鍋爐各受熱面防磨技術(shù)-畢業(yè)論文

鍋爐各受熱面防磨技術(shù)論文合集CFB鍋爐的磨損形式、機理及防護(hù)措施初探

[內(nèi)容摘要]

本文綜述了CFB鍋爐各部位的磨損形式，分析了其磨損機理，并提出了有效的防范措施，均具有一定的代表性，對解決當(dāng)今迅速發(fā)展的CFB鍋爐運行中出現(xiàn)的磨損問題有一定的參考意義。[關(guān)鍵詞]

流化床、磨損、壁面流、渦流、澆注料。

一、前言近年來，由于循環(huán)流化床（CFB）鍋爐具有的燃燒效率高，煤種適應(yīng)性廣，負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍大，有利于環(huán)保等優(yōu)點，而備受青睞，在我國熱電行業(yè)得到了迅速的推廣使用，但是CFB鍋爐的磨損問題比較突出，嚴(yán)重制約了該爐型長期經(jīng)濟(jì)地運行。本文就長期在75t/h流化床爐實際檢修工作發(fā)現(xiàn)的各受熱面的磨損狀況進(jìn)行了總結(jié)分析，供同行參考借鑒，借以拋磚引玉，希望大家共同來研究探討CFB鍋爐的磨損問題。

