俞寶柱

（山西漳電大唐熱電有限公司，山西 大同 037003）

0 前言

山西漳電大唐熱電有限公司一期工程設(shè)計(jì)裝機(jī)容量4*50MW抽氣供熱機(jī)組，配套5臺(tái)哈鍋生產(chǎn)的HG-240/9.8-LMG35循環(huán)流化床鍋爐，鍋爐采用單爐膛、倒U形布置，爐膛尺寸10.61×5.17m，水冷壁采用全焊接的膜式管屏，在爐膛水冷壁的高熱負(fù)荷區(qū)域采用了φ60*6mm加厚壁管，其余為φ60*5mm的20G管屏，爐膛上方靠前墻部位懸吊布置了3片水冷屏和4片二級(jí)過熱器掛屏。爐膛內(nèi)部主要沖刷、磨損區(qū)域是密相區(qū)澆注料上部往上4-5米范圍，中、上部水冷壁焊口處、水冷懸吊屏和二級(jí)過熱屏下部1米范圍，水冷屏、過熱屏穿前墻水冷壁密封盒處，上述部位防磨效果的好壞直接影響機(jī)組的正常運(yùn)行。

1 受熱面磨損原因分析

1.1 鍋爐水冷壁管磨損部位主要集中在爐膛密相區(qū)澆注料上部區(qū)域，水冷壁彎管處是沖刷、磨損最嚴(yán)重部位（如∶下圖）。鍋爐運(yùn)行時(shí)，床料中較大的顆粒狀物料直接撞擊在彎管上，導(dǎo)致彎管處呈現(xiàn)魚鱗片狀磨損，該彎管處雖然進(jìn)行了合金防磨噴涂，但還是不能長時(shí)間防止沖刷磨損，防止該部位沖刷、磨損成了目前急需解決的主要問題。

圖1

1.2 爐膛水冷壁管直段隨著鍋爐運(yùn)行周期的延長會(huì)逐漸減薄，隨著部位的變化減薄速度有所不同。密相區(qū)上部水冷壁管沖刷磨損較為嚴(yán)重，靠近爐頂?shù)乃浔谥倍翁幱休^輕微磨損，返料口上部直接對應(yīng)的部位，由于受到返料口返回爐膛物料的密集沖刷磨損較為明顯，正常情況下靠下部直管段磨損為0.4mm/年，返料口上對應(yīng)部位可達(dá)到0.8mm/年以上，如果不進(jìn)行防磨處理，上述區(qū)域的水冷壁管使用壽命最多只有4-6年，分析原因∶運(yùn)行狀況下，爐膛內(nèi)部固體顆粒狀物料呈現(xiàn)環(huán)形流特征，爐膛中間物料向上流動(dòng)，靠近四壁物料順著管壁流下，因物料濃度和流動(dòng)速度與磨損成正比，這樣就造成密相區(qū)下部水冷壁管比上部的磨損要嚴(yán)重的多?？偨Y(jié)磨損規(guī)律∶下部密相區(qū)處水冷壁比上部的磨損嚴(yán)重；物料隨著煙氣轉(zhuǎn)向處磨損嚴(yán)重，（比如∶爐膛出口處）；物料濃度較大處磨損較為嚴(yán)重，比如∶返料口上方受物料濃度大的影響磨損較為嚴(yán)重；為了延長水冷壁管的使用壽命，必須采取防磨措施，防止物料直接沖刷、磨損。

1.3 水冷壁焊口部位是易磨損區(qū)域，焊口對接不規(guī)范造成的磨損也較嚴(yán)重，存在較大問題的對口缺陷能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并消除，輕微的對口缺陷在運(yùn)行一段時(shí)間后才能發(fā)現(xiàn)，這就需要通過防磨措施來解決這些問題。

1.4 水冷懸吊屏和過熱屏穿爐膛前墻部位因?yàn)橥蝗皇艿酵髅娣e變化，使得物料流速、流向產(chǎn)生了急劇變化，從而導(dǎo)致爐膛該部位的前墻水冷壁管磨損較為嚴(yán)重，如果該部位水冷壁管發(fā)生一處磨損泄漏，將會(huì)導(dǎo)致大面積水冷壁管、水冷屏管和過熱器管互相沖刷，造成極為嚴(yán)重的爆管事故發(fā)生。

2 防磨方法的選擇

超音速防磨噴涂是國內(nèi)目前CFB鍋爐中常用的防磨方法，但是單一的防磨噴涂不能完全解決受熱面管束的磨損，多種方法綜合使用可以收到很好的效果。

2.1 防磨梁和超音速防磨合金噴涂相結(jié)合

防磨梁是在爐膛內(nèi)部密相區(qū)易磨損的水冷壁管四周用耐磨、耐火材料澆注幾道約100mm*100mm的隔離帶，把貼壁高速流動(dòng)的床料與水冷壁管隔離開，防磨帶的數(shù)量和每條間距離可根據(jù)爐型和實(shí)際磨損情況確定，水冷壁下部每條防磨帶間距約2米左右即可收到很好的效果，往上可以間隔3-4米左右做一道，防磨帶做好后，在下部每個(gè)間隔中再進(jìn)行超音速防磨合金噴涂，可以收到很好的效果。超音速防磨噴涂是將高硬度的耐磨的合金材料通過熔化、霧化、加速等工藝過程吸附在水冷壁管壁上，形成一種約1mm厚的保護(hù)涂層，在每年的檢修中，將磨損的防磨帶進(jìn)行維修后，把磨損的噴涂層進(jìn)行修復(fù)即可。

