新型CNSM-CH高溫耐磨耐蝕風帽(噴嘴)在循環(huán)流化床鍋爐上的應(yīng)用

2022-02-28 10:33:11 sunmedia 1741


在我國,,電力生產(chǎn)以燃煤火力發(fā)電為主,由于燃煤發(fā)電產(chǎn)生的大氣污染問題較突出,,為了降低SO2,、NOx排放量,,提高能源利用率,循環(huán)流化床鍋爐(CFB)通過改進燃燒技術(shù)已成為近年來著力推廣應(yīng)用的一種高效,、低污染的發(fā)電及供熱鍋爐,。我國已投運的CFB鍋爐機組總?cè)萘考s為1億kW,約占火電裝機容量的13%。CFB鍋爐具有以下特點:

(1)燃料適應(yīng)性廣,,可燃用各種劣質(zhì)煤,、煤矸石、泥煤,、油焦,、油泥、垃圾,、生物質(zhì)等,,使一些廢棄物得到資源化再利用。

(2)燃燒較充分,、燃燒效率較高,,循環(huán)流化床比鼓泡床燃燒效率高,燃燒強度大,,截面熱負荷約3~6MW/m2,,接近于煤粉爐,燃燒控制較好時底渣與飛灰碳含量較低,。

(3)負荷調(diào)節(jié)范圍大,,調(diào)節(jié)速度快,床料蓄熱量大,,低負荷時無需投油助燃,,可以壓火熱備用,熄火后可馬上熱態(tài)啟動,,調(diào)峰能力更強,。

(4)爐內(nèi)脫硫經(jīng)濟性較好,脫硫效率水平較高,,低燃燒溫度產(chǎn)生的氮氧化物量較少,,NOx的排放濃度較低。

但從CFB鍋爐運行情況看,,普遍存在較為嚴重的磨損問題,,運行穩(wěn)定性較差,檢修較頻繁,,給后端的主力生產(chǎn)線造成影響與損失,。

造成CFB鍋爐異常磨損、運行不穩(wěn)定以及環(huán)保超標的主要原因之一是風帽(噴嘴)的結(jié)構(gòu)與磨損問題,。CFB鍋爐風帽(噴嘴)包括:布風板風帽,、冷渣器噴嘴、返料閥噴嘴等,,布風板風帽安裝于布風板上,,將一次風機均勻送入爐膛流化燃(床)料,,是維持爐內(nèi)氣固兩相流動和安全穩(wěn)定運行的關(guān)鍵部件,風帽的結(jié)構(gòu)與性能對CFB高效,、經(jīng)濟,、環(huán)保運行起著至關(guān)重要的作用。常見的布風板風帽結(jié)構(gòu)有定向“7”型,、雙向“A”型,、四向“四爪”型、多向“鐘罩”型等,,無論哪種型式的風帽都無法避免1000多度高溫氧化腐蝕和磨損問題,。CFB常因布風板風帽磨損與脫落而停爐檢修,風帽壽命短板是CFB鍋爐的通病,,一旦風帽破損,,一次風就不按設(shè)計要求出風,形成無規(guī)則射流,、偏流,,引起空氣動力場紊亂,流化狀態(tài)惡化,,進而加劇風帽磨損與腐蝕,,形成惡性循環(huán),并導(dǎo)致風箱漏渣等問題,。因風帽磨損而造成的非檢修計劃停爐,,直接和間接經(jīng)濟損失非常大,,一臺410t/h的CFB鍋爐非計劃停爐檢修一次造成的直接損失約200萬元,,間接經(jīng)濟損失數(shù)倍于直接損失。

影響CFB鍋爐風帽(噴嘴)使用性能與壽命的關(guān)鍵因素是風帽合金的成分與性能,,諸如風帽常用的316,、2520、Cr28Ni4及美國的HK40等都難以承受如此惡劣的工況條件,。針對此循環(huán)流化床行業(yè)的難題,,浙江科得力新材料有限公司與上海瀚昱環(huán)保材料有限公司進行了近二十年的潛心研究,并承蒙中國石化集團鎮(zhèn)海煉化公司與茂名石化公司的科技攻關(guān)立項與技術(shù)應(yīng)用合作,,在顯著提高合金的高溫硬度與耐磨性,,在高溫腐蝕環(huán)境下合金表面形成保護膜及其作用機理等方面,取得研發(fā)突破,,并根據(jù)新合金成分的精鑄工藝特性,,設(shè)計合理的模具,選取合適的原材料,,實現(xiàn)合金元素的添加步驟及高受得率,,摸索專門的熱處理工藝路線,。風帽合金的研究解決了技術(shù)瓶頸問題,獲得突破性的技術(shù)成果,,改進了風帽結(jié)構(gòu),,得到新型的耐高溫、高耐磨耐蝕的風帽(噴嘴)合金配方及牌號,。

研究成果取得了相應(yīng)的知識產(chǎn)權(quán),,獲發(fā)明專利授權(quán):《高溫合金、采用該合金制造的合金風帽及該風帽的制造工藝》(專利號ZL2013.1.0124198X),,《耐高溫合金,,冷渣器風帽及制備方法和循環(huán)流化床鍋爐》(專利號ZL201910134350.X),《防漏渣風帽及其制備方法和循環(huán)流化床鍋爐》(專利號ZL201910134348.2),。

經(jīng)過檢測分析,,CNSM-CH系列風帽(噴嘴)合金的耐磨性與抗高溫腐蝕性能比316、25-20,、HK40分別提高約5,、3.5、2.3倍,。CNSM-CH系列風帽(噴嘴)已在中石化鎮(zhèn)海煉化,、茂名石化、上海石化等企業(yè)進行現(xiàn)場應(yīng)用,,耐磨性和耐蝕性表現(xiàn)優(yōu)異,,使用壽命得到顯著提高,為相應(yīng)企業(yè)的CFB鍋爐長周期運行打下了堅實基礎(chǔ),,做出了貢獻,。

使用新型CNSM-CH風帽(噴嘴)后,爐內(nèi)燃料流化效果改善,,燃燒更充分,,爐膛溫度分布均勻,爐溫適中,,波動較小,,產(chǎn)生的氮氧化物維持在較低水平,爐脫硫效果提高,,鈣硫比下降,,所以,相應(yīng)煙氣污染物排放減少,,改善了環(huán)境,。

浙江科得力新材料有限公司成立于1995年,國家高新企業(yè),,從事燃煤鍋爐管道的防磨防腐材料研究與工程應(yīng)用,,以及垃圾焚燒,、生物質(zhì)焚燒鍋爐水冷壁、過熱器,、省煤器管道的防腐耐磨表面防護施工,,循環(huán)流化床鍋爐超長周期運行綜合防磨技術(shù),低溫SCR脫硝催化劑的研發(fā)與應(yīng)用,。

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圖1新型CNSM-CH風帽合金金相組織(熱處理前后)

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圖2 新型CNSM-CH風帽(噴嘴)外觀

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圖3 新型CNSM-CH風帽(噴嘴)現(xiàn)場應(yīng)用照片

來源:個人投稿? 作者:易美彩

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