盧彪

摘要：循環(huán)流化床鍋爐具有顯著的優(yōu)勢(shì)，是目前廣泛使用的爐型之一。但由于各種原因造成水冷壁管磨損，發(fā)生局部破壞，甚至導(dǎo)致停爐事故，嚴(yán)重影響了鍋爐的使用安全性和效率。這里在對(duì)水冷壁管磨損形成原因分析的基礎(chǔ)上，探討了預(yù)防磨損的對(duì)策。

關(guān)鍵詞 ：鍋爐；水冷壁管；成因；預(yù)防

中圖分類號(hào)：TK223 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

前言

隨著各項(xiàng)施工技術(shù)的發(fā)展，對(duì)建設(shè)工程項(xiàng)目的質(zhì)量、工期的要求越來(lái)越高。特別是檢修工程，工期緊，施工場(chǎng)地狹小，周圍還可能有正在運(yùn)轉(zhuǎn)的設(shè)備。在確保工程質(zhì)量、工期的前提下，優(yōu)化施工方案，提高經(jīng)濟(jì)效益，在當(dāng)今工程建設(shè)中是非常必要的。本文就這些問(wèn)題進(jìn)行了探討。

1.水冷壁管磨損成因分析

鍋爐水冷壁管的磨損主要集中在三個(gè)區(qū)域：爐膛下部衛(wèi)燃帶與水冷壁管過(guò)渡區(qū)域管壁的磨損；爐膛四周角落區(qū)域管壁的磨損；不規(guī)則區(qū)域管壁的磨損。

1.1爐膛下部衛(wèi)燃帶與水冷壁管過(guò)渡區(qū)域管壁的磨損原因：一是沿爐膛內(nèi)壁面下流的固體物料在交界區(qū)域產(chǎn)生流動(dòng)方向的改變，因而對(duì)水冷壁管產(chǎn)生沖刷，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的沖刷導(dǎo)致水冷壁管壁厚磨損減薄，強(qiáng)度下降；另一個(gè)原因是在過(guò)渡區(qū)域內(nèi)由于沿壁面下流的固體物料與爐內(nèi)向上運(yùn)動(dòng)的固體物料運(yùn)動(dòng)方向相反，在局部產(chǎn)生渦旋流，對(duì)水冷壁管產(chǎn)生磨損。

1.2爐膛四周角落區(qū)域管壁的磨損原因：爐膛四周角落區(qū)域內(nèi)壁面向下流動(dòng)的固體物科密度比較高，同時(shí)流動(dòng)狀態(tài)也受到破壞。

1.3不規(guī)則管壁包括穿墻管，爐墻開孔處的彎管 管壁上焊縫 管壁間的鰭片焊縫不平整以及有關(guān)安裝剩余的鐵件等 運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，即使很小的幾何尺寸不規(guī)則也會(huì)造成局部的嚴(yán)重磨損。

1.4一般水冷壁管的磨損從目前運(yùn)行的循環(huán)流化床鍋爐看，一般水冷壁管的磨損雖然普遍存在，停爐檢查時(shí)也發(fā)現(xiàn)管壁被磨損的光亮，但年磨損量較小，屬于均勻磨損。

2.水冷壁管磨損預(yù)防措施

2.1爐膛下部衛(wèi)燃帶與水冷壁管過(guò)渡區(qū)防磨對(duì)策冷態(tài)試驗(yàn)和運(yùn)行的流化床鍋爐表明，壁面處向下流動(dòng)的高濃度固體物料流對(duì)管壁磨損有重要影響，因此在水冷壁管上加焊擋板 在擋板上下亦可澆注耐火耐磨材料 以阻止向下流動(dòng)的固體物料，可達(dá)到水冷壁管防磨的目的 運(yùn)行表明，采用此種措施后水冷壁管的磨損大大減輕 第二種防磨方法是改變水冷壁管的幾何形狀，耐火耐磨材料結(jié)合簡(jiǎn)易彎管使衛(wèi)燃帶區(qū)域與上部水冷壁管保持平直 這樣固體物科沿壁面平直下流，消除了易磨區(qū) 第三種防磨方法可配合上述兩種方法進(jìn)行，即對(duì)易磨區(qū)的水冷壁管進(jìn)行防磨噴涂，這種方法也可單獨(dú)進(jìn)行 目前運(yùn)行的循環(huán)流化床鍋爐幾乎都對(duì)此易磨區(qū)進(jìn)行了防磨噴涂 運(yùn)行證明，噴涂后 年內(nèi)不會(huì)磨損到水冷壁管母材，有效地減少了水冷壁管的磨損和爆管。

