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135MW CFB锅炉局部受热面防磨优化方案
发布时间：2013-08-17 20:22 来源：未知
兖矿济三电力有限公司锅炉为两台440t/h循环流化床锅炉，由哈尔滨锅炉厂制造，该型锅炉特点是：双面水冷屏将燃烧室中上部平分为二，二级过热器和热段再热器为屏式分别平均分布于双面水冷屏两侧。1#、2#锅炉分别于2005年8月和9月投入商业运行。投产半年后，受热面磨损问题开始逐步暴露出来，成为制约锅炉安全、稳定运行的重要因素，经过充分考察论证，逐步对易磨损区域进行改造，启运后效果良好，基本确保了两台机组连续运行3个多月。
1、改造前的运行状况及原因分析
济三电厂CFB锅炉投产后制约锅炉稳定运行的最大问题是给煤管线故障频繁，随着炉前仓加疏松机构、一二级给煤转载点改造、刮板给煤机延长、落煤管变粗等一系列给煤管线改造之后，这一问题得到了彻底解决。另一大问题是受热面磨损问题，虽然初期对局部受热面进行了喷涂，但仍然缓解不了磨损严重影响运行周期这一问题。主要磨损位置及原因如下：
1.1炉膛四角管柬磨损泄漏
炉膛密相区尤其是四角部位受热面管柬是所有受热面管柬中磨损最为严重的部位，基本上每次停炉检查，都有50一60处磨损严重点需要焊补打磨，此处管子规格为+60x8，磨损最严重时会形成深3—4mm，长100mm -道沟。造成这一现象原因有：(1)此处管柬鳍片焊接施工时未打磨平。(2)四角部位管间缝隙上下不均，容易塞住大颗粒灰渣，使此处形成台阶，造成灰料下滑时改变方向所致。(3)与床料流化风调整有关，富通新能源销售生物质锅炉，生物质锅炉主要燃烧木屑颗粒机压制的木屑生物质颗粒燃料。
1.2双面水冷壁的磨损
主要磨损部位为耐火浇注料与管子交界处的磨损。1#锅炉在运行初期曾出现该交界处两根管子磨损泄漏，造成其中一根管子在炉顶棚位置爆管。该位置发生磨损原因是耐火材料施工形状不当引起。此处耐火材料施工时，其外边缘正好与相邻水冷壁管接触，正常运行时下落的大颗粒飞灰当落到上台边缘时改变方向冲刷相邻管壁，造成该位置的快速磨损。当壁厚薄到无法承受锅炉水压时产生泄漏，泄漏点再斜向下冲刷对面的水冷壁管，形成S状往复冲刷，当漏点达到一定程度，大量炉水从该位置泄漏掉造成这两根管在炉顶棚位置过烧以致爆管。所以保证耐磨材料形状是该位置防磨的关键，必须采用合理的浇注料施工方法以保证设计上对耐磨材料的形状要求。
1.3炉膛吊挂屏底部爆管
主要是二级过热器和热段再热器底部管屏浇注料脱落造成的爆管。2#锅炉在运行不到四个月时间，吊挂屏底部浇注料由于长时间磨损脱落造成最下面一根管子磨损泄漏，由于吊屏之间距离较近而基本上又在同一高度，造成附近管子被冲刷泄漏，当冲刷到一定程度时造成爆管。主要原因是此处浇注料施工质量差，另外此处管屏销钉不能很好的固定浇注料，容易使浇注料出现裂缝，降低浇注料的耐磨强度。因此，改变此处浇注料施工工艺和改进此处销钉形状对提高浇注料的耐磨强度尤为重要。
1.4二级过热器过烧爆管
二级过热器下行管屏靠近耐磨材料台阶上约200mm左右处，出现过烧现象，近而造成爆管。主要是由于吊屏结构原因引起流量偏差造成超温。
1.5尾部侧包墙上集箱靠近前管子爆管
