內容摘要：針對石獅熱電廠2×35t/h＋2×75tT/h四臺型循環流化床鍋爐運行多年來遇到的豎埋管、低溫過熱器、蒸發管束等受熱面磨損問題，分析其原因，采取了針對性的改進性維修措施，提高了鍋爐運行的可靠性和經濟性，取得良好的效果。

1  概況

    循環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沖刷，管壁表面受到劇烈的磨損，發生局部受熱面壁厚減薄，導致爆管緊急停爐，這種磨損爆管嚴重威脅著循環流化床鍋爐安全連續運行。如何減小或降低磨損，防范爆管事故的發生，就成為運行維護需要解決的問題。現結合我公司4臺ＣＦＢ鍋爐（2臺DG35-3.82/17、2臺DG75-3.82/11）自1998年底陸續投運以來，經過近6～8年來的運行，共出現磨損爆管22次（見表1）。對此，我們針對爆管成因進行認真分析，采取措施，采取防磨抗磨措施，爆管停爐次數明顯減少，提高了設備運行的可靠性。

2  受熱面磨損成因及處理

    2.1  DG35鍋爐豎埋管磨損

    2臺DG35-3.82/17鍋爐是東方鍋爐廠為燃用福建無煙煤設計的單汽包自然循環、中溫旋風分離的低循環倍率鍋爐。福建無煙煤碳化程度高、揮發份超低（Vdaf≤5.0%），著火和燃盡均十分困難，發熱量較高，煤質脆易爆裂、熱穩定性差，細顆粒含量大，但灰熔化點低、易結渣。為保證煤在密相區的燃燒份額以及鍋爐達到額定出力，鍋爐廠特在密相區四周布置豎埋管以充分利用濃相區傳熱系數高的優點使鍋爐緊湊并節約鋼材耗量，并在豎埋管外徑上面焊環型防磨片。鍋爐正常運行時，豎埋管長期被浸在高溫的床料中受到高溫床料的沖刷，材質為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重。投運兩年多（累計運行20875h），2#爐一根豎埋管下部彎頭因磨損爆管被迫緊急停爐，檢查發現個別豎埋管管壁磨損已經超過壁厚1/2。

2002年春節檢修期間，將1#、2#爐的豎埋管全部更換，并在易磨損部位增加防磨片，由于防磨片運行1年發現磨損問題還是沒有根除。后來，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

    改進停爐檢查發現莫來石可朔料良好，基本無脫落，延長了豎埋管的使用壽命，但是此方法會對料床阻力和局部傳熱產生影響，經運行后發現鍋爐出力減少1～2t/h，高負荷時主蒸汽溫度超溫調節困難。最后，只能從防磨片材質上著手，選用φ16的1Cr18Ni9Ti不銹鋼圓鋼自制環形防磨片，更換后運行至今（累計運行18000 h左右），每次停爐檢查無發現更換后的不銹鋼防磨片氧化、磨損現象，大大延長了豎埋管的使用壽命，減少了因爆管事故停爐而帶來得經濟損失，取得良好的經濟效益。

    2.2  DG35低溫過熱器磨損

    1#、2#鍋爐低溫過熱器管子為屏式布置，運行2年（累計運行17000 h左右）后因磨損首次爆管，磨損部位都在正對旋風分離器入口中間12～34根5排以內的管子及其處于水平煙道底部的彎頭。分析其磨損原因為：(1) 低溫過熱器布置在旋風分離器前，由于旋風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入分離器時，造成煙氣的流速加快，增加對低溫過熱器管子的沖刷；(2) 560～650℃的含灰煙氣沖刷低過管，灰粒的硬度和動能對低過管的迎風面產生較大的磨削作用；(3) 入爐煤細粉所占比例過大，小于1mm的顆粒重量百分比超過50%，遠高于30%的設計值；煤粒在揮發份析出階段破碎和燃燒過程磨損、擠壓又產生大量細顆粒，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) 長期處于高負荷狀態下運行，飛灰濃度增加，加劇了磨損。

    2臺35t/h鍋爐利用計劃檢修時間（2003年2月），更換了正對分離器入口22片（第12～34片）低過管，并且低過管材質由20g更換為12Cr1MoV，還把壁厚由3.5mm加大到5.0mm（外徑不變），而且在其迎風面上加裝防磨罩。理論上看來此方法會影響低過傳熱效果和增大水平煙道阻力，但是經運行實踐表明，鍋爐蒸發量和汽溫調節特性無明顯變化，排煙溫度也基本沒有升高。而低過的磨損得到較好的改善，延長了使用周期。在每次停爐檢查時，只有少部分防磨片輕微磨損外，低過管母材外壁良好。

