內(nèi)容摘要：針對(duì)石獅熱電廠2×35t/h＋2×75tT/h四臺(tái)型循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行多年來(lái)遇到的豎埋管、低溫過(guò)熱器、蒸發(fā)管束等受熱面磨損問(wèn)題，分析其原因，采取了針對(duì)性的改進(jìn)性維修措施，提高了鍋爐運(yùn)行的可靠性和經(jīng)濟(jì)性，取得良好的效果。

1  概況

    循環(huán)流化床鍋爐受熱面管束受到煙氣中大量的飛灰顆粒的高速?zèng)_刷，管壁表面受到劇烈的磨損，發(fā)生局部受熱面壁厚減薄，導(dǎo)致爆管緊急停爐，這種磨損爆管嚴(yán)重威脅著循環(huán)流化床鍋爐安全連續(xù)運(yùn)行。如何減小或降低磨損，防范爆管事故的發(fā)生，就成為運(yùn)行維護(hù)需要解決的問(wèn)題?，F(xiàn)結(jié)合我公司4臺(tái)ＣＦＢ鍋爐（2臺(tái)DG35-3.82/17、2臺(tái)DG75-3.82/11）自1998年底陸續(xù)投運(yùn)以來(lái)，經(jīng)過(guò)近6～8年來(lái)的運(yùn)行，共出現(xiàn)磨損爆管22次（見表1）。對(duì)此，我們針對(duì)爆管成因進(jìn)行認(rèn)真分析，采取措施，采取防磨抗磨措施，爆管停爐次數(shù)明顯減少，提高了設(shè)備運(yùn)行的可靠性。

2  受熱面磨損成因及處理

    2.1  DG35鍋爐豎埋管磨損

    2臺(tái)DG35-3.82/17鍋爐是東方鍋爐廠為燃用福建無(wú)煙煤設(shè)計(jì)的單汽包自然循環(huán)、中溫旋風(fēng)分離的低循環(huán)倍率鍋爐。福建無(wú)煙煤碳化程度高、揮發(fā)份超低（Vdaf≤5.0%），著火和燃盡均十分困難，發(fā)熱量較高，煤質(zhì)脆易爆裂、熱穩(wěn)定性差，細(xì)顆粒含量大，但灰熔化點(diǎn)低、易結(jié)渣。為保證煤在密相區(qū)的燃燒份額以及鍋爐達(dá)到額定出力，鍋爐廠特在密相區(qū)四周布置豎埋管以充分利用濃相區(qū)傳熱系數(shù)高的優(yōu)點(diǎn)使鍋爐緊湊并節(jié)約鋼材耗量，并在豎埋管外徑上面焊環(huán)型防磨片。鍋爐正常運(yùn)行時(shí)，豎埋管長(zhǎng)期被浸在高溫的床料中受到高溫床料的沖刷，材質(zhì)為20G的防磨片被氧化磨損后，管壁開始被沖刷磨損，尤其是在下部彎頭、上部穿墻離墻1～4mm的正上方、人孔門、回料口、給煤口等部位磨損比較嚴(yán)重。投運(yùn)兩年多（累計(jì)運(yùn)行20875h），2#爐一根豎埋管下部彎頭因磨損爆管被迫緊急停爐，檢查發(fā)現(xiàn)個(gè)別豎埋管管壁磨損已經(jīng)超過(guò)壁厚1/2。

2002年春節(jié)檢修期間，將1#、2#爐的豎埋管全部更換，并在易磨損部位增加防磨片，由于防磨片運(yùn)行1年發(fā)現(xiàn)磨損問(wèn)題還是沒有根除。后來(lái)，在豎埋管下部彎頭等易磨損部位焊Ф6抓釘并打上40mm厚的莫來(lái)石耐火耐磨可塑料。（如圖1）

圖1  豎埋管下部焊接抓釘示意圖

    改進(jìn)停爐檢查發(fā)現(xiàn)莫來(lái)石可朔料良好，基本無(wú)脫落，延長(zhǎng)了豎埋管的使用壽命，但是此方法會(huì)對(duì)料床阻力和局部傳熱產(chǎn)生影響，經(jīng)運(yùn)行后發(fā)現(xiàn)鍋爐出力減少1～2t/h，高負(fù)荷時(shí)主蒸汽溫度超溫調(diào)節(jié)困難。最后，只能從防磨片材質(zhì)上著手，選用φ16的1Cr18Ni9Ti不銹鋼圓鋼自制環(huán)形防磨片，更換后運(yùn)行至今（累計(jì)運(yùn)行18000 h左右），每次停爐檢查無(wú)發(fā)現(xiàn)更換后的不銹鋼防磨片氧化、磨損現(xiàn)象，大大延長(zhǎng)了豎埋管的使用壽命，減少了因爆管事故停爐而帶來(lái)得經(jīng)濟(jì)損失，取得良好的經(jīng)濟(jì)效益。