二、CFB鍋爐磨損概況CFB鍋爐的磨損主要發(fā)生在：膜式壁、過熱器、省煤器、空氣預(yù)熱器、風(fēng)帽及澆注料。1、膜式壁的磨損膜式壁的磨損位置主要是：與衛(wèi)燃帶交界處；下部密相區(qū)；膜式壁對接焊縫處；四角縫；與爐膛出口、看火孔澆注料相鄰處；布風(fēng)板與落渣管接合處；膜式壁上的凸起物處。1.1膜式壁與衛(wèi)燃帶交界處及密相區(qū)的磨損此種磨損方式比較嚴(yán)重，且較難處理。如果澆注料與膜式壁是如圖一形式，那么沿膜式壁面下降的物料流（即壁面流）在碰到凸起的澆注料時，會改變流向形成渦流，使與澆注料相接處的管壁受到磨損而形成凹溝，形如八字胡，時間長了，管壁會逐漸減薄而泄漏。防范措施：方法一，將凹溝補焊磨平后，貼緊管壁加焊防磨蓋板，但運行一周后，會發(fā)現(xiàn)蓋板與水冷壁上部焊接縫被磨開，并逐漸下磨，直至磨盡，同時管壁也因蓋板凸臺形成的小渦流而磨損減薄，看來加蓋板的方法效果是有限的，需要定期維護(hù)和修補。方法二，目前新型的CFB鍋爐（如濟(jì)鍋75t/h爐466型），采用了將膜式壁折彎，使該處澆注料與膜式壁肋片形成上下一致的垂直平面，如圖二：這樣物料流沿壁面平直下滑，消除了局部渦流區(qū)，使磨損量大大減輕，甚至基本看不出磨損。打衛(wèi)燃帶時，在澆注料施工完畢后拆模板時，一定要檢查澆注料與折彎上部膜式壁肋片過渡要平滑，不能出現(xiàn)臺階或滲漿造成的棱角，可趁澆注料尚未硬化前及時修理，運行一個周期后，要在衛(wèi)燃帶上涂刷一層防磨涂料，以增強耐磨效果。但是此交界處以上1-2m處于密相區(qū)，管壁磨損量相對較大，經(jīng)過2-3年的運行，下部管壁可能減薄到2.0-3.0mm（標(biāo)準(zhǔn)壁厚5mm），如果不采取措施，此區(qū)域管壁的大面積均勻減薄將達(dá)到不得不割換膜式壁的程度，及早預(yù)防大面積減薄的最好辦法是采用電弧噴涂法，在管壁上形成一層致密耐磨的合金涂層，可大大減輕交界處以上密相區(qū)膜式壁的磨損程度。但是我們看到有的電廠掌握不好噴涂高度，先噴了20-30cm，發(fā)現(xiàn)不行，又向上噴了20-30cm，我們在這里介紹一種方法，可用測厚儀從交界處在管壁上向上逐點測量，記錄下厚度，你會發(fā)現(xiàn)越向下壁厚越薄，越向上越厚，到達(dá)某個高度上，厚度基本變化不大，此處即可選為噴涂的上限。我們采用了江蘇南通高欣金屬陶瓷復(fù)合材料公司提供的超高速高性能電弧噴涂技術(shù)，在有下煤口的一面膜式壁上噴了70-80cm，（因為此側(cè)物料濃度相對較高，磨損稍重）其余三面噴了50-60cm，目前運行一年后，涂層仍然完好錚亮，管壁未受任何磨損，只需要在每次停爐后把涂層上緣稍微打磨使其過渡平滑即可。經(jīng)過處理后，膜式壁與衛(wèi)燃帶交界處及密相區(qū)的磨損得到了很好的除銹強度控制。新爐的噴涂最好在一個運行周期過后再進(jìn)行，一則可磨掉微小不平處，二則可顯示出重大凸起和凹陷處便于修補，三則使管壁光滑明亮。1.2膜式壁對接焊縫處的磨損膜式壁的垂直度對磨損程度至關(guān)重要，任何傾斜和壁面凸起物都將帶來嚴(yán)重的磨損。我們在一次測厚中，發(fā)現(xiàn)一根管子下部向內(nèi)傾斜，結(jié)果管壁減薄程度（剩2mm）大大超過其它管子（平均剩4.1mm）管子對接焊縫的小凸臺也會導(dǎo)致焊縫被磨平并使焊縫上部管壁輕微減薄，如圖三所示：在一次泄漏停爐檢查中我們發(fā)現(xiàn)，安裝公司為了膜式壁對接，將肋片割開，管口對接焊好后，再將肋片焊好，但留下了一道道垂直方向的焊瘤凸起帶，使物料流沿焊瘤形成的溝槽向下沖刷管壁，使管壁減薄而泄漏?？梢娔な奖诖怪泵嫔媳仨毐ＷC絕對平直光滑，才能有效避免局部磨損的發(fā)生。但有一種特殊情況，如果在膜式壁上設(shè)置足夠?qū)挾鹊膿醢寤蛉α海▊€別電廠采用）卻可使面壁物流遠(yuǎn)離管壁而使壁面沖刷磨損減輕，但磨損區(qū)域略為上移一段距離，仍有磨損，而且會明顯降低物料與管子的對流輻射傳熱效果，從而降低了熱負(fù)荷。1.3四角縫的磨損膜式壁四角縫由于物料濃度相對較高，焊縫不平整焊道迸濺等因素，而出現(xiàn)局部磨損現(xiàn)象，因此每次停爐檢查不可忽視四角縫的檢查，要將焊縫打磨平整滑。1.4與爐膛出口、看火孔澆注料相鄰處的磨損、凸起物處的磨損爐膛出口、看火孔的澆注料的邊緣面應(yīng)該剛好包覆膜式壁管子，如圖4，這樣可使物料流沿澆注料邊緣面沖刷肋片，而不是沖刷相鄰的管壁，澆注料施工時應(yīng)注意這一點，一定要使?jié)沧⒘线吘壌怪逼烬R。由于膜式壁上的看火孔無甚用途，筆者建議：取消或減少看火孔的數(shù)量，拉直此處膜式壁。以消除局部渦流區(qū)。按照歷次積累的經(jīng)驗，我們在CFB鍋爐每運行3-4個月后例行檢查，即搭腳手架至爐膛出口處，從上至下對膜式壁進(jìn)行全面徹底的檢查，每根管子都要摸查一遍，不放過任何凹溝和凸起。因為我們曾經(jīng)因為鍋爐安裝公司遺留在膜式壁上的角鐵頭而出現(xiàn)了幾次局部磨損泄漏停爐，犯了不該犯的錯誤。因此，鍋爐竣工后應(yīng)認(rèn)真檢查。1.5布風(fēng)板與落渣管接合處的磨損CFB鍋爐落渣管由于高溫和渣料的磨損和來回膨脹，使其與布風(fēng)板連焊處很容易開焊斷裂，從而使渣料漏入風(fēng)室，不但使一次風(fēng)短路影響流化效果，而且落入風(fēng)室的渣料小顆粒還容易堵塞風(fēng)帽小孔。防治措施：每次停爐應(yīng)注意檢查，修補交接處斷裂的落渣管；實踐證明落渣管膨脹節(jié)膨脹量不夠是交接處斷裂的主要原因，我們采用在落渣管與水冷風(fēng)室下層交接處膨脹節(jié)上再加一個金屬波紋管膨脹節(jié)，徹底解決了斷裂的問題。