爐膛水冷壁未噴涂前測(cè)厚數(shù)據(jù)：

未然帶

前墻水冷壁位號(hào) 1 2 3 6 10 14 21 22 25 27

4.2 4.7 4.7 4.5 4.8 4.7 4.8 4.6 4.6 4.7

57 68 73 78 79 80 81 86 92 100

4.7 4.7 4.7 4.9 4.8 4.7 4.8 4.6 4.9 4.7

東側(cè)水冷壁位號(hào) 1 2 3 6 10 14 21 22 25 30

4.7 4.7 4.7 4.9 4.8 4.7 4.8 4.6 4.9 4.7

41 47 48 49 50 51 52 53 54 55

4.8 4.5 4.6 4.9 4.8 4.5 4.7 4.6 4.6 4.7

南側(cè)水冷壁位號(hào) 5 6 12 15 16 23 41 47 48 49

4.7 4.6 4. 4.6 4.8 4.7 4.8 4.7 4.6 4.5

86 87 88 105

4.8 4.7 4.8 4.7

西側(cè)水冷壁位號(hào) 1 2 3 6 10 14 21 22 25 27

4.8 4.7 4.7 4.6 4.7 4.7 4.8 4.6 4.6 4.7

爐膛水冷壁噴涂后厚數(shù)據(jù)：

未然帶

前墻水冷壁位號(hào) 1 2 3 6 10 14 21 22 25 27

5.2 5.3 5.2 5.3 5.1 5.1 5.2 5.0 5.0 5.2

57 68 73 78 79 80 81 86 92 100

5.2 5.3 5.2 5.3 5.1 5.1 5.2 5.0 5.0 5.2

東側(cè)水冷壁位號(hào) 1 2 3 6 10 14 21 22 25 30

5.2 5.3 5.2 5.3 5.1 5.1 5.2 5.0 5.0 5.2

41 47 48 49 50 51 52 53 54 55

5.2 5.3 5.2 5.3 5.1 5.1 5.2 5.0 5.0 5.2

南側(cè)水冷壁位號(hào) 5 6 12 15 16 23 41 47 48 49

5.2 5.3 5.2 5.3 5.1 5.1 5.2 5.0 5.0 5.2

86 87 88 105

5.2 5.3 5.2 5.3 5.2

西側(cè)水冷壁位號(hào) 1 2 3 6 10 14 21 22 25 27

5.2 5.3 5.2 5.3 5.1 5.1 5.2 5.0 5.0 5.2

（噴過(guò)的水冷壁管）（未噴過(guò)涂的水冷壁管）

2.2爐膛四周角落區(qū)域管壁的防磨對(duì)策爐膛角落區(qū)域水冷壁管的磨損也相當(dāng)嚴(yán)重，特別是由于安裝原因，造成密封鰭片的上下重疊，凸不平，運(yùn)行中不僅磨損鰭片也沖刷管壁 此處防磨的最有效措施是將角落的鰭片焊上銷釘澆注上耐火耐磨材料 運(yùn)行表明，其效果較好得到了廣泛應(yīng)用。

2.3不規(guī)則區(qū)域管壁的防磨對(duì)策不規(guī)則水冷壁管的磨損和爆管僅次于爐膛下部衛(wèi)燃帶與水冷壁管過(guò)渡區(qū)域壁管的磨損和爆管 由于壓力測(cè)孔，人孔等處的水冷壁管不規(guī)則，氣 固兩相流很容易在此處造成渦流沖刷和磨損 如不采取措施，一般在運(yùn)行 后，就會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的磨損和爆管 為此采用噴涂硬質(zhì)合金或澆注耐磨耐火澆注料的方式來(lái)達(dá)到防磨的目的 運(yùn)行表明，采用澆注耐磨耐火澆注料對(duì)不規(guī)則水冷壁管可起到很好的防磨作用 另外，由于安裝原因造成安裝焊縫特別是密封鰭片的上下重疊，凹凸不平等原因造成壁面不光滑，很容易在運(yùn)行中導(dǎo)致水冷壁管嚴(yán)重磨損，直至爆管 其防磨的有效辦法就是將凸起的焊縫磨平，凹進(jìn)的焊補(bǔ)平直，安裝過(guò)程中遺留下來(lái)的鐵件或未打澆注料的銷釘，一定要清除干凈并打磨光滑。

2.4一般水冷壁管的防磨對(duì)策目前尚未發(fā)現(xiàn)爐膛水冷壁管直管嚴(yán)重磨損的情況，一般僅發(fā)現(xiàn)水冷壁管被磨亮 此區(qū)域水冷壁管的防磨，要從運(yùn)行方面調(diào)整，在確保流化風(fēng)量和氧量的前提下，盡量降低流化風(fēng)量，爐膛出口負(fù)壓不要過(guò)大；其次要從入爐煤粒度入手，確保循環(huán)流化床鍋爐的給煤粒度要求，粒度減小后，不僅可以減少用電量，減輕鍋爐磨損，同時(shí)也可以提高床溫并能降低灰渣可燃物。

