循環(huán)流化床鍋爐水冷壁管磨損的原因分析和預(yù)防措施

1、循環(huán)流化床鍋爐水冷壁管磨損的原因分析和預(yù)防措施     【摘 要】水冷壁管是循環(huán)流化鍋爐受熱面中磨損最嚴(yán)重的部位之一，本文對(duì)75t/h循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行中水冷壁管磨損、泄漏的原因進(jìn)行了分析總結(jié)，并提出相應(yīng)的調(diào)整和改進(jìn)措施，延緩鍋爐水冷壁管的磨損，保證鍋爐安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行?！娟P(guān)鍵詞】循環(huán)流化床鍋爐 水冷壁管 磨損 原因分析 預(yù)防措施 一、前言 合肥天源熱電有公司位于合肥高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)區(qū)，是合肥市熱力公司控股，是一家專(zhuān)業(yè)從事城市熱電聯(lián)企業(yè)，是安徽省首家取得城市集中供熱資質(zhì)企業(yè)。主要向高新開(kāi)發(fā)區(qū)及西熱區(qū)企事業(yè)單位、民用熱用戶供汽和集中供熱。 二、鍋爐概況 合肥天

2、源熱電有限3、4循環(huán)流化床鍋爐（YG-75/3.82-M1）是由濟(jì)南鍋爐集團(tuán)有限公司制造生產(chǎn)的中溫、中壓鍋爐，采用旋風(fēng)分離器組成循環(huán)燃燒系統(tǒng)，爐膛為膜式水冷壁結(jié)構(gòu)，過(guò)熱器分高、低二級(jí)過(guò)熱器，中間設(shè)噴水減溫器，尾部設(shè)三級(jí)省煤器和一、二次風(fēng)預(yù)熱器。 我公司兩臺(tái)循環(huán)流化床鍋爐返料系統(tǒng)鍋爐廠進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)，4鍋爐旋風(fēng)分離器效率較3鍋爐高，正常運(yùn)行中，3鍋爐爐膛差壓在0.3 Kpa左右，4鍋爐爐膛差壓在0.8 Kpa左右，最高時(shí)達(dá)1.4 Kpa。兩臺(tái)鍋爐投運(yùn)一年多，爐膛下部衛(wèi)燃帶與水冷壁管過(guò)渡區(qū)域?qū)雍缚p處（標(biāo)高9360mm）出現(xiàn)泄漏，其中，3鍋爐出現(xiàn)一次，4鍋爐出現(xiàn)三次，造成被迫停爐檢修，進(jìn)行水冷壁管

3、更換，影響正常生產(chǎn)，直接和間接經(jīng)濟(jì)損失都很大。 三、水冷壁管磨損機(jī)理 鍋爐水冷壁管的磨損主要集中在三個(gè)區(qū)域：爐膛下部衛(wèi)燃帶與水冷壁管過(guò)渡區(qū)域管壁的磨損；爐膛四周角落區(qū)域管壁的磨損；不規(guī)則區(qū)域管壁的磨損。 爐膛下部衛(wèi)燃帶與水冷壁管過(guò)渡區(qū)域管壁的磨損原因：一是沿爐膛內(nèi)壁面下流的固體物料在交界區(qū)域產(chǎn)生流動(dòng)方向的改變，因而對(duì)水冷壁管產(chǎn)生沖刷，對(duì)水冷壁管產(chǎn)生磨損；另一個(gè)原因是在過(guò)渡區(qū)域內(nèi)由于沿壁面下流的固體物料與爐內(nèi)向上運(yùn)動(dòng)的固體物料運(yùn)動(dòng)方向相反，在局部產(chǎn)生渦旋流，對(duì)水冷壁管產(chǎn)生磨損。 爐膛四周角落區(qū)域管壁的磨損原因是角落區(qū)域內(nèi)壁面向下流動(dòng)的固體物料密度比較高，同時(shí)流動(dòng)狀態(tài)也受到破壞。 不規(guī)則區(qū)域管壁（

4、如溫度計(jì)、差壓計(jì)等處穿墻管等）的磨損原因主要是不規(guī)則管壁對(duì)局部的流動(dòng)特性造成較大的擾動(dòng)。四、鍋爐水冷壁管磨損、泄漏原因分析 鍋爐水冷壁管出現(xiàn)泄漏，停爐后，對(duì)鍋爐衛(wèi)燃帶處筑爐部位、噴涂區(qū)域及鍋爐運(yùn)行記錄進(jìn)行了檢查、分析。通過(guò)比較發(fā)現(xiàn)4鍋爐磨損情況較3鍋爐嚴(yán)重，磨損部位比3鍋爐多，并且存在一根水冷壁管出現(xiàn)泄漏后，將鄰近的水冷壁管吹壞。聯(lián)系濟(jì)南鍋爐廠相關(guān)部門(mén)，并查閱相關(guān)資料，分析認(rèn)為造成衛(wèi)燃帶處水冷壁管磨損、泄漏主要原因有如下幾點(diǎn)： 1、鍋爐衛(wèi)燃帶處應(yīng)注意避免出現(xiàn)“凸臺(tái)”， 包括水冷壁管對(duì)接焊縫打磨不平形成的“凸臺(tái)”及衛(wèi)燃帶水冷壁管澆注料形成的“凸臺(tái)”。 如果出現(xiàn)“凸臺(tái)”，使得下降灰流與水冷壁管形成