為此，提前對3#、4#鍋爐低過做了防磨措施，在易磨損部位加裝防磨罩，平時停爐檢修中加強對管子和防磨罩的檢查，對磨損、脫落的防磨罩及時更換，已能夠較好地控制低過磨損。

    2.3  DG75（3#、4#）鍋爐蒸發管束磨損

DG75/3.82-11型循環流化床鍋爐（如圖2）是為燃用福建無煙煤而設計的中溫旋風分離、中循環倍率CFB鍋爐，該爐型充分考慮了福建無煙煤的特性，在設計上采取了中物料循環倍率、高爐膛、爐膛出口段布置蒸發受熱面、風力播煤結構、風道點火器等特點，在運行中表現出燃料適應性廣、負荷調節性能好、燃燒效率高、連續運行時間長等優點，多次連續運行3000h以上。

    3#爐運行2年后，蒸發管束管子在運行中因磨損首次爆管，檢查發現嚴重磨損部位都在水平段分別靠兩側墻且偏后墻的煙氣走廊附近的1～10排以內的管子及彎頭、和垂直段靠正對旋風分離器進口兩側的1～8排以內的管子。分析其磨損原因為：(1)蒸發管束水平段處于1000℃左右的煙氣高溫區，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，造成蒸發管束兩側煙氣的流速加快，增加對蒸發管束管子的沖刷加劇。(3)蒸發管束前、后布置，在水平段的連結處形成煙氣走廊，加快對該處彎頭的磨損。

圖2  DG75/3.82-11型鍋爐主視圖

     蒸發管束處于高溫區，兩根管排間距小，防磨工作相對較難，且兩側管子和水平段彎頭已磨損均超過1/3。為了能夠提高鍋爐運行的可靠性，公司利用2005年春節檢修期間更換蒸發管束水平段管子，并在新管迎風面采用超音速電弧噴涂技術噴涂不小于0.5mm厚的LX88A高鉻鎳陶瓷粉末絲材，在易磨損部加扣防磨罩。經過了近兩年的運行，在檢修過程中檢查發現少部分防磨罩與包箍焊縫氧化脫落，管子無磨損現象；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。通過以上措施和加大檢修中對磨損情況檢查，并及時恢復防磨罩的完整，已基本解決蒸發管束的磨損問題。

    2.4  省煤器磨損

    3#爐運行2年左右，省煤器在后起25根管子（共45根）左側彎頭迎風面處因磨損首次爆管。受省煤器結構限制，無法掌握其磨損狀況，后來運行一段時間發展到后墻第1根管排第五排中部迎風面磨損爆管。分析其磨損原因為：（1）煙氣從旋風分離器出口段流入尾部煙道時，作了90°的轉彎，煙氣中飛灰顆粒在離心力的作用下，向煙道后墻的一側集中，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域。（2）省煤器處于550℃左右的低溫區，灰粒變硬，則灰粒的磨損性加大，省煤器的磨損加劇。（3）兩側彎頭及穿墻管處于“煙氣走廊”的一邊，煙氣流速加大對其的沖刷。

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

0.5mm噴涂層，并在煙氣走廊處加護板。經過對更換下來的舊省煤器蛇形管進行測厚，位于靠近煙道后墻的1～10排管子、兩側墻附近的省煤器管彎頭及穿墻管磨損嚴重。

受省煤器結構限制，所采取的防磨措施屬于被動增加易磨損部位的耐磨性來延長省煤器的壽命；而且煙氣走廊加了護板，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，達到其它受熱面地壽命，還要作進一步地努力。

3  結束語

     我公司針對循環流化床鍋爐受熱面磨損總結，基本掌握了受熱面易發生磨損爆管的部位，在日常維護中，對易磨損部位重點檢查，采取必要防磨抗磨措施，大大延長了設備運行時間，取得了較好的效果。

參考文獻

[1] 浙江大學熱能工程研究所．循環流化床鍋爐燃燒福建無煙煤的試驗研究[A]．1995

[2] 岑可法，倪明江等著．循環流化床鍋爐理論設計與運行[M]．北京：中國電力出版社．1998．

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

文章作者：福建省石獅熱電有限責任公司  莊松田  俞金樹