生物质水冷振动炉是一种以生物质为燃料的锅炉类型，振动炉排是其燃烧方式，是以振动方式周期性地将燃料逐步往前推进，从而进入不同燃烧区域进行燃烧，直至燃尽后排出灰渣。振动炉排最早是用于燃煤锅炉，由于其突出的防结焦性能，近年来在生物质锅炉中得到广泛的应用，成为生物质锅炉最主要的燃烧设备。随着我国对清洁能源生产的重视程度不断加深，生物质水冷振动炉的应用得到了广泛的关注。作为生物质水冷振动炉的关键部件，振动炉排的工作性能对锅炉运行效率具有至关重要的影响，因此水冷振动炉排的磨损问题变得至关重要。本文基于生物质水冷振动炉应用实践，就其振动炉排的防麿问题进行一些探讨，以期能够为相关工作提供一些参考与借鉴。
1生物质水冷振动炉炉排结构
生物质燃料水冷振动锅炉主要包括振动炉排及4个烟气回程。整个锅炉的蒸发系统是由烟气回程中前3个回程的水冷壁以及炉排中的水冷壁包围形成的一个封闭空间所构成。
水冷炉排在锅炉的底部，它是由左右2副炉排共同组成的一个整体。炉排设计成一定的形状，紧接着炉膛的下水壁，并且被固定在水冷壁上，因此炉排才能得到很好的冷却而不至于被烧坏。为了保证水冷壁的安全，炉排下部水冷壁与锅炉前、后墙水冷壁用大s型柔性结构水管相连，以保证炉排振动的位移量，使水冷壁不至于因炉排振动引起的摩擦而产生磨损。炉排的振动频率低，振动时间约为2s，振动幅度小，所以水冷壁管只在弹性范围内微小变形。这种设计的可行性不仅已从理论上得到证实，而且还被国外大量采用，从而从实践上也证明了其安全可靠性。
另外，炉排基本采用耐高温和耐腐蚀的材料，左右炉排中间采用的是接触式及耐火材料。炉排面上开有小孔，燃烧所需的一次风从炉排小孔喷出，二次风布置在炉排上方，炉排燃烧时所需的一次风通过进风管道由炉排两侧引入。炉排下为一次风室和出灰斗，共分为4个独立的风室，可以分别进行调节，来满足秸秆的不同燃烧状况。水冷振动炉排与水平面的夹角是12°，炉排振动时由水平电动推杆提供动力。为了防止炉排上方送风时风室与风室之间窜风以及炉排两侧漏风，炉排两侧及前部采用了迷宫式的密封结构，从而有效地阻止了燃料进入风室，同时也不至于影响炉排的振动。另外，考虑到热态运行时的热膨胀，在水冷炉排与下部炉排的联接支架上设计了膨胀中心，纵向上从传动点向前后方向膨胀，横向上从炉排中间向两边膨胀。
炉前布置了2只螺旋秸秆给料机，用于输送秸秆到炉膛内燃烧。秸秆被送进炉膛后，均匀分布在炉膛中。由于一次风、二次风的作用，秸秆在进入炉膛后的行进途中受到高温烟气加热，不断析出水分，得到干燥，开始气化、燃烧。秸秆在炉排上燃烧的同时，随着炉排的运动不断翻滚、不断燃烧，直至燃尽，灰渣从排渣口排出。在炉排上方布置了二次风管，二次风以高速喷入炉膛，动量大，能与悬浮的秸秆充分扰动、混合，并补充燃烧所必要的氧量，延长燃料在炉内的停留时间，提高燃烧效率。
2生物质水冷振动炉炉排的防磨问题
生物质水冷振动炉是一种通过机械振动完成燃料推进、燃烧、出渣全过程的锅炉。在锅炉运行过程中，生物质燃料在锅炉内部燃烧的复杂动态过程中与振动炉排产生剧烈的撞击、摩擦，会对炉排工作面产生严重的切削，使工作面被磨损成不同程度的小平台，造成振动炉排厚度变薄，严重破坏炉排工作面的平整。由于振动炉排的磨损并不均匀，而炉排工作面的平整对于其燃料推进具有重要的影响，炉排局部磨损变薄会使生物质燃料在整个炉排工作面的覆盖不均匀，在振动频率、间歇时间固定的情况下，不同覆盖厚度燃料的燃尽度不同，从而导致生物质燃料的燃烧不充分，落灰含碳量超过10%的标准量，降低了锅炉的整体燃烧效率。振动炉排磨损严重不但会影响到锅炉的燃烧效率，同时会对锅炉的正常运行及经济性造成不利影响。实践工作经验表明，一般情况下，如果不做特殊的振动炉排防磨处理，锅炉运行两年左右的时间，振动炉排的磨损便可以达到必须更换的程度，停机检修、更换一方面影响了锅炉正常作业，另一方面也增加了锅炉的运行成本。因此，对生物质水冷振动炉排进行必要的防磨处理，延长其使用寿命，无论是锅炉运行的经济性还是安全性方面考虑都是十分必要的。
3生物质水冷振动炉排的防磨处理
从生物质水冷振动炉的工作原理来说，要从工艺上改变炉排的磨损机理是不可能的，从某种程度而言振动炉排也可以视为一种锅炉运行必要的消耗品，达到一定的磨损程度无法满足锅炉运行要求则必须要进行更换。因此，针对生物质水冷振动炉排的防磨处理，原则上是为了延长其使用寿命，减少锅炉作业成本和维修费用。
超音速电弧喷涂防磨是目前应用于生物质水冷振动炉排防磨损的一种有效技术。其工艺是在振动炉排表面采用超音速电弧热喷涂方法喷涂标准厚度0.6~0.8mm的镍铬合金防腐耐磨层。采用该方法进行振动炉排防磨处理，具有抗腐蚀、抗氧化、耐高温、延展性好、抗冲蚀能力强等特点，但对操作工艺的要求较高，喷砂、打底、喷涂、封孔不得漏序和降低厚度，只有严格执行工艺要求才能达到了良好的处理效果。此外，采用喷涂技术的成本较高，一般一到两年需要重新喷涂才能确保良好的防磨效果。
堆焊技术也被应用于振动炉排的防磨处理，其不同于热喷涂，其堆焊层与炉排基体为治金结合，结合强度高，不会出现热喷凃脱落现象。但堆焊的相关工作需由专业公司在其厂区内进行，现场无法进行堆焊施工。
熔敷技术利用熔敷热源将具有一定性能的材料熔敷在基体表面并形成冶金结合，熔敷在基体表面的金属层耐磨性能极佳。熔敷通常使用等离子电弧熔滴作业，该技术以被熔敷基体为阳极，以金属熔丝为阴极，利用阳极和阴极之间产生的等离子弧作为热源，将金属熔丝熔化，产生金属熔滴，再通过熔敷机器人的甩滴功能将熔融的金属熔滴甩附在基体上。采用该技术对生物质水冷振动炉排进行防磨处理，防磨效果好但价格昂贵，成本高。
参考文献
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