鍋爐故障診斷技術研究

厲恩啟

【摘 要】造成神華福建晉江熱電有限公司鍋爐泄漏的最主要原因是水冷壁磨損問題。因此該公司于2014年上半年實施了水冷壁防磨綜合治理措施，通過對水冷壁進行換管，清除吊裝塊、焊接防磨鰭片，防止大面積側磨、局部敷設可塑料區域兩側邊緣焊接鰭片襯邊、爐膛四角防磨保護四項綜合措施后，水冷壁防磨成效顯著。

【關鍵詞】流化床 鍋爐 防磨 技術

神華福建晉江熱電有限公司一期工程建設裝機容量2×50MW熱電聯產機組，兩臺機組分別于2006年3月和8月投入商業運行。鍋爐是華西能源工業股份有限公司生產的DG-260/9.8-1型高溫高壓、單汽包橫置式、單爐膛、自然循環、高溫分離、全懸吊結構循環流化床鍋爐。鍋爐設計煤種為福建龍巖無煙煤。爐膛頂部標高36.5米，爐膛中上部長寬規格為5638×11250mm，前、后墻水冷壁管各設計144根，左、右墻水冷壁管各設計74根，水冷壁管材質為20G，規格51mm×5mm。

截止2015年5月，兩臺鍋爐已運行約58000小時，共發生5次水冷壁磨損泄漏事件。該公司于2013年初對水冷壁局部磨損區域進行了噴涂防磨，但在2013年及2014年初仍在噴涂區各發生了1次水冷壁磨損泄漏事件。經現場檢查分析，確認防磨噴涂在應對自然磨損方面可取得較好的效果，但在一些局部磨損速率較快的特殊區域防磨效果明顯不佳。對該公司而言，鍋爐水冷壁防磨問題已十分突出，通過單一的治理的方式已無法滿足防止鍋爐水冷壁泄漏的需要。2014年上半年該公司進行了水冷壁防磨綜合治理，治理后兩臺鍋爐未發生水冷壁泄漏事件。

1 水冷壁磨損現狀分析及措施制定

經搭設爐膛滿膛架，對鍋爐水冷壁管進行全面測厚檢查后，分析發現水冷壁存在以下磨損現狀，并制定相應治理措施。

（1）管壁吊裝塊兩側水冷壁管沖刷磨損：因基建期未把好鍋爐安裝質量驗收關，水冷壁管屏起吊點（吊裝塊）未進行清除，造成鍋爐運行后，沿壁下落的內循環灰受到吊裝塊的阻攔，向兩側水冷壁管形成八字形沖刷。兩臺鍋爐水冷壁上共存在92個吊裝塊，主要布置于爐膛標高15米、17米、28米、38米層，每個吊裝塊兩側水冷壁管均存在一定程度的磨損現象，并且磨損點程深溝式，磨損減薄量無法用測厚儀進行測量。因吊裝塊布置點分散，清除工作量大，該公司曾采取對管子上八字磨損深溝進行補焊臨時處理的措施，但仍無法達到防止此處磨損泄漏的目的。遺留吊裝塊問題已成為造成該公司鍋爐水冷壁磨損泄漏的最大風險因素。治理措施：對遺留吊裝塊兩側水冷壁管進行更換，達到清除吊裝的目的。

（2）大面積側磨：爐膛后墻中部標高16-19米區域、左（右）墻標高19-22米區域、前墻標高22-26米區域水冷壁存在較大面積的側磨，并且部分點壁厚已磨損至3.0mm以下。治理措施：該磨損現狀主要為爐膛內擾動風沖刷造成，故采取焊接防磨鰭片，減小擾動風攜帶物料貼壁沖刷的現象。

（3）局部敷設澆注料區域兩側磨損：鍋爐4個中部壓力測點、3個水冷蒸發屏下部穿墻區、4個屏式過熱器下部穿墻區，共11個敷設澆注料的區域與兩側水冷壁管過渡邊緣存在磨損。治理措施：該磨損現狀主要為可塑料邊緣敷設不平齊，造成沿壁下落的內循環灰沖刷磨損。故采取在11個敷設澆注料區域的邊緣焊接鰭片襯邊，使可塑料邊緣平齊，避免沖刷。

（4）爐膛四角不規則磨損：爐膛四角由衛燃帶可塑料（標高14米）至爐頂區域均存在四角不規則磨損現象，并且磨損點因位于角部，無法用測厚儀進行檢測。治理措施：將爐膛四角五根水冷壁管用可塑料進行敷設，并在可塑料兩側邊緣用鰭片襯邊處理，確保邊緣平齊。

2 防磨措施技術要求

2.1 對水冷壁進行換管，清除吊裝塊

（1）水冷壁換管以遺留吊裝塊為中心，上下各取300mm，共更換總長600mm。（2）水冷壁切割時，應使用機械切割。（3）切割時，先切下口，然后對下口進行封堵后，再切割上口。（4）水冷壁管焊接前，必須對管子焊口加工坡口，坡口應使用專用工具，確保坡口整齊，符合標準。（5）水冷壁對接焊口及鰭片焊縫均應平滑過渡，凹坑及凸起部分不得超過1mm。（6）焊接應由持有高壓焊工證人員進行操作，應確保焊接工藝，避免產生焊瘤、虛焊、漏焊等情況，新焊口應進行100%射線探傷。