l#锅炉出现了侧包墙上集箱与侧包墙前管子焊接处泄漏现象，原因是侧包墙上集箱与侧包墙前管子之间存在微量的热胀差，集箱与管屏之间的光管长度不足以缓冲胀差导致靠近前面管子焊口处应力破坏爆管。
1.6包墙下部前后墙弯管部分出现磨损泄漏
2006年7月份，2#锅炉尾部包墙前墙下部靠近侧墙部位的弯管由于长时间磨损，造成泄漏，近而将附近的冷段再热器蛇形管柬吹漏。如果此种情况继续恶化将有可能把下部省煤器管柬吹漏。
2、受热面磨损的改造方案及结构特点
鉴于锅炉受热面在实际运行过程中出现的问题，济三电厂经过调研，2006年6月份开始在检修中逐步对l#、2#锅炉受热面进行改造。改造密相区四角水冷壁管为防磨管，根据现场实际情况确定改造位置；增加耐磨浇注料施工面积，改变施工部位浇注料结构形状；更换材质性能高的受热面管束，避免超温过烧；增加防磨护板，使灰烟接触不到受热面。
2.1炉膛四角管柬磨损泄漏的解决方案
(1)密相区浇注料上边缘靠近炉膛四角处管束一侧更换4根耐磨管，每根耐磨管长度450mm，耐磨部分覆一层厚度为3mm耐磨涂层，长度为310mm。如图1所示。
(2)炉膛四角密相区浇注料一直做到炉顶部，一侧覆盖3根管，可塑料边缘应做成与第三根管相切。
(3)保证锅炉额定负荷运行时一次风量为180000—190000m3h。
2.2双面水冷壁集箱穿前后水冷壁处耐磨耐火浇注料与管子交界处的磨损
浇注料侧边缘与水冷壁管接合处，应做成斜面与管子外侧相切，浇注料区域上台保持水平，台阶的端部位置应稍微向上翘一下，使灰流从台阶里侧向下流，从而减轻对耐磨材料覆盖区相邻管子的磨损。
2.3二级过热器和热段再热器底部管屏爆管的改造
(1)=级过热器和热端再热器管屏底部浇注料应做成圆弧状，表面应光滑，提高抗冲刷能力。此处销钉应由螺纹钉改为耐热钢T型钉，这样可牢固拉住浇注料，不易脱落。二级过热器下行管屏靠近炉膛中心线的三根管子（从耐磨材料上台下15mm起往上6米）换成SA213-T91材质的管子，提高管子的使用温度到637℃。
(2)尾部包墙上集箱靠近前端管子爆管处，将侧包墙上部炉前的5根管间鳍片开口180mm高的缺口（见图2）。
(3)在尾部烟道包墙下部前后墙弯管区城加阻流板来防止管子的磨损，阻流板具体形式见图3。
3、改造后的运行效果分析
济三电厂l#、2#锅炉局部受热面改造后，在运行过程中取得了非常良好的效果，主要表现在以下几个方面：
(1)基本解决了密相区防磨问题，从磨损情况来看，明显好于改造前，每次停炉检查焊补点不超过10处，尤其是四角部位基本没有磨损。
(2)解决了双面水冷壁集箱穿前后水冷壁处耐磨耐火浇注料与管子交界处的磨损问题，主要是因为此处磨损已不明显，不会再制约锅炉长周期连续运行。
(3)由于改变了管子的材质，使吊屏管束不再过烧爆管。
(4)通过对吊屏底部销钉的形状和浇筑施工工艺进行改造，目前已不再出现该处浇注料脱落，运行情况表明可以有效的避免吊屏底部磨损爆管的现象。
(5)随着侧包墙上部炉前的5根管间鳍片开口，有效的缓冲了集箱和管束间热胀差，此处焊缝不会再次撕裂泄漏。
(6)通过尾部烟道易磨损区域增加防磨护板，使的该处受热面得到有效保护。
4、结束语
由于每台锅炉特性不同，燃料特性及运行时参数调整有所差异，因而受磨损区域和磨损程度不同，在受热面防磨改造过程中工艺也不尽相同。济三电厂通过以上的改造，虽然局部受热面仍存在磨损，但影响只是很小的，不足以制约锅炉长周期连续运行。