還可以在落渣管（風(fēng)室段）上垂直方向焊上4-6道肋片，不但可增強落渣管散熱效果，加熱一次風(fēng)，還可防止落渣管因受熱不均產(chǎn)生的彎曲變形（油槍火焰直沖一側(cè)），從而減輕與布風(fēng)板焊接處的斷裂程度。2、過熱器管子的磨損從旋風(fēng)分離器中心筒出來的煙氣會因慣性偏向過熱器室頂棚，因此對過熱器上部管子沖刷較重，一般在此處頂棚上設(shè)一道高30cm寬20cm的圈梁和在過熱器上部加防磨護(hù)瓦來防護(hù)。但為了保險起見，我們在過熱器下部也增設(shè)了防磨護(hù)瓦，另外，每次停爐要認(rèn)真檢查管排是否整齊而無錯排出列的管子。為防止煙氣走廊的形成，我們在管排中間插上幾根水平的不銹鋼鐵板固定好，強制使管排整齊，并在磨損嚴(yán)重的前三排管子上加焊護(hù)瓦，有效的減輕了磨損情況。3、省煤器管子的磨損省煤器管系最上邊兩排一般設(shè)計有防磨護(hù)瓦，可有效地保護(hù)下面的管子，但由于煙氣的折流沖刷，應(yīng)注意第三排管子的磨損情況，一旦泄漏，只有將泄漏的管子堵死棄用。省煤器管系與聯(lián)箱相連的穿墻管段都設(shè)計有直形護(hù)瓦，一般正常運行2-3年后，會有少數(shù)護(hù)瓦磨穿，甚至磨透管子而泄漏停爐，因此，應(yīng)注意停爐時定期檢查，及時補焊或更換護(hù)瓦。另外我們還遇到過這么一種磨損導(dǎo)致泄露停爐情況，由于彎頭護(hù)簾過長，直接抵到穿墻管護(hù)瓦上，由于護(hù)簾的導(dǎo)向作用，煙氣顆料徑直沖刷穿墻管直形護(hù)瓦，以致磨穿護(hù)瓦和管壁而泄漏停爐，如圖5。處理方法是：將如圖所示護(hù)簾最下段割去，減輕其導(dǎo)流作用，在直形護(hù)瓦上再加焊一層護(hù)瓦，并定期檢查即可。4、空氣預(yù)熱器管子的磨損臥式空預(yù)器管子上口都應(yīng)加防磨套管，因為離管口以下300-400mm處為最大磨損點，磨損后會造成送風(fēng)外逸，風(fēng)量減少，影響燃燒。而有的鍋爐廠只為其中的一組空預(yù)器管箱配帶防磨套管，造成未配帶防磨套管的空預(yù)管箱子的磨損，應(yīng)注意檢查是否有此現(xiàn)象，并及時補加套管。5、風(fēng)帽的磨損由于風(fēng)帽處于沸騰的床料激烈的摩擦中，因此磨損較為嚴(yán)重。CFB鍋爐物料流動的一個特點是爐膛中心的物流上升速度較快，接觸四周膜式壁的物料流速較慢，且沿壁面向下流動（即壁面流）。上升中心流與下降環(huán)流在爐內(nèi)形成"內(nèi)循環(huán)"，因此布風(fēng)板邊緣上的風(fēng)帽朝向爐墻的一側(cè)磨損相對偏重，且靠近下煤口和返料口處的風(fēng)帽磨損更為嚴(yán)重些。筆者提出一個合理建議：在三個下煤口以下1米處將澆注料筑成一凸球狀，使下落的煤粒碰濺到凸球處而擴散開，可以使煤粒擴散范圍加大，有利于流化燃燒更充分。同時，使風(fēng)帽磨損更均勻些。凸球還可阻止上竄火焰使煤結(jié)焦堵塞下煤口。筆者還建議：將風(fēng)室中間隔板割開相通（但要避開風(fēng)道進(jìn)風(fēng)口），使左右風(fēng)室壓力均等，防止因風(fēng)門誤關(guān)導(dǎo)致布風(fēng)板上風(fēng)力不等流化不均，造成燃燒不好，磨損不均的現(xiàn)象，而且還可通過割開口便于檢修檢修。在風(fēng)帽類型的選擇上，可以選用迷宮式鐘罩型風(fēng)帽，此種風(fēng)帽對帽頂?shù)睦鋮s能力好，使用壽命明顯延長。風(fēng)帽頂形式最好采用子彈頭式或菌狀式。6、澆注料的磨損澆注料磨損最厲害的地方是爐膛出口至旋風(fēng)筒之間的水平過渡煙道的頂棚和旋風(fēng)筒的頂棚，往往被煙氣沖刷成蜂窩狀，很容易脫落。可以在此水平過渡煙道外側(cè)爐墻上自行打開并砌筑一個小型人孔門，運行時用耐火磚堵死，檢修時可通過此人孔門直接進(jìn)入水平過渡煙道內(nèi)對上述頂棚的澆注料進(jìn)行修補，而無需搭架，頂棚如嚴(yán)重脫落的需編織不銹鋼骨架用可塑料重砌。同時要注意檢查中心筒的磨損情況和橢圓度情況，并及時清除筒壁上的掛渣，以保證良好的煙塵分離能力，從面減輕對尾部受熱面的沖刷磨損。安裝時，中心筒的中心線與返料器中心線應(yīng)重合，否則，中心的偏移將影響分離的效果，導(dǎo)致煙塵排出濃度增加，加大尾部受熱面的磨損。另外，為防止中心筒吊掛的上邊緣變形（因重力、溫度而向內(nèi)收縮甚至斷裂），在安裝時應(yīng)適當(dāng)增加連接中心筒和八卦梁圓環(huán)的不銹鋼帶鐵（材質(zhì):1Cr25Ni20Si2）;中心筒內(nèi)上部增加一道十字不銹鋼支撐。在焊接不銹鋼時，要注意不要錯用焊條，應(yīng)使用耐900-1100℃高溫的A402焊條，焊后應(yīng)保溫退火。對埋在澆注料內(nèi)的不銹鋼網(wǎng)格，澆注前應(yīng)涂刷δ=2mm的瀝青，防止膨脹導(dǎo)致澆注層脫落。7、影響磨損的另外幾個因素7.1燃料的配比劣質(zhì)煤、煤矸石、摻爐渣及灰分大的煤，燃燒時煙氣中灰濃度高，對受熱面的磨損將增大，而且鍋爐的熱效率也相對較低，因此使用合適的煤種對磨損和熱效率都有利。7.2顆粒度當(dāng)燃料顆粒度較大時，密相區(qū)燃燒份額增大，對風(fēng)帽和下部膜式壁的磨損增加。7.3送風(fēng)、引風(fēng)當(dāng)燃料粒徑一定時，風(fēng)速增加，引風(fēng)加大時，則煙氣流速增加，密相區(qū)燃燒份額下降，對上部膜式壁磨損增加，因為磨損量與煙氣流速的3.6次方成正比。送、引風(fēng)是一個相對穩(wěn)定的平衡狀態(tài)，使?fàn)t膛負(fù)壓維持在-20—-100Pa,若引風(fēng)過大，則煙氣夾帶顆粒濃度增大，增加尾部受熱面的磨損。

