循環流化床鍋爐防磨損改造

杜海強 王傳軍

作者通聯：焦作演馬電力有限責任公司 河南焦作市454171

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1.概述

焦作演馬電力有限責任公司25MW 煤矸石發電機組循環流化床鍋爐燃料以煤矸石為主。公司一直致力于煤矸石的綜合利用工作，煤矸石使用比例達到80%，入爐燃料發熱量控制在2500kcal/kg 左右。近兩年，又把煤泥等低熱值燃料納入綜合利用范圍。

由于燃料的熱值偏低，硬度較大，造成鍋爐磨損嚴重，經常出現因磨損致使鍋爐停運事故。為了延長CFB 鍋爐運行周期、保證機組安全經濟運行，完成各項生產經營指標，針對機組出現的問題，進行了一系列鍋爐系統防磨改造。

2.低溫省煤器

由于尾部煙道流速較高，首先造成省煤器管磨損嚴重，極易泄漏，給運行帶來很大隱患。經分析研究，在容易出問題的部位，進行了一系列改造，主要將44 組省煤器整體更換，材料不變，每組由上至下前3根管子取消扁鋼，變為光管。所有第一根管子及彎頭內、外側噴涂耐磨材料后加裝半圓護瓦。噴涂材料為LX88A，厚度0.5mm。省煤器管夾、護瓦材料由原來的Q235—A更換為1Cr13。同時，在省煤器管排上方加裝了導流板，避免了高速煙氣直接對管排的沖刷。后又根據實際運行狀況，將護瓦改為月牙形，將問題處理在萌芽狀態。

改造前，因省煤器泄漏幾乎一兩個月停爐一次。改造后，經兩年多運行也未出現泄漏問題，有效地延長了鍋爐運行周期，減少了停爐次數，效果顯著。

3.蒸發管

鍋爐的蒸發管水平布置在前豎井燃燒室上部，爐內高溫煙氣攜帶的大量物料直接沖刷管束，長期運行造成管壁減薄，尤其是彎頭部位和靠近墻壁處，無論迎風面和背風面都易出現磨損，由于燃料中矸石比重大，灰分含量高，管壁更易磨損，出現了多次爆管現象，為此，在易磨損部位加裝了護瓦（圖1）。

根據磨損嚴重的實際情況，除在易磨損部位加裝護瓦外，還將磨損特別嚴重的管束進行更換，材料由原來的20g 變為20G。護瓦材料由1Cr20Ni14Si2改為Cr25Ni20。并且將護瓦的固定小瓦由3個改為5個，縮短了兩固定瓦之間的距離。另外，將兩側蒸發管管間的管卡改為用Cr25Ni20的鑄造梳形板代替。蒸發管管束重新整形，避免了因管子互相錯位，煙氣流對其沖刷造成的爆管現象。

圖1 易磨損部位加裝護瓦

通過改造，解決了因材料超溫引起的種種問題。減少了停爐次數，同時為機組安全、經濟運行奠定了良好基礎。

4.旋風分離器

鍋爐采用中溫旋風分離，分離器內部耐磨材料原設計為氮化硅磚，中心筒材料為Q235—A，且內壁沒有任何耐磨材料。長期運行后發現中心筒內壁磨損嚴重，下部1m 高左右已經磨透，分離效率大大下降，造成鍋爐出力下降。根據磨損情況判斷，中心筒的磨損是受到含塵濃度高的煙氣高速撞擊和沖刷造成的。

同時，由于使用的燃料灰分大（60%～70%），增加了分離器內的飛灰濃度，收集的飛灰無法全部返回爐膛再燃，多余的灰隨煙氣中心筒排到尾部煙道，不僅造成中心筒的磨損，而且對布置在尾部煙道的低省和空預器造成磨損。分離器內部襯磚也由于啟停爐頻繁，經常發生脫落現象，掉入返料器內，直接造成鍋爐返灰不正常，極大影響了鍋爐蒸發量。

針對上述情況，更換破損的中心筒，在中心筒內壁采用“ 龜甲網+耐磨可塑料”對分離器進行耐磨改造，嚴格控制龜甲網和耐磨可塑料的施工工藝，耐磨可塑料施工后達到光滑平整。分離器內部襯磚全部拆除，更換為剛玉耐磨可塑料，抗磨效果很好。

改造以后，經長時間運行實踐，未發生耐磨料脫落造成鍋爐出力降低及壓火現象。

5.空預器

空預器管材設計為普通鋼，管壁薄，易產生低溫腐蝕，造成漏風嚴重，嚴重影響了鍋爐正常運行。停爐檢修時發現管子磨損情況相當嚴重。大修時對管子進行了全部更換，材料由普通鋼改為考登鋼（09CuPCrNi）。但運行一年左右，空預器又開始漏風，停爐檢查發現管子漏風點多位于冷端進風口150mm 范圍。如果一直采用堵管子方法的話，最終會造成鍋爐運行風量不足，無法正常運行。經研究采取以下改造措施：（1） 在空預器管子冷端進風口處加裝護套管；（2）在此段空預器最上層和管排間加裝不銹鋼護板；（3）將易磨損部位管壁增厚。

空預器改造前，每次經堵漏處理后，運行一個月左右就會又出現漏風現象，致使一次風機電流增加，比正常運行時高出10A，改造后連續運行三個月，一次風機電流正常。改造前因空預器漏風的原因，運行一個月，就不得不停爐對空預器進行堵漏。改造后可隨鍋爐運行周期進行檢修維護，延長了空預器使用周期，降低了廠用電率。

6.結束語

演馬電力公司25MW 機組循環流化床鍋爐自采取上述一系列防磨治理措施后，連續三年實現單臺25MW 機組發電量超過2億kW·h，在同類型電廠中成為標桿。2011年、2012年又以連續運行134 天、140 天的佳績刷新了長周期運行記錄。對循環流化床鍋爐的防磨改造，在提高鍋爐運行的安全性、穩定性，為公司帶來良好經濟效益的同時，更為國內同類型循環流化床防磨改造、長周期運行提供了很好的解決方案，促進了綜合利用機組的發展。