回料器（J阀）的安装与磨损分析

摘　要：对石家庄热电厂八期技改工程建设规模为4台410 t/h CFB锅炉回料阀的安装、磨损问题进行了分析、总结，为今后类似机组的施工积累了经验。
　　关键词：CFB锅炉；回料阀；膨胀；浇筑料；磨损
CFB锅炉以其燃烧效率高、易于实现炉内脱硫、氮氧化物低排放、可燃用劣质燃料，大量的固体颗粒在燃烧室、分离机构和回送装置所组成的固体颗粒循环回路中循环再燃烧为特点，日益受到各国的普遍重视和迅速发展。物料循环系统是CFB锅炉中的重要装置，其中物料返送阀的工作可靠性直接影响着CFB锅炉的正常稳定运行，运行中回料器正常工作是实现物料循环的关键；锅炉要达到其额定出力必须保证炉膛稀相区物料的平衡，因此循环灰量的多少决定着锅炉带负荷能力。所以在回料器安装过程中应保证各个送风管的送风角度及风量、压力测点的准确性，以实现整个回料器的物料良好流态化；同时内衬耐磨耐火浇筑料的施工质量也是保证回料器正常工作的关键问题之一。
1回料器的工作原理及作用
　　回料器是将循环物料由压力较低区向压力较高区返送的装置，一般分为机械式（叶轮旋转式）和非机械式（气力控制式），由于CFB锅炉的循环物料为高温的灰渣和石灰石，所以目前大多采用在高温下工作可靠、磨损小、控制灵敏的非机械式返料器。大唐石家庄热电厂八期技改工程采用的是J形阀。旋风分离器分离的床料和灰向下流经衬有耐火材料的回料立管排出到J阀，再由J阀送回到炉膛。分离器与回料器、回料器与下部炉膛间均为柔形膨胀节连接，用以吸收回料器与分离器、回料器与炉膛之间在锅炉启/停时的相对位移。回料器有2个关键功能：使再循环床料从分离器稳定地回到炉膛；提供分离器负压和下燃烧室正压之间的密封。回料器是通过回料腿立管的料位来实现这些功能的。物料返送动能由J阀风机供给，通过调整回料器上升段与下降段的配风，使物料呈现流态化。
2安装的几个关键控制点
2.1回料器膨胀节的安装
　　膨胀节的膨胀量在施工浇筑料时应按照图纸设计留足，金属护板的间隙及浇筑料施工完毕后的预留间隙在膨胀节安装完毕后还要进行测量，以保证冷拉状态下间隙足够，并且密封板焊接方向应与介质流向一致，密封良好。另外2个膨胀节所起的作用不同：膨胀节1在锅炉启动中为拉伸，主要吸收锅炉水冷壁向下、两侧膨胀产生的与回料阀之间的相对位移；膨胀节2在锅炉启动中为压缩，主要吸收旋风分离器向下膨胀产生的与回料阀之间的相对位移。在安装时应注意它们的膨胀方向，冷拉按设计规定，各部间隙符合图纸要求，不能装反，以免影响设备在运行中的膨胀。膨胀节的膨胀量应按照锅炉整体膨胀图进行核算。
2.2回料器空气喷嘴的安装
　　回料器空气喷嘴是保证回料正常流化的关键，喷嘴材质一般为耐热钢，所以在焊接时焊条的选用应正确。另外喷嘴的安装角度应与设计相吻合，以保证物料的流化方向。在点炉前应保证充气口畅通，充气口在运行中堵塞应用高压风进行吹扫，不能用机械方法（如棍棒）疏通。
2.3回料器筒壁的安装
　　应特别注意筒壁设备的材质，在安装中所使用的焊条应正确，焊接要求应符合设计规定。由于回料器内为微正压，所以金属焊接质量也是密封严密的根本保证。
2.4耐磨耐火浇筑料的施工
　　为了减少物料对金属的磨损，一般在回料器内部都布置有耐磨、耐火浇筑料和保温浇筑料。浇筑料脱落会造成回料器流化不良，影响回料器正常运行。因此浇筑料应具有抗压强度大、耐磨系数高的性能。通过分析研究，采用直管段使用钢模板、弯头部位使用木模板的施工方法，增强模板的刚度，减少了浇筑料在凝固过程中水分的流失，使浇筑料的强度明显提高。另外，目前的耐磨浇筑料多为低水泥材料，加水量对浇筑料强度的影响非常大，在施工中应按照气温的变化严格控制加水量。浇筑料施工要留设膨胀缝，间距≤900 mm，使浇筑料在受热膨胀时能够有规则地裂开，不产生串缝，防止浇筑料脱落。浇筑料的施工厚度偏差应保证在允许范围之内，以免影响回料器的出力。
3回料器的磨损分析
　　回料器磨损主要表现在耐磨耐火浇筑料本身，磨损严重部位为回料管的弯头、回料口处以及障碍物的四周。回料器内与浇筑料接触的物料的受力主要有4个：自身的重力、物料之间的摩擦力、气流对物料的推动力以及物料与浇筑料的摩擦力。物料对浇筑料的摩擦主要有冲蚀和撞击2种。在回料管的弯头处，由于重力作用，大量的物料集中在回料口的下部，并且物料方向要发生改变，加剧了这一部位的摩擦。回料口部位由于物料在进入炉膛时又受到炉膛内上升气流的作用，使一部分物料改变方向（由下降变为上升），由于流动的不稳定，会造成飞灰对炉壁的冲蚀或撞击摩擦。有时物料还会在这一部位形成涡流，也同样会加剧这一部位的磨损。在飞灰碰到障碍物如压力、管温度等，运动方向也会发生改变，产生导流作用，造成局部严重磨损。而在回料阀阀体部位，由于要保证物料高度以实现密封作用，必须有大量物料的存在，使这一部位物料在改变方向时浇筑料对物料的摩擦力为滚动摩擦，这样就大大降低了对浇筑料的磨损。浇筑料的磨损和飞灰的一些性质存在以下关系：
　　a. 飞灰速度浇筑料的磨损同飞灰速度的3次方成正比。
　　b. 灰粒的物性灰粒越粗、硬度越大、棱角越多，则磨损越重。
　　c. 飞灰撞击率飞灰颗粒大、质量大、气流速度快，则飞灰撞击率大。
　　通过停炉后对内部浇筑料的检查，证明了以上分析是正确的。所以在浇筑料施工中应特别注意这些部位的施工。
4结论
　　通过以上分析，安装的主要控制点在回料器膨胀节、充气喷嘴以及浇筑料的施工方面，只有控制好这些重点部位的施工，才能保证机组的正常运行。在机组运行期间，还应加大对这些部位的检查，使事故隐患消除在萌芽之中。