三、結(jié)束語?？傊?，CFB鍋爐的磨損問題經(jīng)過我們多年來的摸索治理，泄漏事故率顯著下降，使CFB鍋爐的連續(xù)運行時間一般可以達(dá)到3-4個月，甚至更長，收到了良好的效果和經(jīng)濟(jì)效益，以上觀點和經(jīng)驗僅供同行參考。

[參考文獻(xiàn)]1、循環(huán)流化床鍋爐理論設(shè)計與運行。北京中國電力出版社

1998.52、鍋爐運行

遼寧省電力工業(yè)局

1995.3

CFB鍋爐耐火材料設(shè)計思路

1、好的耐磨性

磨損機理：脆性斷裂、晶體結(jié)構(gòu)剪切變形

最初由于斷裂所至，隨時間延長，晶體結(jié)構(gòu)剪切起主導(dǎo)作用

一般耐壓型提高，抗磨性提高

一些劇烈磨損部位采用耐磨性<5cc的高耐磨材料2、良好的抗熱沖擊破壞能力

起、停爐、烘爐經(jīng)歷了較大的波動，因此其熱震穩(wěn)定性也是一個很重要的指標(biāo)，熱震穩(wěn)定性與材料的結(jié)合方式、導(dǎo)熱系數(shù)、熱膨脹系數(shù)、臨界顆粒有較大的關(guān)系。3、較小的重?zé)€性收縮率

耐磨、火材料都直接接觸于金屬構(gòu)件上，在采取了防膨脹措施后不應(yīng)有較大的重?zé)€性收縮，否則造成耐火材料有崩裂以極大裂縫的產(chǎn)生。乃外溫差>40~50℃。4、較高的使用溫度以及特殊部位的特殊要求

最低工作溫度不低于1500℃

水冷、汽冷旋風(fēng)筒選擇滿足施工要求的耐磨、火可塑料

水冷風(fēng)室由于初始點火溫度較高，必須選擇耐火度較高的耐火澆注料或可塑料CFB鍋爐旋風(fēng)分離器耐磨損處理

兩臺燃用福建無煙煤的DG35/3.82－17型CFB鍋爐累計運行達(dá)2586lh和2560lh，先后更換三次旋風(fēng)分離器中心筒和出口轉(zhuǎn)向室，并對筒體耐磨可塑料進(jìn)行兩次修補，費時費力又耗財，影響正常生產(chǎn)。鍋爐額定蒸發(fā)量35t／h，過熱蒸汽出口壓力3.82MPa，過熱蒸汽出口溫度450℃，鍋爐設(shè)計熱效率82.74％，燃料顆粒度≤8mm，分離器入口中心標(biāo)高24782.5mm。

結(jié)合CFB鍋爐的燃燒機理，根據(jù)磨損情況分析認(rèn)為，分離器的磨損是受到含塵煙氣的高速撞擊和沖刷而造成的，是一種沖蝕磨損。主要是在設(shè)計時，低估了分離器惡劣的工作環(huán)境，沒有充分考慮中心筒和出口轉(zhuǎn)向室的磨損問題（其內(nèi)壁沒有襯任何耐磨材料），使高速的含塵煙氣直接沖刷、撞擊金屬元件而造成嚴(yán)重磨損。

在充分調(diào)研的基礎(chǔ)上，借鑒其他鍋爐的成功經(jīng)驗，采用龜甲網(wǎng)+純剛玉耐磨耐火可塑料對分離器進(jìn)行技術(shù)改造：①打掉分離器人口處、筒體內(nèi)壁敷設(shè)的耐磨可塑料表面層，露出銷釘，在銷釘上焊接規(guī)格為20mmx2mm的龜甲網(wǎng)，再敷設(shè)一層厚度為25mm的純剛玉耐磨耐火可塑料；②對中心筒和出口轉(zhuǎn)向室磨穿部位進(jìn)行修補，然后在其內(nèi)壁焊接龜甲網(wǎng)，再敷設(shè)23mm厚的純剛玉耐磨耐火可塑料（中心筒和轉(zhuǎn)向室金屬部分僅起支架作用）；③對分離器出口連接煙道也采用龜甲網(wǎng)十純剛玉耐磨耐火可塑料處理。

經(jīng)上述處理，并累計運行5048h、4826h后對分離器進(jìn)行檢查，除分離器人口、迎流面和中心筒法蘭處及中部有數(shù)處面積為10-30mm2左右的可塑料表面涂層脫落外，絕大部分耐磨耐火可塑料表面仍光滑如初，沒有明顯的磨損痕跡。這表明，雖然煙氣速度有所增大，但由于分離效率的提高，使飛灰濃度和顆粒度均大幅度降低，并且純剛玉耐磨耐火可塑料的耐磨性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于12CrlMoV鋼和310S耐磨耐熱不銹鋼。FW技術(shù)導(dǎo)向風(fēng)帽式循環(huán)流化床鍋爐磨損問題分析及技術(shù)改造方案（本文圖已丟失）

水冷壁的磨損是CFB鍋爐中與材料有關(guān)的最嚴(yán)重的問題之一。在CFB鍋爐爐膛內(nèi)，典型的流體動力學(xué)結(jié)構(gòu)為環(huán)－核結(jié)構(gòu)。在內(nèi)部核心區(qū)，顆粒團(tuán)向上運動；而在外部環(huán)狀區(qū)，固體顆粒沿爐膛水冷壁向下回流。環(huán)狀區(qū)的厚度從床底部到頂部逐漸減薄，其平均厚度從實驗裝置的幾毫米到大型CFB鍋爐的幾十厘米。固體物料沿水冷壁的向下回流是水冷壁產(chǎn)生磨損的主要原因。水冷壁的嚴(yán)重磨損與回流物料量的大小和方向突然改變有密切關(guān)系。通常方向突變的部位有：1、水冷壁衛(wèi)燃帶轉(zhuǎn)折處；2、膜式水冷壁管對接和表面缺陷焊接不良，有毛刺、突起等；3、水冷壁其它地方有凸起的部位。因此爐內(nèi)水冷壁的磨損可分為四種情形：衛(wèi)燃帶與水冷壁管轉(zhuǎn)折區(qū)管壁的磨損、爐膛四角和一般水冷壁管壁區(qū)域的磨損、不規(guī)則區(qū)域管壁的磨損和爐膛出口管壁的磨損。后兩種情況給電廠帶來的磨損危害較小，故不探討。下面結(jié)合FW技術(shù)導(dǎo)向風(fēng)帽式循環(huán)流化床鍋爐重點探討前兩種情況。