需要注意的問題∶最上一層防磨梁凸臺(tái)上沿的水冷壁管根部易形成磨損，需要在每年的檢修中進(jìn)行檢查修復(fù)，如果發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重的水冷壁管磨損，說明防磨梁層數(shù)不足，需要增加防磨梁數(shù)量；選用防磨噴涂時(shí)，需要注意防磨涂層的耐磨性，目前受熱面防磨技術(shù)廠家的較多，我們要慎重選擇。涂層表面的耐磨性、涂層與管壁的結(jié)合強(qiáng)度、噴涂表面的孔隙率直接影響到水冷壁管的使用壽命。

2.2 防磨噴涂與堆焊技術(shù)相結(jié)合

堆焊是目前應(yīng)用較為普遍的一種防磨技術(shù)，但應(yīng)用在水冷壁上管上的很少，我們在上圖中彎管處嘗試性使用了一部分效果較好。開始，我們只使用了防磨噴涂進(jìn)行防磨處理，使用周期很難達(dá)到一年。目前，使用堆焊技術(shù)處理后的彎管，使用壽命可以延長3倍以上；水冷壁彎管下部延伸至澆注料里面，如果更換管束人工和材料費(fèi)用較高，更換周期長，施工難度大，對接焊口質(zhì)量難以保證。采用堆焊技術(shù)，可以減少較大一部分維修費(fèi)用，縮短檢修工期，有效的提高機(jī)組的使用效率。堆焊只在磨損沖刷嚴(yán)重的幾個(gè)部位即可，一般是正對返料口的前后墻處彎管和給煤口上方易發(fā)生，管子數(shù)量比較少，每根彎管高度約300mm范圍使用，使用面積也較小，施工方便簡單，每年檢修時(shí)即可完成。堆焊后可隨其它水冷壁管一塊進(jìn)行防磨噴涂處理。

需要注意的問題∶實(shí)施堆焊前必須進(jìn)行測厚檢查，管壁減薄1/3以上時(shí)不建議采用此法。施工時(shí)堆焊彎管表面需打磨干凈，核實(shí)母材和焊條（或焊絲）的材質(zhì)相符后進(jìn)行，堆焊后表面光滑平整，焊后探傷檢驗(yàn)合格后方可投入運(yùn)行。

2.3 防磨噴涂與防磨護(hù)瓦相結(jié)合

防磨噴涂與防磨護(hù)瓦相結(jié)合主要應(yīng)用在尾部煙道內(nèi)的省煤器管和過熱器管，旋風(fēng)分離器出口煙道處的省煤器懸吊管和三級(jí)過熱器最上一排管束是磨損沖刷最嚴(yán)重的部位，目前國內(nèi)所有的CFB鍋爐安裝時(shí)，全部采用防磨護(hù)瓦進(jìn)行防磨處理。防磨護(hù)瓦受護(hù)瓦質(zhì)量和安裝質(zhì)量的影響在運(yùn)行過程中易變形或脫落造成管束沖刷磨損，如果采用防磨噴涂后在加上護(hù)瓦可以杜絕因護(hù)瓦變形或脫落造成的爆管事故的發(fā)生，大大減少鍋爐非停次數(shù)；在分離器出口水平煙道的前排省煤器懸吊管迎風(fēng)面上實(shí)施噴涂，面積較小，費(fèi)用較少，可以收到事半功倍的效果，后排懸吊管只采用防磨噴涂即可。三級(jí)過熱器上排管束進(jìn)行防磨噴涂就可，防磨護(hù)瓦可以根據(jù)實(shí)際磨損情況決定是否進(jìn)行安裝。

需要注意的問題∶省煤器懸吊管防磨噴涂時(shí)必須上至頂部包墻過管，下至三級(jí)過熱器上排蛇形管束，安裝防磨護(hù)瓦時(shí)頂部與包墻過鰭片焊接牢固，護(hù)瓦固定時(shí)嚴(yán)禁與管束焊接，護(hù)瓦需可以自由膨脹收縮，否則護(hù)瓦極易變形，影響到防磨效果。

3 防磨效果分析

爐膛內(nèi)部受熱面防磨采用防磨梁與超音速合金噴涂相結(jié)合的方式，通過多年的實(shí)踐證明取得了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。建廠初期我廠因水冷壁爆管事故導(dǎo)致的停爐事故頻繁發(fā)生，使用該防磨措施后，至今沒有發(fā)生過一次水冷壁爆管事故?，F(xiàn)在參考以前資料估算，每臺(tái)鍋爐每年至少減少一次爆管非停事故，五臺(tái)爐可以直接節(jié)省爆管非停導(dǎo)致的起爐費(fèi)用約100萬元。爐膛發(fā)生爆管事故后，需要清理更換床料、搭拆腳手架、更換管束的材料及施工等費(fèi)用約為5-6萬元，這樣可以節(jié)約費(fèi)用約30萬元；如果爆管發(fā)生水冷壁彎管處，處理周期會(huì)更長，費(fèi)用會(huì)更高。

4 結(jié)束語

CFB鍋爐的受熱面防磨是每個(gè)電廠較為重視的一個(gè)問題，在這方面我廠取得了較為可觀的成績。受熱面防磨工作是預(yù)防為主，工作要做在前，詳細(xì)了解鍋爐的易磨損部位，提前著手，預(yù)防到位就可以把鍋爐的爆管事故降為零。