5、了沖擊角，不僅加劇對(duì)接部位的焊口和鰭片的磨損，而且還對(duì)鄰近管子造成嚴(yán)重磨損。這是由于爐內(nèi)循環(huán)物料沿水冷壁向下流過(guò)凸臺(tái)時(shí)改變方向，直接沖刷水冷壁管子的某個(gè)部位，造成該處水冷壁快速?zèng)_刷磨損，尤其是水冷壁管與澆注料接觸的兩側(cè)。 2、鍋爐衛(wèi)燃帶水冷壁管火焰噴涂防磨區(qū)域出現(xiàn)局部材質(zhì)掉落現(xiàn)象，致使水冷壁管產(chǎn)生了切割效應(yīng)，加劇了管壁磨損，如下圖所示： 3、鍋爐運(yùn)行中的煙氣流速是影響鍋爐水冷壁管磨損最主要的因素。研究表明，鍋爐水冷壁管磨損量與煙氣流速的3次方成正比關(guān)系。在鍋爐實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，鍋爐運(yùn)行人員擔(dān)心流化不良，為了提高鍋爐運(yùn)保險(xiǎn)系數(shù)，常以較大風(fēng)量運(yùn)行，造成煙氣流速過(guò)快，嚴(yán)重加劇鍋爐的磨損，同時(shí)增加廠用電

6、量。      五、鍋爐水冷壁管泄漏預(yù)防措施 1、為了避免衛(wèi)燃帶水冷壁管對(duì)接焊縫打磨不平形成的“凸臺(tái)”及衛(wèi)燃帶水冷壁管澆注料形成的“凸臺(tái)”。應(yīng)加強(qiáng)鍋爐安裝及筑爐施工過(guò)程中的檢查、驗(yàn)收工作，保證施工程質(zhì)量。 也可以對(duì)水冷壁管處澆注料爐墻改進(jìn)性，將此處水冷壁管結(jié)合處下方懸空，不進(jìn)行澆注，讓下落的灰直接撞擊澆注料。 同時(shí)，衛(wèi)燃帶水冷壁管對(duì)接焊縫設(shè)計(jì)時(shí)可考慮進(jìn)行上移或下移，以避免在焊縫處形成的“凸臺(tái)”，造成水冷壁管磨損。 2、定期對(duì)衛(wèi)燃帶水冷壁管進(jìn)行超音速電弧噴涂。超音速電弧噴涂是目前國(guó)際上比較先進(jìn)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

7、熔化的耐磨合金絲材用高速氣流霧化，并以高速?lài)姷焦ぜ砻嫘纬赏繉拥囊环N工藝?？梢匝泳從p來(lái)延長(zhǎng)鍋爐運(yùn)行周期，是一種技術(shù)經(jīng)濟(jì)性比較好的方法。為了保證超音速電弧噴涂的質(zhì)量，應(yīng)做好施工技術(shù)管理、驗(yàn)收檢測(cè)等過(guò)程中存在的一些技術(shù)問(wèn)題。 3、鍋爐運(yùn)行調(diào)整 （1）嚴(yán)格控制適宜的入爐風(fēng)量，一次風(fēng)在保證正常流化的情況下，合理調(diào)整一、二次風(fēng)配比，一次風(fēng)比例占5060，一次風(fēng)比例占4050，降低煙氣流速，減少水冷壁管的磨損。 （2）控制合適的爐膛差壓、料層差壓。料層差壓偏高，流化風(fēng)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(nèi)灰濃度增大，增加了鍋爐水冷壁管的磨損。 （3）應(yīng)特別注意燃料特性對(duì)磨損的影

8、響，嚴(yán)格控制入爐煤的煤質(zhì)和粒度。流化床鍋爐的燃料適應(yīng)性廣，可以燃用劣質(zhì)煤，但是燃用優(yōu)質(zhì)煤，流化床鍋爐的優(yōu)勢(shì)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(yán)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(yīng)超過(guò)13mm。 4、如何盡早發(fā)現(xiàn)鍋爐水冷壁管出現(xiàn)泄漏 由于循環(huán)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(shí)，如何及時(shí)發(fā)現(xiàn)已出現(xiàn)泄漏的水冷壁管，避免更大范圍的泄漏，結(jié)合鍋爐運(yùn)行情況，提出以下幾點(diǎn)： （1）、鍋爐給水流量與鍋爐主蒸汽流量差值異常變大時(shí)，應(yīng)及時(shí)對(duì)給水流量、蒸汽流量表計(jì)進(jìn)行校驗(yàn)，確認(rèn)流量表計(jì)顯示的正確性

9、。若表計(jì)無(wú)異常，此現(xiàn)象可作為判斷水冷壁管出現(xiàn)泄漏最直接、簡(jiǎn)單依據(jù)之一。 （2）、鍋爐運(yùn)行中，應(yīng)注意觀察衛(wèi)燃帶附近爐墻是否潮濕、是否有泄漏聲等來(lái)判斷水冷壁管是否出現(xiàn)泄漏。 （3）、如果鍋爐燃用煤質(zhì)相對(duì)穩(wěn)定，可通過(guò)鍋爐機(jī)組其他表計(jì)，如蒸汽、給水壓力、引風(fēng)機(jī)電流、排煙溫度、返料器溫度表計(jì)的變化，來(lái)判斷水冷壁管是否出現(xiàn)泄漏。 小 結(jié) 由于循環(huán)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(yán)重的部位之一，隨著鍋爐運(yùn)行時(shí)間加長(zhǎng)，鍋爐水冷壁管磨損問(wèn)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(yùn)行周期，減少非計(jì)劃停爐次數(shù)。如何在鍋爐安全與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行之間選擇最佳運(yùn)行工況，有待于在今后的鍋爐運(yùn)行過(guò)程中，不斷進(jìn)行分析，總