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(biāo)的主要原因之一是風(fēng)帽（噴嘴）的結(jié)構(gòu)與磨損問題。CFB鍋爐風(fēng)帽（噴嘴）包括：布風(fēng)板風(fēng)帽、冷渣器噴嘴、返料閥噴嘴等，布風(fēng)板風(fēng)帽安裝于布風(fēng)板上，將一次風(fēng)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(fēng)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(fēng)板風(fēng)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(fēng)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(fēng)板風(fēng)帽磨損與脫落而停爐檢修，風(fēng)帽壽命短板是CFB鍋爐的通病，一旦風(fēng)帽破損，一次風(fēng)就不按設(shè)計要求出風(fēng)，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(fēng)帽磨損與腐蝕，形成惡性循環(huán)，并導(dǎo)致風(fēng)箱漏渣等問題。因風(fēng)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(fēng)帽（噴嘴）使用性能與壽命的關(guān)鍵因素是風(fēng)帽合金的成分與性能，諸如風(fēng)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(fēng)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(fēng)帽結(jié)構(gòu)，得到新型的耐高溫、高耐磨耐蝕的風(fēng)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(fēng)帽及該風(fēng)帽的制造工藝》（專利號ZL2013.1.0124198X），《耐高溫合金，冷渣器風(fēng)帽及制備方法和循環(huán)流化床鍋爐》（專利號ZL201910134350.X），《防漏渣風(fēng)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(fēng)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(fēng)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(fēng)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。

圖1新型CNSM-CH風(fēng)帽合金金相組織（熱處理前后）

圖2 新型CNSM-CH風(fēng)帽（噴嘴）外觀

圖3 新型CNSM-CH風(fēng)帽（噴嘴）現(xiàn)場應(yīng)用照片

來源:個人投稿? 作者:易美彩