2－1爐膛下部衛(wèi)燃帶與水冷壁轉(zhuǎn)折區(qū)域的管壁磨損

隨著CFB鍋爐的用量加大，投運日期變長，國內(nèi)運行的CFB鍋爐在爐膛下部衛(wèi)燃帶與水冷壁管壁交界處的磨損現(xiàn)象越來越嚴(yán)重。國外各主要CFB鍋爐制造公司（ABB-CE,FosterWheeler,Ahlstrom,Lurgi,Circofluid）等生產(chǎn)的鍋爐也都發(fā)現(xiàn)了磨損現(xiàn)象。

這類磨損的機理有以下幾個方面:一是在該區(qū)域內(nèi)壁沿壁面下流的固體物料與爐內(nèi)向上運動的固體物料運行方向相反，因而在局部產(chǎn)生渦漩流；二是由于沿壁面下流的固體物料在交界區(qū)域產(chǎn)生流動方向的改變，因而對水冷壁產(chǎn)生磨損（如圖所示）。水冷壁與衛(wèi)燃帶交界區(qū)域內(nèi)水冷壁管壁的磨損并不是在爐膛四周均勻發(fā)生，而是與爐內(nèi)物料總體流動形式有關(guān)。

圖循環(huán)流化床鍋爐耐火材料與水冷壁管轉(zhuǎn)折區(qū)域的磨損機理

現(xiàn)有的防磨措施為：

1、采用讓管設(shè)計。該設(shè)計在一定程度上能預(yù)防水冷壁的磨損，但是仍存在許多問題，如讓管與非讓管的結(jié)合問題、施工難度大焊口多、不能防止風(fēng)室漏灰和從技術(shù)上根本改變水冷壁及風(fēng)帽磨損的原因等。

2、采用厚壁水冷壁管，在420t/h及以上容量的鍋爐上管壁由Φ51×6改到Φ60×8。

3、在水冷壁上加焊鰭片來破壞向下流動的固體料流，從而達(dá)到防磨目的。實踐證明，效果不是很理想，極易產(chǎn)生新的磨損點。

4、在衛(wèi)燃帶以上3m-5m（東鍋設(shè)計的130t/h鍋爐后墻雖然耐磨耐火可塑料高達(dá)16.308m，但在離衛(wèi)燃帶3m甚至接近5m的高度內(nèi)水冷壁管子沖刷也相當(dāng)嚴(yán)重，特點是磨損區(qū)域不固定，個別管子的磨損呈刀削磨痕，深達(dá)2mm以上）的范圍內(nèi)對水冷壁管壁進(jìn)行超音速電弧噴涂，噴涂防磨防腐金屬合金材料，以延長使用壽命。在運行的多數(shù)CFB鍋爐電廠中，實踐證明該方法是目前解決燃燒室水冷壁防磨的技術(shù)含量較高、解決時間較短而且很經(jīng)濟(jì)的方法。金屬表面噴涂能防止磨損主要有兩個方面的原因：第一，涂層的硬度較基體的硬度大；第二，涂層在高溫下會生成致密、堅硬和化學(xué)穩(wěn)定性更好的氧化層，且氧化層與基體結(jié)合更牢固。我公司防磨噴涂技術(shù)領(lǐng)先，材料先進(jìn)，已為多家電廠施工并受到用戶青睞。

對于燃燒室內(nèi)水冷壁接口焊縫處，如果凸凹不平，不僅加快連接部位的焊口和鰭片的磨損，而且還對附近的水冷壁管子造成嚴(yán)重磨損。這是由于爐內(nèi)循環(huán)物料沿水冷壁向下流過凸臺時改變方向，直接沖刷水冷壁管子的某個部位，造成該處水冷壁快速沖刷磨損。同樣，鰭片處由于安裝時向外凹陷，此處物料碰撞發(fā)生轉(zhuǎn)向?qū)Ⅵ捚瑑蓚?cè)的水冷壁磨損。為了減輕水冷壁嚴(yán)重磨損，在水冷壁上應(yīng)避免有凹凸不平的情況，向火面焊縫要磨平，保證光滑，鰭片處應(yīng)避免安裝時向外凹陷，即使一個尺寸很小的焊接凸凹缺陷，也會加速該處水冷壁管子的磨損。

2－2爐膛四角和一般水冷壁區(qū)域的磨損

在許多已運行的FW型導(dǎo)向風(fēng)帽式CFB鍋爐中，發(fā)現(xiàn)爐膛四角區(qū)域和一般水冷壁磨損問題相當(dāng)嚴(yán)重，因之停爐的比例高達(dá)90％左右。磨損部位不僅只在衛(wèi)燃帶以上兩米以內(nèi)，而且還出現(xiàn)在更高位置。其特點是磨損位置不固定，隨風(fēng)帽堵塞及損壞程度、設(shè)計因素、運行方式和燃料特性的不同而變化無常，一般防治措施很難湊效。并且排渣不流暢，嚴(yán)重影響了鍋爐的經(jīng)濟(jì)和安全運行．如某廠自2002年運行以來，僅因水冷壁磨損事故，一年下來就達(dá)20余次/臺，損失是多么巨大！究其原因主要有以下幾點：