2.2 焊接防磨鰭片，防止大面積側磨

防磨鰭片安裝示意圖1所示：

圖1 防磨鰭片安裝示意圖

（1）焊接鰭片長度由項目負責人根據現場標識情況，向施工人員進行交待。（2）必須根據現場標識位置及長度，逐根量好尺寸，并根據尺寸下料。（3）為確保頂部統一角度，施工時應先制做樣版。（4）鰭片下料必須用機械切割，確保端面平整。（5）將防磨鰭片焊在側磨區中部，與管子圓弧切線面保持垂直，應履蓋管子最薄點。（6）鰭片安裝時，應由鉗工整條預放好，由上至下每隔15cm雙面點焊，待鰭片完面定位后，再由上至下燒焊，確保鰭片垂直。（7）所有對接焊縫應進行打磨，確保焊縫整齊平滑，凹坑及凸起部分不得超過1mm。（8）鰭片頂部兩側應打磨，實現水冷壁管與鰭片平滑過渡。（9）焊接應由持有高壓焊工證人員進行操作，應確保焊接工藝，避免產生焊瘤、虛焊、漏焊等情況。

2.3 局部敷設可塑料區域兩側邊緣焊接鰭片襯邊

可塑料兩側邊緣防磨襯邊示意圖2所示：

圖2 可塑料兩側邊緣防磨襯邊示意圖

（1）將可塑料兩側邊緣敲除，對已磨損的水冷壁管進行補焊處理。（2）焊接襯邊鰭片時，應在現有可塑料敷設的區域再向外擴展1根水冷壁管的范圍，確保目前補焊點被新的可塑料敷蓋。（3）焊接鰭片長度由項目負責人根據現場澆注料高度，向施工人員進行交待。（4）必須根據現場標識位置及長度，逐根量好尺寸，并根據尺寸下料。（5）為確保頂部統一角度，施工時應先制做樣版。（6）鰭片下料必須用機械切割，確保端面平整。（7）將防磨鰭片焊在水冷壁管中部，與管子圓弧切線面、水平面保持垂直。（8）鰭片安裝時，應由鉗工整條預放好，由上至下每隔15cm雙面點焊，待鰭片完面定位后，再由上至下燒焊，確保鰭片垂直。（9）鰭片外側點焊處應進行打磨，確保表面平滑，凹坑及凸起部分不得超過1mm。（10）鰭片頂部兩側應打磨，實現水冷壁管與鰭片平滑過渡（主要質檢點）。（11）焊接應由持有高壓焊工證人員進行操作，應確保焊接工藝，避免產生焊瘤、虛焊、漏焊等情況。

2.4 爐膛四角防磨保護

（1）四角防磨可塑料敷設起點與衛燃帶可塑料進行對接，沿四角一直沿升至爐膛頂部。（2）可塑料共敷設設角部5根水冷壁管，并且邊緣同樣采用鰭片襯邊技術，確保側面平齊。（3）爐膛角部待敷設可塑料區域應預焊V字形，材質為1Cr18Ni9Ti的耐熱銷釘。銷釘采用橫縱交錯布置，間距為8cm，以防止敷設的可塑料脫落。（4）鰭片采取內側單面焊，外側點焊，其它安裝工藝要求與可塑料區域兩側邊緣焊接鰭片襯邊安裝工藝相同。

3 成效分析

（1）兩臺鍋爐水冷壁防磨治理技術措施實施后，鍋爐水冷壁受熱面積雖然減少約3.6%，但其不同于防磨梁的效果，未對爐膛內循環灰貼壁流造成影響，故其只提高爐膛床溫約5℃，對鍋爐運行未造成影響。（2）防磨鰭片的增加，解決了局部區域因爐內擾動風造成的側磨的問題。（3）遺留吊裝塊兩側水冷壁管八字形磨損隱患得到徹底消除。（4）局部敷設可塑料區域兩側邊緣焊接鰭片襯邊技術，避免了可塑料兩側與水冷壁管過渡區不平整造成的磨損問題。（5）爐膛四角防磨保護技術，徹底解決了四角不規則區域磨損問題，但因耐磨可塑料的敷設減少了鍋爐水冷壁約3.6%的換熱面積，影響鍋爐床溫升高約5℃。

4 結語

2014年上半年該公司通過全面防磨防爆檢查，認真分析鍋爐水冷壁磨損現狀及磨損規律后，實施了以上水冷壁防磨綜合技術措施，有針對性地解決了鍋爐水冷壁存在的磨損突出問題，確保了鍋爐連續安全運行，順利實現兩臺機組全年利用8000小時的生產計劃指標。截止到2015年5月26日，#1鍋爐連續運行303天，#2鍋爐連續運行337天，水冷壁防磨達到了顯著效果。