循環(huán)流化床鍋爐床溫熱電偶易損原因分析及應(yīng)對措施

1、    循環(huán)流化床鍋爐床溫熱電偶易損原因分析及應(yīng)對措施    王柯 劉士永摘要：通過對鍋爐熱電偶的改造，實現(xiàn)經(jīng)濟和安全效益的雙贏。關(guān)鍵詞：鍋爐、熱電偶、高鉻鐵套管、耐磨。一、引言：隨著社會的發(fā)展和進步，我國對于環(huán)保方面的要求也進一步嚴格。我公司的鍋爐采用的是循環(huán)流化床燃燒技術(shù)，其在節(jié)約能源、調(diào)節(jié)負荷、控制污染及燃料適應(yīng)性等方面具有非常突出的優(yōu)點。我廠的鍋爐系統(tǒng)一直運行穩(wěn)定。但是，由于循環(huán)流化床鍋爐特殊的燃燒方式，易損件的磨損問題尤其是爐床測溫熱電偶的經(jīng)常性損壞一直是影響其長期安全運行的重要因素。二、損壞原因分析：循環(huán)流化床鍋爐在燃燒過程中，爐內(nèi)床料在煙氣

2、攜帶下沿著爐膛上升，經(jīng)爐膛上部出口進入分離器，然后在分離器中進行氣、固兩相分離，之后煙氣經(jīng)爐膛上部出口，進入鍋爐尾部煙道；同時，分離出來的固體粒子，經(jīng)回料閥再次返回到爐膛下部。在循環(huán)流化床鍋爐的整個運行過程中，含有燃料、燃料灰、石灰石及其反應(yīng)產(chǎn)物的固體床料，在爐膛-分離器-料閥-爐膛這一封閉循環(huán)回路里處于不停的高溫循環(huán)流動中，并在爐內(nèi)900左右的高溫中進行高效率燃燒及脫硫反應(yīng)。床料除在這一回路中作外循環(huán)流動外，其在重力作用下，還在爐內(nèi)不斷地進行著內(nèi)循環(huán)流動。經(jīng)過長期沖刷，安裝在爐膛四周的16支測溫熱電偶，在爐內(nèi)燃料的整個循環(huán)過程中造成不同程度磨損，同時煤粉燃燒過程中產(chǎn)生的h2s、so2、nh3

3、、co2等強腐蝕性氣體，也是造成熱電偶損壞的重要因素，均給裝置生產(chǎn)帶來了安全隱患。綜上所述，熱電偶保護套管在上述爐內(nèi)所處環(huán)境下主要受到的危害有：機械物理的摩擦損壞；高溫下材料的硬度和韌性降低；強腐蝕氣體的氧化或硫化嚴重。三、改造前狀況：在改造前我廠所用熱電偶為wrnk-331mn型，高鉻襯管為直徑45mm，壁厚5mm敞口套管，對裸露的測量端保護不夠， 其套管在此環(huán)境中易受腐蝕，變細，彎曲，斷裂，套管一旦斷裂后熱偶芯極易損壞（經(jīng)過我們的調(diào)查檢修發(fā)現(xiàn)，套管彎曲是導致熱電偶損壞的最主要原因，約占總損毀量的80%，導致熱電偶的使用壽命一般在3050天左右）。另外經(jīng)過我們在對熱電偶長期檢修維護的過程中發(fā)

4、現(xiàn)，熱電偶外套易結(jié)瘤結(jié)渣，從而與鍋爐壁緊密相連，致使常規(guī)方式不能對損壞的熱電偶進行更換，每次都必須用錘子敲打甚至動用切割機強力破壞，才能拆下?lián)p害的熱電偶，這大大降低了工作效率。熱電偶套管的壽命也和現(xiàn)場的工況有關(guān)，如溫度，流速（風速），顆粒物的大小及堅硬度，耐磨頭的長度（入爐的長度），保護管直徑等因素。四、改造過程：我們找到了導致熱電偶壽命變短的原因，從而有針對性的制定出了若干應(yīng)對措施。主要采取了兩種手段，一是提高套管材料硬度防止遭受機械損壞，二是在熱電偶及其周圍之間插入一個屏蔽套，這樣可使熱電偶盡可能保持在接近其最佳的氣氛中。長期的生產(chǎn)實踐證明，選用合適的熱電偶保護套管對于延長熱電極的使用壽命

5、以及提高測溫的準確度是相當重要的。所以本次改造也主要是對熱電偶套管的改造，同時我們也從安裝位置、測量位置（不違背工藝測量要求）等方面做好熱電偶改造過程中所進行的改進和防沖擊等防護措施。經(jīng)過多次實驗后我們決定將高鉻鑄鐵作為套管的主要材料。含鉻量30%的高鉻鑄鐵具有優(yōu)良的耐熱、耐磨、抗氧化的優(yōu)良特性。而這正是我廠需要的熱電偶應(yīng)有特性。所以我們采用這種高鉻鑄鐵材料。具體的改造過程為：準備工作：購買高鉻鑄鐵、收集或拆除廢舊法蘭、收集廢舊接線盒，找磁環(huán)和恒溫箱，準備工具等。制作套管：將高鉻鑄鐵和廢舊法蘭焊接，并與接線盒組裝。制作熱電偶絲：將廢舊k型熱電偶絲或新購熱電偶絲處理后焊接，穿磁環(huán)。將制好的熱電偶

6、在恒溫箱中標定。將標定合格的熱電偶裝入套管中，并接線完成。另外我們在保證測溫反應(yīng)速度和精度，滿足工藝需要的情況下，我們減少了套管的插入深度，從而更加有效的保證了鍋爐熱電偶的使用壽命。最后，我們對本次改造的熱電偶，鑒于爐膛負壓對爐壁外部施工條件要求不高的情況，為了安裝的更加方便合理，我們采用了活動法蘭盤的方式制作，它可以隨時調(diào)節(jié)熱電偶套管在爐膛壁內(nèi)的插入深度。五、改造效果：鍋爐經(jīng)過改造完成后，我們的熱電偶由原來的2個月的使用周期增加到了6個月以上，目前除套管個別被檢修人員意外砸斷之外，其余熱電偶都在繼續(xù)使用中。六. 結(jié)束語耐磨熱電偶的使用壽命和爐膛的開孔位置，煤質(zhì)，爐子大小，爐膛實際溫度，熱電偶耐磨段的材料，安裝方式等因素都有影響。我們會繼續(xù)關(guān)注市場上最新耐高溫，耐腐蝕，耐沖刷材料的使用，以便轉(zhuǎn)換應(yīng)用到我們的改造中。以后可采購不同線徑鎳鉻、鎳硅熱電偶絲和瓷環(huán)及適合不同環(huán)境的外套管進行加工制作并推廣全公司，另外還要從影響熱電偶使用