一、角落區(qū)域內(nèi)沿壁面下流的固體物料濃度較高，同時流動狀態(tài)易受到改變；

二、匯集在四角區(qū)域的顆粒比在一側(cè)水冷壁邊的顆粒對金屬表面碰撞造成沖擊磨損的機會大；

三、“?！毙惋L(fēng)帽的影響（這一點下個專節(jié)具體說明）；

四、由于流化不良或局部射流所引起的磨損。“Γ”型風(fēng)帽因磨損損壞后，在密相區(qū)就產(chǎn)生局部高速射流，射流卷吸的床料顆粒便對較高位置的水冷壁受熱面形成直接沖刷而導(dǎo)致磨損，并且較高磨損的位置，總位于風(fēng)帽易磨損的前、后墻與兩側(cè)墻交接處。

五、由于鍋爐采用定向風(fēng)帽，兩側(cè)排渣，定向送風(fēng)時造成兩個旋轉(zhuǎn)方向相反的旋流，造成了爐內(nèi)底部循環(huán)回料系統(tǒng)的氣－固兩相流動力場紊亂，在風(fēng)帽上部形成渦流區(qū)，導(dǎo)致流化不良，飛灰含碳量高,加重了四角的磨損速率。在循環(huán)物料的轉(zhuǎn)彎處，大顆粒物料產(chǎn)生偏析，因而使旋風(fēng)分離器對側(cè)水冷壁部分的磨損較為嚴(yán)重。

六、運行參數(shù)的影響。在運行中要注意控制風(fēng)量，降低煙氣流速，控制床料和煤粒的篩分比，減少灰粒子濃度和粒徑，降低磨損。

第三節(jié)布風(fēng)板Γ型風(fēng)帽的磨損

--是造成爐膛水冷壁磨損的最直接原因

某電廠2＃CFB鍋爐在運行2個月后，曾出現(xiàn)定向風(fēng)帽磨損過半約500個的嚴(yán)重事故，磨損嚴(yán)重的風(fēng)帽上部傾斜段全部磨損，利用備件部分更換和補焊。3個月后，因爆管停爐檢查發(fā)現(xiàn)風(fēng)帽又損壞260多個，最嚴(yán)重的風(fēng)帽水平段包括澆注料以上部分全部磨損掉。分析其原因有：

1)、由于鍋爐采用定向風(fēng)帽，定向送風(fēng)時造成兩個旋轉(zhuǎn)方向相反的旋流，造成了爐內(nèi)底部空氣動力流場紊亂，在風(fēng)帽上部形成渦流區(qū)，導(dǎo)致流化不良，飛灰含碳量高（如山東某220t/h的CFB鍋爐采用FW技術(shù)導(dǎo)向風(fēng)帽，飛灰含碳量高達(dá)34％）。再加上此區(qū)域煤粒、灰渣濃度高，粒度大，流速快，所以磨損十分強烈。采用定向風(fēng)帽在設(shè)計上使后排風(fēng)帽的噴口直接對前排風(fēng)帽“頭部”吹掃，直接形成沖擊磨損。運行時間稍長，顆粒就很容易將前排風(fēng)帽的帽頂及帽身“削”掉而形成射流。這樣一來，又進(jìn)一步加劇了空氣動力流場的紊亂，即影響了流化質(zhì)量，又增加了風(fēng)帽的磨損。

2）、定向風(fēng)帽的另一個弊端就是風(fēng)帽壁太?。ê穸葍H為4.5mm），不耐磨損，設(shè)計不合理（只照搬FW公司的技術(shù)，不考慮中國綜合利用電廠燃煤煤質(zhì)、矸石磨損等的實際情況）。在正常運行，造成大量床料漏入風(fēng)室，尤其是風(fēng)帽磨損后情況更為嚴(yán)重。造成的后果有：①一次風(fēng)重新吹起床料高速通過風(fēng)帽，嚴(yán)重磨損風(fēng)帽水平段；②嚴(yán)重影響流化質(zhì)量，影響安全運行；③嚴(yán)重時壓火清渣。

3)、按FW技術(shù)，帶導(dǎo)向風(fēng)帽的布風(fēng)板在100%MCR下設(shè)計阻力大都在5kPa以上,設(shè)計值過大，造成選用風(fēng)機的壓頭過高，增加電耗。同時布風(fēng)板開孔率又偏?。ㄈ缒畴姀S布風(fēng)板開孔率僅為3.17%），使得小孔流速過高（有的達(dá)到60m/s，大大超過一般循環(huán)流化床鍋爐的設(shè)計值35m/s。如某一改造的電廠風(fēng)帽小孔流速約為68m/s），從而造成風(fēng)帽大面積磨損，廠用電率偏高(在20%左右)。

4）、運行參數(shù)調(diào)整不當(dāng)。如一、二次風(fēng)量配比，上、下二次風(fēng)的配比，風(fēng)煤配比，床溫，燃燒工況，物料循環(huán)倍率偏離等因素。

第四節(jié)技術(shù)改造方案

鑒于以上分析，我公司認(rèn)為造成FW技術(shù)導(dǎo)向風(fēng)帽式循環(huán)流化床鍋爐今日現(xiàn)狀的根本原因就在于鍋爐布風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計不合理，采用定向風(fēng)帽和以后改用的鐘罩式風(fēng)帽，其設(shè)計阻力均偏大，流速過高，氣-固動力場改變，致使磨損嚴(yán)重。該爐型采用的定向風(fēng)帽和鐘罩式風(fēng)帽都是引進(jìn)美國FW公司專利技術(shù)生產(chǎn)的，其技術(shù)是成功的。但風(fēng)帽分為幾個流派，每種流派的技術(shù)各有其優(yōu)缺點。結(jié)合各電廠的實際情況根據(jù)煤質(zhì)、運行工況、布風(fēng)板設(shè)計特性等，對布風(fēng)板、風(fēng)帽和爐膛底部進(jìn)行必要的技術(shù)改造，是這類鍋爐改變現(xiàn)狀的極為理想的方案--即有效防止磨損，減少停爐次數(shù)，提高運行經(jīng)濟(jì)性，又達(dá)到大幅度降低廠用電的目的（某電廠改造后，僅一次風(fēng)機就降低了10A，電壓為6kv）。

