Der zirkulierende Wirbelschichtkessel ist ein neuartiger, hocheffizienter und emissionsarmer Ofentyp, der nach dem Kettenofen und dem Kohlenstaubofen entwickelt wurde. Aufgrund seiner hohen Verbrennungseffizienz, der breiten Kohleverarbeitbarkeit, des großen Lastbereichs, der geringen Stickoxidemissionen und der einfachen Entschwefelung sowie weiterer Vorteile wird er weltweit eingesetzt und gefördert. Allerdings schränkt der ausgeprägte Verschleiß den langfristigen wirtschaftlichen Betrieb dieses Ofens erheblich ein.
Der Abrieb von Kesselmaterialien durch Kohlenaschepartikel in zirkulierenden Wirbelschichtkesseln zählt zur Partikelstromerosion. Diese umfasst den Aufprall der Partikel auf die Kesselmaterialien im Brennraum sowie die Erosion durch den aschehaltigen Luftstrom mit hoher Konzentration. Der Verschleiß der Kesselmaterialien in zirkulierenden Wirbelschichtkesseln hängt maßgeblich von der Partikelgröße, der Partikelform, der Aufprallgeschwindigkeit, dem Aufprallwinkel, der Zufuhrmenge, der Partikelfestigkeit und -härte usw. ab. Darüber hinaus ist der Verschleißgrad auch vom Material der Aufprallfläche abhängig und wird durch Brennstoffeigenschaften und Betriebsparameter beeinflusst.
Zu den Verschleißteilen von zirkulierenden Wirbelschichtkesseln gehören die Heizflächenrohre und die Feuerfestauskleidung. Besonders verschleißanfällig sind die Verbindungsstellen zwischen Feuerfestauskleidung und Wasserwand, die unregelmäßigen Wandbereiche der Rohre, die vier Ecken der Wasserwand, die Heizflächen im Brennraum, die Heizflächen des Brennraumdachs, der Zyklonabscheider und die konvektive Heizfläche am Kesselende.
Die Verschleißentwicklung von zirkulierenden Wirbelschichtkesseln wird von vielen Faktoren beeinflusst. In der Praxis müssen unterschiedliche Gegebenheiten kombiniert, verschiedene Verschleißschutzmaßnahmen ergriffen und kontinuierlich Erfahrungen gesammelt werden, um die Verschleißschutztechnologie für zirkulierende Wirbelschichtkessel stetig weiterzuentwickeln und zu perfektionieren.
Veröffentlichungsdatum: 04.11.2021