回料器（J閥）的安裝與磨損分析

摘　要：對石家莊熱電廠八期技改工程建設規模為4臺410 t/h CFB鍋爐回料閥的安裝、磨損問題進行了分析、總結，為今后類似機組的施工積累了經驗。
　　關鍵詞：CFB鍋爐；回料閥；膨脹；澆筑料；磨損
CFB鍋爐以其燃燒效率高、易于實現爐內脫硫、氮氧化物低排放、可燃用劣質燃料，大量的固體顆粒在燃燒室、分離機構和回送裝置所組成的固體顆粒循環回路中循環再燃燒為特點，日益受到各國的普遍重視和迅速發展。物料循環系統是CFB鍋爐中的重要裝置，其中物料返送閥的工作可靠性直接影響著CFB鍋爐的正常穩定運行，運行中回料器正常工作是實現物料循環的關鍵；鍋爐要達到其額定出力必須保證爐膛稀相區物料的平衡，因此循環灰量的多少決定著鍋爐帶負荷能力。所以在回料器安裝過程中應保證各個送風管的送風角度及風量、壓力測點的準確性，以實現整個回料器的物料良好流態化；同時內襯耐磨耐火澆筑料的施工質量也是保證回料器正常工作的關鍵問題之一。
1回料器的工作原理及作用
　　回料器是將循環物料由壓力較低區向壓力較高區返送的裝置，一般分為機械式（葉輪旋轉式）和非機械式（氣力控制式），由于CFB鍋爐的循環物料為高溫的灰渣和石灰石，所以目前大多采用在高溫下工作可靠、磨損小、控制靈敏的非機械式返料器。大唐石家莊熱電廠八期技改工程采用的是J形閥。旋風分離器分離的床料和灰向下流經襯有耐火材料的回料立管排出到J閥，再由J閥送回到爐膛。分離器與回料器、回料器與下部爐膛間均為柔形膨脹節連接，用以吸收回料器與分離器、回料器與爐膛之間在鍋爐啟/停時的相對位移。回料器有2個關鍵功能：使再循環床料從分離器穩定地回到爐膛；提供分離器負壓和下燃燒室正壓之間的密封。回料器是通過回料腿立管的料位來實現這些功能的。物料返送動能由J閥風機供給，通過調整回料器上升段與下降段的配風，使物料呈現流態化。
2安裝的幾個關鍵控制點
2.1回料器膨脹節的安裝
　　膨脹節的膨脹量在施工澆筑料時應按照圖紙設計留足，金屬護板的間隙及澆筑料施工完畢后的預留間隙在膨脹節安裝完畢后還要進行測量，以保證冷拉狀態下間隙足夠，并且密封板焊接方向應與介質流向一致，密封良好。另外2個膨脹節所起的作用不同：膨脹節1在鍋爐啟動中為拉伸，主要吸收鍋爐水冷壁向下、兩側膨脹產生的與回料閥之間的相對位移；膨脹節2在鍋爐啟動中為壓縮，主要吸收旋風分離器向下膨脹產生的與回料閥之間的相對位移。在安裝時應注意它們的膨脹方向，冷拉按設計規定，各部間隙符合圖紙要求，不能裝反，以免影響設備在運行中的膨脹。膨脹節的膨脹量應按照鍋爐整體膨脹圖進行核算。
2.2回料器空氣噴嘴的安裝
　　回料器空氣噴嘴是保證回料正常流化的關鍵，噴嘴材質一般為耐熱鋼，所以在焊接時焊條的選用應正確。另外噴嘴的安裝角度應與設計相吻合，以保證物料的流化方向。在點爐前應保證充氣口暢通，充氣口在運行中堵塞應用高壓風進行吹掃，不能用機械方法（如棍棒）疏通。
2.3回料器筒壁的安裝
　　應特別注意筒壁設備的材質，在安裝中所使用的焊條應正確，焊接要求應符合設計規定。由于回料器內為微正壓，所以金屬焊接質量也是密封嚴密的根本保證。
2.4耐磨耐火澆筑料的施工
　　為了減少物料對金屬的磨損，一般在回料器內部都布置有耐磨、耐火澆筑料和保溫澆筑料。澆筑料脫落會造成回料器流化不良，影響回料器正常運行。因此澆筑料應具有抗壓強度大、耐磨系數高的性能。通過分析研究，采用直管段使用鋼模板、彎頭部位使用木模板的施工方法，增強模板的剛度，減少了澆筑料在凝固過程中水分的流失，使澆筑料的強度明顯提高。另外，目前的耐磨澆筑料多為低水泥材料，加水量對澆筑料強度的影響非常大，在施工中應按照氣溫的變化嚴格控制加水量。澆筑料施工要留設膨脹縫，間距≤900 mm，使澆筑料在受熱膨脹時能夠有規則地裂開，不產生串縫，防止澆筑料脫落。澆筑料的施工厚度偏差應保證在允許范圍之內，以免影響回料器的出力。
3回料器的磨損分析
　　回料器磨損主要表現在耐磨耐火澆筑料本身，磨損嚴重部位為回料管的彎頭、回料口處以及障礙物的四周。回料器內與澆筑料接觸的物料的受力主要有4個：自身的重力、物料之間的摩擦力、氣流對物料的推動力以及物料與澆筑料的摩擦力。物料對澆筑料的摩擦主要有沖蝕和撞擊2種。在回料管的彎頭處，由于重力作用，大量的物料集中在回料口的下部，并且物料方向要發生改變，加劇了這一部位的摩擦。回料口部位由于物料在進入爐膛時又受到爐膛內上升氣流的作用，使一部分物料改變方向（由下降變為上升），由于流動的不穩定，會造成飛灰對爐壁的沖蝕或撞擊摩擦。有時物料還會在這一部位形成渦流，也同樣會加劇這一部位的磨損。在飛灰碰到障礙物如壓力、管溫度等，運動方向也會發生改變，產生導流作用，造成局部嚴重磨損。而在回料閥閥體部位，由于要保證物料高度以實現密封作用，必須有大量物料的存在，使這一部位物料在改變方向時澆筑料對物料的摩擦力為滾動摩擦，這樣就大大降低了對澆筑料的磨損。澆筑料的磨損和飛灰的一些性質存在以下關系：
　　a. 飛灰速度澆筑料的磨損同飛灰速度的3次方成正比。
　　b. 灰粒的物性灰粒越粗、硬度越大、棱角越多，則磨損越重。
　　c. 飛灰撞擊率飛灰顆粒大、質量大、氣流速度快，則飛灰撞擊率大。
　　通過停爐后對內部澆筑料的檢查，證明了以上分析是正確的。所以在澆筑料施工中應特別注意這些部位的施工。
4結論
　　通過以上分析，安裝的主要控制點在回料器膨脹節、充氣噴嘴以及澆筑料的施工方面，只有控制好這些重點部位的施工，才能保證機組的正常運行。在機組運行期間，還應加大對這些部位的檢查，使事故隱患消除在萌芽之中。