鑒于其風(fēng)帽固有的缺點，因此應(yīng)改變風(fēng)帽的結(jié)構(gòu)形式，改為側(cè)孔式風(fēng)帽。這種風(fēng)帽已經(jīng)用戶實踐，證明其磨損最輕，布風(fēng)最均勻，應(yīng)用最廣。某電廠在改造十個月后停爐檢查發(fā)現(xiàn)，原來較易磨損的區(qū)域都還基本保持原狀，從沒因磨損原因造成停爐檢修事故。我公司技術(shù)改造設(shè)計主要優(yōu)點有：

1、從結(jié)構(gòu)上講，可使布風(fēng)更加均勻，有效改善流化質(zhì)量，促使底部粗顆粒的擾動，避免底料沉積，減少灰渣含碳量，從而提高鍋爐熱效率；風(fēng)帽開孔采取向下傾斜的方式，可有效防止風(fēng)帽漏灰渣現(xiàn)象。

2、風(fēng)帽材質(zhì)采用耐高溫、耐磨損的高強度合金鑄鋼。風(fēng)帽頂部及其主要磨損區(qū)采用加厚方式（厚度可根據(jù)用戶要求定做），大大延長了風(fēng)帽使用壽命。

3、風(fēng)帽小孔均勻開布，且向下傾斜，因此它不會直接“傷及”其它風(fēng)帽，相應(yīng)延長了風(fēng)帽使用壽命。

4、排渣方式可有兩種選擇。一是兩側(cè)外排渣，風(fēng)帽向兩側(cè)傾斜一定角度。二是改為爐底排渣（若爐底有一定空間的話）。布風(fēng)板作相應(yīng)改動，側(cè)墻亦同時作相應(yīng)改動。

實踐證明，該技術(shù)方案無論在技術(shù)上，在解決問題的根本上，還是在安全經(jīng)濟(jì)性上，都是電廠最佳的選擇。

第五節(jié)CFB鍋爐的調(diào)試與性能測試

5－1冷態(tài)試驗

1、CFB鍋爐風(fēng)量標(biāo)定試驗

包括一次風(fēng)、二次風(fēng)的機翼型流量測量一次元件的差壓與流量的關(guān)系進(jìn)行試驗標(biāo)定，得出各一次流量元件的流量系數(shù)、流量與差壓的關(guān)系曲線、溫度變化后的補償修正式等內(nèi)容。

2、CFB鍋爐冷態(tài)流化特性試驗

內(nèi)容包括測量兩種不同的料層厚度（500mm、650mm）時的臨界流量風(fēng)量、測量布風(fēng)板的阻力特性并得出冷態(tài)與熱態(tài)計算公式。布風(fēng)裝置布風(fēng)均勻性檢查和料層阻力特性試驗。最后作出相關(guān)的關(guān)系曲線和關(guān)系圖。

5－2熱態(tài)調(diào)試與測試

內(nèi)容包括：

▲風(fēng)煤調(diào)整，找出最佳風(fēng)煤配比；

▲物料循環(huán)系統(tǒng)的調(diào)整試驗，保證系統(tǒng)運行正常；

▲測試尾部煙道煙氣含氧量、CO及過量空氣系數(shù)等，以此來調(diào)整運行方式，提高鍋爐燃燒效率；

▲鍋爐各主參數(shù)的調(diào)節(jié)與選擇。包括床溫、料層差壓、爐膛差壓、返料、風(fēng)量等。

5－3CFB鍋爐熱效率試驗

完成在最大負(fù)荷和70%MCR工況下的兩個鍋爐熱效率的測定試驗。求出熱效率，找出提高鍋爐熱效率的途徑。作出評價，并給出最佳參考運行參數(shù)。

電廠風(fēng)機葉輪表面防磨強化技術(shù)及應(yīng)用

鍵詞：風(fēng)機；磨損；陶瓷葉輪

1.葉輪常用防磨技術(shù)的特點和問題

1·1葉輪常用防磨技術(shù)的特點

為了延長風(fēng)機服役周期，降低發(fā)電成本，國內(nèi)的燃煤電廠對排粉風(fēng)機、引風(fēng)機葉輪幾乎無一例外地要實施防磨處理。目前仍在采用，且具有一定效果的可分為熱態(tài)和冷態(tài)兩種防磨技術(shù)。實踐證明，僅就葉輪的防磨效果而言，前者優(yōu)于后者。電廠風(fēng)機葉輪常用防磨技術(shù)的分類和特點見表電廠風(fēng)機葉輪常用防磨技術(shù)的分類和特點1.2熱態(tài)防磨技術(shù)存在的主要問題

