循環流化床鍋爐水冷壁管防磨措施

孟建功 張全勝

（1.國電豫源發電有限責任公司，河南 濟源 454650；2.中國循環經濟協會發電分會，北京 100083）

我國大中小型循環流化床鍋爐普遍應用于火力發電廠。電站循環流化床鍋爐水冷壁管的磨損泄漏導致停機占到鍋爐運行事故的30%以上，會造成直接或間接的經濟損失，需要及時采取技術措施防止。

根據循環流化床鍋爐燃燒特點，分析發現爐內灰渣顆粒濃度分布不均或爐膛出口煙氣轉向橫向沖刷是水冷壁管出現偏磨的原因，提出了針對水冷壁管出現偏磨需采取的導流板防磨技術措施，同時在運行調整上采取措施使爐內灰渣顆粒濃度分布均勻以防止水冷壁管出現偏磨，這些方法的應用，收到良好效果。

一、水冷壁管偏磨的現象

循環流化床鍋爐由四面垂直墻（管子）組成的垂直水冷壁（管排）是鍋爐重要的受熱面，是保證CFB鍋全高效運行的重要部件。現行的循環流化床鍋爐內四面垂直水冷壁（墻）由受熱面管子與在管子間設置的扁鋼焊接成管排，學名稱膜式水冷壁，俗稱鰭片（式）水冷壁；膜或鰭片指的就是焊在水冷壁管子間的扁鋼。水冷壁管出現偏磨的現象表現在：在一定標高區域垂直方向2～3m，水平方向2～5m范圍內的水冷壁管子在同一側出現不同程度的磨損（右側或左側），而在另一側幾乎沒有磨損。

水冷壁管出現偏磨的區域一般發生在爐膛中部或爐膛出口煙氣轉向部位。運行中的循環流化床鍋爐出現水冷壁管偏磨的狀況時技術人員用現有技術手段是無法知道和判斷的，隨著鍋爐的長期運行，磨損會越來越嚴重，對鍋爐正常運行危害極大，甚至會泄漏而被迫停爐。

二、水冷壁管偏磨的機理

水冷壁管只有被含塵煙氣橫向（水平方向或者斜向）沖刷才會出現偏磨的現象。含塵煙氣主要包含高濃度的細小灰渣顆粒，高濃度的細小灰渣顆粒水平方向或者斜向沖刷水冷壁管半個側面，出現偏磨的現象。不同部位的偏磨現象分析如下。

（1）爐內灰渣顆粒濃度分布不均勻。在爐膛內在重力作用下灰渣顆粒會從濃度大的地方往濃度小的地方擴散，這樣就產生了灰渣顆粒沿水平方向或者斜向對垂直水冷壁管的沖刷，因為是有方向性的沖刷就導致了水冷壁管偏磨的現象。爐內灰渣顆粒濃度分布不均勻的原因是由于多個給煤口的給煤不均，另一個原因是多個返料口的返料不均；給煤不均導致煙氣中所攜帶的煤燃燒后的灰顆粒濃度不均，返料不均導致煙氣中所攜帶的返料灰濃度不均。

（2）爐膛出口煙氣轉向橫向沖刷水冷壁管。在爐膛中下部煙氣流向是垂直向上對垂直水冷壁管而言是順向流動，磨損不大；煙氣走到爐膛出口附近會產生水平或斜向運動，煙氣被收縮和加速，就產生了煙氣中的灰渣顆粒沿水平方向或者斜向對爐膛出口附近垂直水冷壁管的沖刷，因為是有方向性的沖刷就導致了水冷壁管偏磨的現象。

三、防止水冷壁管偏磨的措施

（1）大力推廣激光熔覆復合耐磨水冷壁管子的使用，特別是對哪些磨損嚴重的水冷壁管子需要更換成新管子時要盡量采用激光熔覆復合耐磨水冷壁管。激光熔覆復合耐磨水冷壁管壁表面與0.5mm厚的耐磨層是冶金熔合永不脫落，除非被磨損掉，復合耐磨層耐磨3～5年，3年內不會出現磨損泄漏。如圖1所示，左側4根水冷壁管子是已經更換成的激光熔覆復合耐磨水冷壁管。

圖1 左側4根是激光熔覆復合耐磨水冷壁管

（2）推廣導流板防磨技術，即在每兩個水冷壁管子間的鰭片上垂直焊接扁鋼，長度覆蓋出現偏磨的區域。導流板厚度6～8mm,寬度35～40mm，導流板的材質選擇耐熱耐磨鋼，導流板兩側滿焊（務必注意不要點焊）。導流板有增大鍋爐蒸發量的作用所以不要大面積的焊接導流板，導流板覆蓋區域超過水冷壁管偏磨區域即可。如圖2所示。

圖2 導流板焊在水冷壁管子間的鰭片上

（3）在運行調整上使各個給煤機給煤量基本一致，給煤均勻就可使爐內灰渣顆粒濃度分布均勻從而減輕水冷壁管偏磨。

（4）在運行調整上使排渣均勻和布風均勻，有利于爐內煙氣中的灰顆粒濃度均勻從而減輕水冷壁管偏磨。

（5）在運行調整上使兩側返料器的返料風壓和返料風量及料腿料位基本一致，有利于爐內煙氣中的灰顆粒濃度均勻從而減輕水冷壁管偏磨。

通過以上措施，水冷壁管偏磨大大減輕，收到良好效果。

[1]岑可法等.循環流化床鍋爐原理設計及運行[M].中國電力出版社，1998.

[2]440t/h超高壓再熱CFB鍋爐說明書[Z].東方鍋爐股份有限公司，2000.