟气与水冷壁金属隔离，达到消除水冷壁高温腐蚀目的。

f) 抑制氮氧化物生成

在水冷壁喷涂高黑度材料，增加水冷壁辐射换热，降低炉膛氧化性区域温度，避开游离氮的氧化活性温度区。

典型案例简要：

600MW-660MW等级：

神华国能宁夏鸳鸯湖电厂#2号炉：2015年4月完成施工，经修前修后，660MW工况下，喷涂后锅炉效率较喷涂前提高0.34个百分点，影响供电煤耗降低1.11g/kwh；喷涂后再热器减温水量减少34.3t/h，影响供电煤耗降低1.21g/kwh。锅炉经过喷涂改造后，供电煤耗累计降低2.32g/kwh以上，标煤单价和机组年供电量分别按400元/t、32亿kwh计算，每年减少燃煤采购成本296.96万元，喷涂中标价为450万元，预计1.52年收回成本。目前，鸳鸯湖电厂#1炉的2016年立项工作正在进行中。大唐贵州发耳电厂#2号炉：2014年10月已完成施工。

300MW等级：

1、大唐哈尔滨第一热电厂#2号炉：2012年7月进行了全炉膛喷涂，经黑龙江省电力监督检测中心测试表明，改造后锅炉热效率提高了1.07～1.14%，节能效果显著。结焦问题得到了彻底地的解决，在由烟煤改为全烧褐煤的条件下，已不再使用除焦剂。

2、大唐哈尔滨第一热电厂#1号炉：节能改造2013年4月份完成，进行了锅炉效率对比测试，在70%、80%和90%负荷下，热效率值分别提高0.71、0.83和0.92个百分点。同时有减少减温水量的明显效果。项目获评大唐集团科技进步奖，技术负责人获得“全国电力职工个人创新奖”。

3、大唐西固热电有限公司#2号炉：工程于2013年9月下旬完成，电厂对效果的评价为“立竿见影”：结焦问题彻底消除、减温水量显著降低、排烟温度大幅下降。经对比测试证实，降低供电煤耗3.84gce/kWh。目前该厂的#1号炉已签订黑体喷涂施工合同，正在安排2015年的检修期实施。

4、国电江西九江电厂#6号炉：工程已于2015年5月完成施工，修后试验表明：C修后，350MW负荷下，锅炉效率较C修前提高了0.82个百分点；C修后，280MW负荷下，锅炉效率较C修前提高了1.12个百分点；C修后，165MW负荷下，锅炉效率较C修前提高了0.86个百分点。

420 t/h：

1、粤电集团粤泷发电有限责任公司#1号炉：2010年5月完成改造，经南方电网电科院（运行3个月、7个月)和西安热工院(运行14个月）的多次检测，锅炉热效率提高幅度长期达1.72～2.62%。原有的结焦严重的状况完全消除。

2、东方希望集团包头稀铝自备电厂#4号炉：2013年4月进行改造，在长达12个月的长周期、超负荷运行条件下：a.实现节约标煤1.4万吨;b.增大20%煨煤掺烧比例;c.提高锅炉出力8.7%。该厂认为：“这项改造的综合效益超过千万元”。

服务特点

定制式技术方案：这项技术紧紧结合锅炉运行中存在的安全问题和参数偏差定制技术方案，以期达到消除安全隐患、纠正参数偏差，提高安全性和经济性的目的。为此我们将为派销售工程师进行现场调研，分析锅炉存在的问题，提交技术方案，并向用户承诺合理的技改效果。

施工安全快捷：不改变锅炉任何部件和结构，仅需很短的施工时间。在连续施工的情况下，300MW机组锅炉可在7天内完成，600MW机组锅炉可在10天内完成。

效果评价可行：对电力行业在役的大部分机组，表计数据就能提供各项评价指标，反映出技改前后的实际变化；可依照电厂普遍进行的小指标竞赛考核记录，量化统计出实际的节能成效。同时，在准备好相近的燃煤和组织好相同运行工况条件下，能满足准确测试的要求。

降低客户风险：为促进这项新技术的推广应用，我们制定了后评价的服务策略。即在有技术需求的情况下，通过修前诊断，制定出具体的施工方案，先进行技改服务，待改造效果测试合格、达到验收要求后，客户再支付相应费用。保证客户得到零风险的优质服务。

上述内容摘自网络，有相关技术及方案需求，详询智能制造耐磨防磨研究院黄工：15890006029.