3.鍋爐水冷壁管泄漏預(yù)防措施

3.1避免凸臺(tái)的產(chǎn)生

為了避免衛(wèi)燃帶水冷壁管對(duì)接焊縫打磨不平形成的 “凸臺(tái)” 及衛(wèi)燃帶水冷壁管澆注料形成的 “凸臺(tái)”應(yīng)加強(qiáng)鍋爐安裝及筑爐施工過(guò)程中的檢查 驗(yàn)收工作，保證施工工程質(zhì)量也可以對(duì)水冷壁管處澆注料爐墻改進(jìn)性，將此處水冷壁管結(jié)合處下方懸空，不進(jìn)行澆注，讓下落的灰直接撞擊澆注料同時(shí)，衛(wèi)燃帶水冷壁管對(duì)接焊縫設(shè)計(jì)時(shí)可考慮進(jìn)行上移或下移，以避免在焊縫處形成的凸臺(tái) ，造成水冷壁管磨損。

3.2定期對(duì)衛(wèi)燃帶水冷壁管進(jìn)行超音速電弧噴涂

超音速電弧噴涂是目前國(guó)際上比較先進(jìn)的噴涂施工方法，比普通電弧噴涂和火焰噴涂較理想，以電弧為熱源，將熔化的耐磨合金絲材用高速氣流霧化，并以高速噴到工件表面形成涂層的一種工藝， 可以延緩磨損來(lái)延長(zhǎng)鍋爐運(yùn)行周期，是一種技術(shù)經(jīng)濟(jì)性比較好的方法 為了保證超音速電弧噴涂的質(zhì)量，應(yīng)做好施工技術(shù)與管理，驗(yàn)收檢測(cè)等過(guò)程中存在的一些技術(shù)問(wèn)題。

3.3鍋爐運(yùn)行調(diào)整

嚴(yán)格控制適宜的入爐風(fēng)量，一次風(fēng)在保證正常流化的情況下，合理調(diào)整一、二次風(fēng)配比，一次風(fēng)比例占50%-60% ，二次風(fēng)比例占40%-50%，降低煙氣流速，減少水冷壁管的磨損?？刂坪线m的爐膛差壓、料層差壓、料層差壓偏高，流化風(fēng)量增大，增加了鍋爐水冷壁管的磨損和電耗、爐膛差壓偏高，鍋爐爐膛內(nèi)灰濃度增大，增加了鍋爐水冷壁管的磨損。應(yīng)特別注意燃料特性對(duì)磨損的影響，嚴(yán)格控制入爐煤的煤質(zhì)和粒度。流化床鍋爐的燃料適應(yīng)性廣，可以燃用劣質(zhì)煤，但是燃用優(yōu)質(zhì)煤，流化床鍋爐的優(yōu)勢(shì)更加明顯，排渣熱損失小，電耗低，鍋爐效率高，水冷壁磨損減小。 嚴(yán)格控制入爐煤粒度，盡量避免燃用高磨損的燃煤和煤中配比的控制，入爐煤粒度最大不應(yīng)超過(guò)13mm。

3.4如何盡早發(fā)現(xiàn)鍋爐水冷壁管出現(xiàn)泄漏

由于循環(huán)流化床鍋爐燃燒特性，決定了鍋爐磨損存在的必然性，在采取措施減少 延緩水冷壁管磨損的同時(shí)，如何及時(shí)發(fā)現(xiàn)已出現(xiàn)泄漏的水冷壁管，避免更大范圍的泄漏，結(jié)合鍋爐運(yùn)行情況，提出以下幾點(diǎn)：一，鍋爐給水流量與鍋爐主蒸汽流量差值異常變大時(shí)，應(yīng)及時(shí)對(duì)給水流量， 蒸汽流量表計(jì)進(jìn)行校驗(yàn)，確認(rèn)流量表計(jì)顯示的正確性， 若表計(jì)無(wú)異常，此現(xiàn)象可作為判斷水冷壁管出現(xiàn)泄漏最直接 簡(jiǎn)單依據(jù)之一。二，鍋爐運(yùn)行中，應(yīng)注意觀察衛(wèi)燃帶附近爐墻是否潮濕 ，是否有泄漏聲等來(lái)判斷水冷壁管是否出現(xiàn)泄漏。三，如果鍋爐燃用煤質(zhì)相對(duì)穩(wěn)定，可通過(guò)鍋爐機(jī)組其他表計(jì)，如蒸汽 、給水壓力 、引風(fēng)機(jī)電流、 排煙溫度、 返料器溫度表計(jì)的變化，來(lái)判斷水冷壁管是否出現(xiàn)泄漏。

4.結(jié)語(yǔ)

由于循環(huán)流化床鍋爐特性決定了受熱面必然存在磨損，而鍋爐水冷壁管磨損是鍋爐受熱面磨損最嚴(yán)重的部位之一，隨著鍋爐運(yùn)行時(shí)間加長(zhǎng)，鍋爐水冷壁管磨損問(wèn)題越突出 我們要采取措施盡可能減少和避免磨損，延緩鍋爐運(yùn)行周期，減少非計(jì)劃停爐次數(shù) 如何在鍋爐安全與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行之間選擇最佳運(yùn)行工況，有待于在今后的鍋爐運(yùn)行過(guò)程中，不斷進(jìn)行分析，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，提高鍋爐水冷壁管磨損控制和預(yù)防水平，實(shí)現(xiàn)鍋爐安全 經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。