150t/h循環流化床鍋爐水冷壁處理措施

盧彪

摘要：循環流化床鍋爐具有顯著的優勢，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，發生局部破壞，甚至導致停爐事故，嚴重影響了鍋爐的使用安全性和效率。這里在對水冷壁管磨損形成原因分析的基礎上，探討了預防磨損的對策。

關鍵詞 ：鍋爐；水冷壁管；成因；預防

中圖分類號：TK223 文獻標識碼： A

前言

隨著各項施工技術的發展，對建設工程項目的質量、工期的要求越來越高。特別是檢修工程，工期緊，施工場地狹小，周圍還可能有正在運轉的設備。在確保工程質量、工期的前提下，優化施工方案，提高經濟效益，在當今工程建設中是非常必要的。本文就這些問題進行了探討。

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區域：爐膛下部衛燃帶與水冷壁管過渡區域管壁的磨損；爐膛四周角落區域管壁的磨損；不規則區域管壁的磨損。

1.1爐膛下部衛燃帶與水冷壁管過渡區域管壁的磨損原因：一是沿爐膛內壁面下流的固體物料在交界區域產生流動方向的改變，因而對水冷壁管產生沖刷，經過長時間的沖刷導致水冷壁管壁厚磨損減薄，強度下降；另一個原因是在過渡區域內由于沿壁面下流的固體物料與爐內向上運動的固體物料運動方向相反，在局部產生渦旋流，對水冷壁管產生磨損。

1.2爐膛四周角落區域管壁的磨損原因：爐膛四周角落區域內壁面向下流動的固體物科密度比較高，同時流動狀態也受到破壞。

1.3不規則管壁包括穿墻管，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安裝剩余的鐵件等 運行經驗表明，即使很小的幾何尺寸不規則也會造成局部的嚴重磨損。

1.4一般水冷壁管的磨損從目前運行的循環流化床鍋爐看，一般水冷壁管的磨損雖然普遍存在，停爐檢查時也發現管壁被磨損的光亮，但年磨損量較小，屬于均勻磨損。

2.水冷壁管磨損預防措施

2.1爐膛下部衛燃帶與水冷壁管過渡區防磨對策冷態試驗和運行的流化床鍋爐表明，壁面處向下流動的高濃度固體物料流對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 以阻止向下流動的固體物料，可達到水冷壁管防磨的目的 運行表明，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，耐火耐磨材料結合簡易彎管使衛燃帶區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 第三種防磨方法可配合上述兩種方法進行，即對易磨區的水冷壁管進行防磨噴涂，這種方法也可單獨進行 目前運行的循環流化床鍋爐幾乎都對此易磨區進行了防磨噴涂 運行證明，噴涂后 年內不會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厚數據：

未然帶

前墻水冷壁位號 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

東側水冷壁位號 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

南側水冷壁位號 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

西側水冷壁位號 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據：

未然帶

前墻水冷壁位號 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

東側水冷壁位號 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

南側水冷壁位號 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

西側水冷壁位號 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

（噴過的水冷壁管）（未噴過涂的水冷壁管）

2.2爐膛四周角落區域管壁的防磨對策爐膛角落區域水冷壁管的磨損也相當嚴重，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 運行表明，其效果較好得到了廣泛應用。

2.3不規則區域管壁的防磨對策不規則水冷壁管的磨損和爆管僅次于爐膛下部衛燃帶與水冷壁管過渡區域壁管的磨損和爆管 由于壓力測孔，人孔等處的水冷壁管不規則，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，一般在運行 后，就會發生嚴重的磨損和爆管 為此采用噴涂硬質合金或澆注耐磨耐火澆注料的方式來達到防磨的目的 運行表明，采用澆注耐磨耐火澆注料對不規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，很容易在運行中導致水冷壁管嚴重磨損，直至爆管 其防磨的有效辦法就是將凸起的焊縫磨平，凹進的焊補平直，安裝過程中遺留下來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策目前尚未發現爐膛水冷壁管直管嚴重磨損的情況，一般僅發現水冷壁管被磨亮 此區域水冷壁管的防磨，要從運行方面調整，在確保流化風量和氧量的前提下，盡量降低流化風量，爐膛出口負壓不要過大；其次要從入爐煤粒度入手，確保循環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防措施

3.1避免凸臺的產生

為了避免衛燃帶水冷壁管對接焊縫打磨不平形成的 “凸臺” 及衛燃帶水冷壁管澆注料形成的 “凸臺”應加強鍋爐安裝及筑爐施工過程中的檢查 驗收工作，保證施工工程質量也可以對水冷壁管處澆注料爐墻改進性，將此處水冷壁管結合處下方懸空，不進行澆注，讓下落的灰直接撞擊澆注料同時，衛燃帶水冷壁管對接焊縫設計時可考慮進行上移或下移，以避免在焊縫處形成的凸臺 ，造成水冷壁管磨損。

3.2定期對衛燃帶水冷壁管進行超音速電弧噴涂

超音速電弧噴涂是目前國際上比較先進的噴涂施工方法，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， 可以延緩磨損來延長鍋爐運行周期，是一種技術經濟性比較好的方法 為了保證超音速電弧噴涂的質量，應做好施工技術與管理，驗收檢測等過程中存在的一些技術問題。

3.3鍋爐運行調整

嚴格控制適宜的入爐風量，一次風在保證正常流化的情況下，合理調整一、二次風配比，一次風比例占50%-60% ，二次風比例占40%-50%，降低煙氣流速，減少水冷壁管的磨損。控制合適的爐膛差壓、料層差壓、料層差壓偏高，流化風量增大，增加了鍋爐水冷壁管的磨損和電耗、爐膛差壓偏高，鍋爐爐膛內灰濃度增大，增加了鍋爐水冷壁管的磨損。應特別注意燃料特性對磨損的影響，嚴格控制入爐煤的煤質和粒度。流化床鍋爐的燃料適應性廣，可以燃用劣質煤，但是燃用優質煤，流化床鍋爐的優勢更加明顯，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超過13mm。

3.4如何盡早發現鍋爐水冷壁管出現泄漏

由于循環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，如何及時發現已出現泄漏的水冷壁管，避免更大范圍的泄漏，結合鍋爐運行情況，提出以下幾點：一，鍋爐給水流量與鍋爐主蒸汽流量差值異常變大時，應及時對給水流量， 蒸汽流量表計進行校驗，確認流量表計顯示的正確性， 若表計無異常，此現象可作為判斷水冷壁管出現泄漏最直接 簡單依據之一。二，鍋爐運行中，應注意觀察衛燃帶附近爐墻是否潮濕 ，是否有泄漏聲等來判斷水冷壁管是否出現泄漏。三，如果鍋爐燃用煤質相對穩定，可通過鍋爐機組其他表計，如蒸汽 、給水壓力 、引風機電流、 排煙溫度、 返料器溫度表計的變化，來判斷水冷壁管是否出現泄漏。

4.結語

由于循環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重的部位之一，隨著鍋爐運行時間加長，鍋爐水冷壁管磨損問題越突出 我們要采取措施盡可能減少和避免磨損，延緩鍋爐運行周期，減少非計劃停爐次數 如何在鍋爐安全與經濟運行之間選擇最佳運行工況，有待于在今后的鍋爐運行過程中，不斷進行分析，總結經驗，提高鍋爐水冷壁管磨損控制和預防水平，實現鍋爐安全 經濟運行。