    2.2  DG35低溫過(guò)熱器磨損

    1#、2#鍋爐低溫過(guò)熱器管子為屏式布置，運(yùn)行2年（累計(jì)運(yùn)行17000 h左右）后因磨損首次爆管，磨損部位都在正對(duì)旋風(fēng)分離器入口中間12～34根5排以內(nèi)的管子及其處于水平煙道底部的彎頭。分析其磨損原因?yàn)椋?1) 低溫過(guò)熱器布置在旋風(fēng)分離器前，由于旋風(fēng)分離器入口截面積比水平煙道要小得多，且距離分離器入口較近，使大量含塵煙氣集中進(jìn)入分離器時(shí)，造成煙氣的流速加快，增加對(duì)低溫過(guò)熱器管子的沖刷；(2) 560～650℃的含灰煙氣沖刷低過(guò)管，灰粒的硬度和動(dòng)能對(duì)低過(guò)管的迎風(fēng)面產(chǎn)生較大的磨削作用；(3) 入爐煤細(xì)粉所占比例過(guò)大，小于1mm的顆粒重量百分比超過(guò)50%，遠(yuǎn)高于30%的設(shè)計(jì)值；煤粒在揮發(fā)份析出階段破碎和燃燒過(guò)程磨損、擠壓又產(chǎn)生大量細(xì)顆粒，大大提高了分離器入口的飛灰濃度，而磨損與濃度成正比；(4) 長(zhǎng)期處于高負(fù)荷狀態(tài)下運(yùn)行，飛灰濃度增加，加劇了磨損。

    2臺(tái)35t/h鍋爐利用計(jì)劃?rùn)z修時(shí)間（2003年2月），更換了正對(duì)分離器入口22片（第12～34片）低過(guò)管，并且低過(guò)管材質(zhì)由20g更換為12Cr1MoV，還把壁厚由3.5mm加大到5.0mm（外徑不變），而且在其迎風(fēng)面上加裝防磨罩。理論上看來(lái)此方法會(huì)影響低過(guò)傳熱效果和增大水平煙道阻力，但是經(jīng)運(yùn)行實(shí)踐表明，鍋爐蒸發(fā)量和汽溫調(diào)節(jié)特性無(wú)明顯變化，排煙溫度也基本沒有升高。而低過(guò)的磨損得到較好的改善，延長(zhǎng)了使用周期。在每次停爐檢查時(shí)，只有少部分防磨片輕微磨損外，低過(guò)管母材外壁良好。

為此，提前對(duì)3#、4#鍋爐低過(guò)做了防磨措施，在易磨損部位加裝防磨罩，平時(shí)停爐檢修中加強(qiáng)對(duì)管子和防磨罩的檢查，對(duì)磨損、脫落的防磨罩及時(shí)更換，已能夠較好地控制低過(guò)磨損。

    2.3  DG75（3#、4#）鍋爐蒸發(fā)管束磨損

DG75/3.82-11型循環(huán)流化床鍋爐（如圖2）是為燃用福建無(wú)煙煤而設(shè)計(jì)的中溫旋風(fēng)分離、中循環(huán)倍率CFB鍋爐，該爐型充分考慮了福建無(wú)煙煤的特性，在設(shè)計(jì)上采取了中物料循環(huán)倍率、高爐膛、爐膛出口段布置蒸發(fā)受熱面、風(fēng)力播煤結(jié)構(gòu)、風(fēng)道點(diǎn)火器等特點(diǎn)，在運(yùn)行中表現(xiàn)出燃料適應(yīng)性廣、負(fù)荷調(diào)節(jié)性能好、燃燒效率高、連續(xù)運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，多次連續(xù)運(yùn)行3000h以上。

    3#爐運(yùn)行2年后，蒸發(fā)管束管子在運(yùn)行中因磨損首次爆管，檢查發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重磨損部位都在水平段分別靠?jī)蓚?cè)墻且偏后墻的煙氣走廊附近的1～10排以內(nèi)的管子及彎頭、和垂直段靠正對(duì)旋風(fēng)分離器進(jìn)口兩側(cè)的1～8排以內(nèi)的管子。分析其磨損原因?yàn)椋?1)蒸發(fā)管束水平段處于1000℃左右的煙氣高溫區(qū)，防磨片受熱變軟且被氧化變形后管壁開始被沖刷磨損。(2)分離器入口分別布置在爐膛出口兩側(cè)，造成蒸發(fā)管束兩側(cè)煙氣的流速加快，增加對(duì)蒸發(fā)管束管子的沖刷加劇。(3)蒸發(fā)管束前、后布置，在水平段的連結(jié)處形成煙氣走廊，加快對(duì)該處彎頭的磨損。

