循環流化床鍋爐水冷壁管檢修

陳月華 張道福 趙原 師玉偉 韓小玲

1. 概述

我公司現有260t/h循環流化床鍋爐3臺，2008年投運。隨著投運時間的增長，水冷壁管的磨損現象也越來越嚴重。由于我公司蒸汽供應一直非常緊張，鍋爐水冷壁管始終沒有徹底大修更換的機會，所以現在平均每運行3～6個月，就要對水冷壁管進行一次局部檢修更換。在多次檢修過程中，我們摸索出部分檢修經驗，下面將詳細介紹。

2. 水冷壁簡介

我公司260t/h流化床鍋爐水冷壁屬于膜式水冷壁，是由多組鰭片管組焊在一起的整體管屏，水冷壁管規格為φ60mm×5mm，材質為20G，其結構如圖1所示。水冷壁管屏部件如圖2所示。

3. 水冷壁管檢修前期準備

鍋爐水冷壁管主要失效形式是壁厚減薄泄漏，因此每次停爐檢修時，首先要安排檢測人員使用超聲波測厚儀對水冷壁管的厚度進行全面檢測，把水冷壁管減薄部位找出來，做好標示以進行更換。

當確定好更換部位以后，首先要把原水冷壁管內的水徹底排凈，然后關閉所有進出口閥門，防止焊接時水冷壁管內形成氣流，影響焊接質量。然后根據標示，把需要更換的水冷壁管切割下來，打磨好坡口；測量出需更換水冷壁管的實際長度，截取新的水冷壁管時應對水冷壁管進行仔細的目視檢查，確保截取部分沒有肉眼可見的表面缺陷，截取時應保證尺寸精確。坡口應打磨干凈，坡口及內外側表面20mm范圍內的油垢、鐵銹、雜質、毛刺和表面漆層或噴涂層必須徹底清除，直至露出金屬光澤。尤其是與新水冷壁管對接的原水冷壁管焊縫附近，因為原水冷壁一般都噴涂過耐磨合金涂層，更應打磨干凈，否則極易出現裂紋等缺陷。由于相鄰兩根水冷壁管間距非常小，一般在15mm左右，因此檢修時一定要準備好直磨機和φ 100mm的角向式磨光機，以方便坡口內、外部的磨削和清理。

4. 水冷壁管的組對

坡口清理合格以后方可進行組對，組對時預留1.0 ～2.0mm 的間隙以保證焊透。應避免間隙過小或過大，過小容易造成未焊透，過大填充焊縫金屬太多，焊后容易引起收縮而造成焊接應力。組對時坡口形式如圖3 所示，其中坡口角度α=6 0°±5°，根部間隙b=1.0～2.0mm，鈍邊P=0.5～2.0mm，壁厚δ=5mm。

圖1 膜式水冷壁

圖2 鍋爐水冷壁管屏部件

圖 3

對口時應保證管壁平齊，對口錯變量≤0.5mm，＞0.5mm時應割除重新對口。由于鍋爐水冷壁管開始安裝時都是鍋爐廠預制好的管屏，而檢修時實際檢修更換的部位不一定都位于原來的同一塊管屏上，這就可能造成水冷壁管之間間隙不完全一樣的現象。當中間鰭片寬度不合適時，應由熟練的氣割操作人員割開鰭片，以單根水冷壁管進行對接。當水冷壁管長度截短造成組對間隙過大時，也應重新截取水冷壁管重新組對。

組對水冷壁管時，定位焊的焊點不得存在裂紋、氣孔及其他缺陷，如發現缺陷必須徹底清除。在水冷壁管的端部必須采用彎曲半徑與原水冷壁管一致的管子，保證水冷壁管管排屏的形狀連續無突變，否則開爐后膨脹量不一致，產生應力極易開裂。

5. 水冷壁管的焊接

施焊前為防止管壁上存在殘留水滴，可用割槍火焰略微烘烤一下或用氣體吹掃一下待焊部位。焊接時應采用氬電聯焊或全氬弧焊焊接，氬電聯焊焊接參數如表1所示，全氬弧焊焊接參數如表2所示。

由于水冷壁管間距非常小，焊工應使用細嘴氬弧焊槍進行焊接，以防兩根水冷壁管之間間隙太小，粗嘴氬弧焊槍伸不進去無法焊接的現象。焊接時采用短弧，焊槍盡可能與工件表面垂直，焊嘴與焊件間距離不超過10mm，應提前送氣，滯后停氣，有利于氬氣對焊接熔池的保護。焊槍和焊絲可稍作橫向擺動，保證坡口兩側熔透；同時，要控制好熔池溫度防止產生焊穿和焊瘤缺陷。收弧時將弧坑填滿，防止出現弧坑裂紋、縮孔等缺陷，收弧可采用減慢焊速多加焊絲法完成。每道焊縫需焊接兩遍，兩遍焊縫節點不能重合，第二次焊道的節點應與第一層焊道錯開15mm以上。焊接第二道前要對第一道焊縫進行仔細檢查，發現缺陷時應立即消除，確認沒有焊接缺陷后再進行第二道的焊接。第二道焊完以后同樣仔細檢查。在接頭部位，要用磨光機打磨弧坑，將弧坑處的收弧裂紋和氣孔等焊接缺陷清除。打底層焊接完后，用磨光機或銼刀清除表面氧化膜。焊接時應注意控制焊接電流和熱輸入不要太大，以防產生咬邊和燒穿等現象。焊工焊接時嚴禁在水冷壁管非焊接部位進行引弧和打火，以免對水冷壁管造成損傷，嚴禁在水冷壁管上亂點亂焊。

具體焊接參數如下：焊接時爐膛內部焊縫余高≤1.5mm，焊縫余高太高容易形成渦流，造成燃煤顆粒對焊縫突出部分沖刷磨損加劇的現象，前面的控制對口錯邊量也是基于這一原因。施焊過程中如果產生了焊接飛濺，焊后必須打磨干凈。如果條件允許，盡量在白天進行焊接，在夜間進行時，應保證充足的照明以便進行檢查。

6. 焊后檢測與處理

焊接完成后，首先由施焊人員進行自查，自查合格后由專業質檢員進行表面檢測，合格后進行水壓試驗，水壓試驗合格后進行耐磨涂層噴涂，部分部位還需要使用澆筑料進行澆筑。質檢人員對每次更換部位都要詳細記錄，并標示出更換部位、更換長度、施焊焊工，存檔備查。

7. 結語

綜上所述，循環流化床鍋爐水冷壁管檢修的關鍵環節在于組對和焊接，另外前期準備及焊后檢驗處理也非常重要，扎扎實實地控制好以上幾個環節，對于提高鍋爐水冷壁管的檢修質量意義重大。

表1 氬電聯焊焊接參數

表2 全氬弧焊焊接參數