圖2  DG75/3.82-11型鍋爐主視圖

     蒸發(fā)管束處于高溫區(qū)，兩根管排間距小，防磨工作相對(duì)較難，且兩側(cè)管子和水平段彎頭已磨損均超過(guò)1/3。為了能夠提高鍋爐運(yùn)行的可靠性，公司利用2005年春節(jié)檢修期間更換蒸發(fā)管束水平段管子，并在新管迎風(fēng)面采用超音速電弧噴涂技術(shù)噴涂不小于0.5mm厚的LX88A高鉻鎳陶瓷粉末絲材，在易磨損部加扣防磨罩。經(jīng)過(guò)了近兩年的運(yùn)行，在檢修過(guò)程中檢查發(fā)現(xiàn)少部分防磨罩與包箍焊縫氧化脫落，管子無(wú)磨損現(xiàn)象；為了防止防磨罩脫落，保證其牢固貼在管壁上充分冷卻，使用耐熱鋼絲將其敷扎住的方法。通過(guò)以上措施和加大檢修中對(duì)磨損情況檢查，并及時(shí)恢復(fù)防磨罩的完整，已基本解決蒸發(fā)管束的磨損問(wèn)題。

    2.4  省煤器磨損

    3#爐運(yùn)行2年左右，省煤器在后起25根管子（共45根）左側(cè)彎頭迎風(fēng)面處因磨損首次爆管。受省煤器結(jié)構(gòu)限制，無(wú)法掌握其磨損狀況，后來(lái)運(yùn)行一段時(shí)間發(fā)展到后墻第1根管排第五排中部迎風(fēng)面磨損爆管。分析其磨損原因?yàn)椋海?）煙氣從旋風(fēng)分離器出口段流入尾部煙道時(shí)，作了90°的轉(zhuǎn)彎，煙氣中飛灰顆粒在離心力的作用下，向煙道后墻的一側(cè)集中，使煙氣有局部的最大飛灰濃度，省煤器蛇行管排平行與前墻布置，靠近煙道后墻的幾排管子處于飛灰濃度最大地區(qū)域。（2）省煤器處于550℃左右的低溫區(qū)，灰粒變硬，則灰粒的磨損性加大，省煤器的磨損加劇。（3）兩側(cè)彎頭及穿墻管處于“煙氣走廊”的一邊，煙氣流速加大對(duì)其的沖刷。

為此，在煙氣走廊的入口裝上寬度為200mm的護(hù)板，以增加走廊對(duì)煙氣的阻力，防止局部局部煙速過(guò)高。2005年春節(jié)檢修期間更換對(duì)3#爐省煤器高溫段更換并在迎風(fēng)面加厚

0.5mm噴涂層，并在煙氣走廊處加護(hù)板。經(jīng)過(guò)對(duì)更換下來(lái)的舊省煤器蛇形管進(jìn)行測(cè)厚，位于靠近煙道后墻的1～10排管子、兩側(cè)墻附近的省煤器管彎頭及穿墻管磨損嚴(yán)重。

受省煤器結(jié)構(gòu)限制，所采取的防磨措施屬于被動(dòng)增加易磨損部位的耐磨性來(lái)延長(zhǎng)省煤器的壽命；而且煙氣走廊加了護(hù)板，流通面積變小，引起附近煙速和飛灰濃度增高。要徹底地解決省煤器磨損，達(dá)到其它受熱面地壽命，還要作進(jìn)一步地努力。

3  結(jié)束語(yǔ)

     我公司針對(duì)循環(huán)流化床鍋爐受熱面磨損總結(jié)，基本掌握了受熱面易發(fā)生磨損爆管的部位，在日常維護(hù)中，對(duì)易磨損部位重點(diǎn)檢查，采取必要防磨抗磨措施，大大延長(zhǎng)了設(shè)備運(yùn)行時(shí)間，取得了較好的效果。

參考文獻(xiàn)

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[3] 劉德昌，閻維平．流化床燃燒技術(shù)[M]．北京：中國(guó)電力出版社．1998  

文章作者：福建省石獅熱電有限責(zé)任公司  莊松田  俞金樹