1·2·1裂紋傾向大

在對剛性或規(guī)格大的整體葉輪進(jìn)行較大范圍的堆焊和噴焊防磨處理時，因熱輸入量大，工件受熱不均所形成的熱應(yīng)力，會誘發(fā)葉輪上的承載焊縫產(chǎn)生裂紋；在高強度、低韌性的堆焊耐磨焊道和焊層上必有裂紋產(chǎn)生；在防磨工藝不當(dāng)時，堆焊耐磨焊道上的裂紋極易向葉輪的母材中擴展；經(jīng)多元共滲的護(hù)板，其周邊近縫區(qū)因滲入元素的污染及硬度值偏高，很不容易清理干凈。該區(qū)域打磨得過淺或過窄，護(hù)板組合焊接時難免出現(xiàn)裂紋。打磨得過深或過寬，又將影響到防磨效果。

1·2·2變形無法控制

剛性或規(guī)格小的整體葉輪在進(jìn)行熱態(tài)防磨處理時，無論采用對稱施焊，剛性固定等工藝措施，均不能有效地控制葉輪的變形。而葉輪的尺寸及葉片的型線得不到保證，將對風(fēng)機的運行帶來不利影響。

1·3冷態(tài)防磨技術(shù)存在的主要問題

1·3·1防磨效果有限

粘涂技術(shù)、火焰噴涂和電弧噴涂僅適應(yīng)于引風(fēng)機葉輪，但其效果不佳；高速電弧噴涂引風(fēng)機葉輪的效果有限；噴涂工藝應(yīng)用在排粉風(fēng)機葉輪上幾乎沒有成功的實例。

1·3·2耐磨保護(hù)層不牢固

粘涂耐磨層和鑲嵌陶瓷,因其物理性能、結(jié)合強度及結(jié)構(gòu)形式的限制,當(dāng)葉輪在一定溫度下高速旋轉(zhuǎn)時,易脫落和發(fā)生崩裂。

2.陶瓷耐磨葉輪的關(guān)鍵技術(shù)

2.1MD-Ⅲ航空級高強韌性膠粘劑簡介

氧化鋁陶瓷是已發(fā)現(xiàn)的最硬的無機化合物之一，具有一般金屬耐磨材料難以比擬的抗磨損性能。顯然，只要通過一種可靠的冷方法，將超耐磨的氧化鋁陶瓷復(fù)合連接在風(fēng)機葉輪上，便可完全克服葉輪由常用防磨技術(shù)處理后所導(dǎo)致的裂紋、變形、耐磨效果不理想和耐磨層不牢固這幾種弊端。

目前燃煤電廠在煤粉管道和彎頭、煤粉分離器錐體等靜止部件和設(shè)備上，采用粘接氧化鋁陶瓷元件進(jìn)行防磨處理已經(jīng)比較普遍。而把耐磨性優(yōu)異的氧化鋁陶瓷應(yīng)用在承受交變動載荷、有一定溫度、線速度大和可靠性要求高的風(fēng)機葉輪上，雖早就有所嘗試，但成功的范例很少。要在高速旋轉(zhuǎn)的葉輪上牢固地粘接氧化鋁陶瓷元件，絕非是一項簡單的技術(shù)。利用自蔓延高溫合成技術(shù)、拱形原理、陶瓷橡膠復(fù)合工藝和焊接等方法，將氧化鋁陶瓷與葉輪上的平、弧面進(jìn)行大面積復(fù)合連接，即不現(xiàn)實、不可靠亦不經(jīng)濟(jì)。其實在二十多年前國外的一些公司，便采用粘接技術(shù)將工程陶瓷十分成功地運用到了電廠風(fēng)機葉輪上。由經(jīng)驗和教訓(xùn)可知，氧化鋁陶瓷的耐磨性決定葉輪的使用壽命，而膠粘劑的強韌性則決定了葉輪運行的可靠性。因此高強韌性膠粘劑是粘接型陶瓷耐磨葉輪關(guān)鍵技術(shù)中的核心內(nèi)容。

根據(jù)電廠風(fēng)機葉輪的工況條件，現(xiàn)場施工環(huán)境的要求，MD-Ⅲ高強韌性膠粘劑對鋼和陶瓷都應(yīng)有優(yōu)良的粘接性，工藝性和觸變性；可在室溫下固化；具有相當(dāng)高的強度和韌性；具有較高的耐熱性和耐老化性；完全能在風(fēng)機正常的工況和溫度條件下長期可靠地工作。

在MD-Ⅲ高強韌性膠粘劑的研制中，以鞏固其拉伸強度和拉伸剪切強度為基礎(chǔ)，摒棄傳統(tǒng)的增韌改性材料，通過組織變量系列試驗，選用能參與固化反應(yīng)、相容性好、含有新型活化韌性因子的增韌劑，使膠粘劑的分子結(jié)構(gòu)中不但包含有增韌效果顯著、耐老化性好的封端基因，而且還包含有許多柔性鏈段來緩解脆硬性。即改善了膠粘劑的沖擊韌性和固化時的內(nèi)應(yīng)力水平，又使其耐熱性（玻璃化溫度Tg）和模量維持不變。

火電廠鍋爐水冷壁管防腐耐磨研究摘要：火力發(fā)電廠鍋爐水冷壁管高溫腐蝕和磨損的機理復(fù)雜，它與爐膛火焰溫度、燃煤的含硫量、煙氣與灰分顆粒的沖蝕密切相關(guān)。防止水冷壁高溫腐蝕和磨損的常用方法有兩類，即非表面防護(hù)方法和表面防護(hù)方法。本文針對廣東沙角B電廠3#爐，本公司采用超音速電弧噴涂45CT合金涂層工作壽命已近四年，認(rèn)為積極采用熱噴涂技術(shù)是火電廠鍋爐水冷壁高溫防腐耐磨涂層最可靠的解決方法。

關(guān)鍵詞：鍋爐水冷壁高溫腐蝕和磨損超音速電弧噴涂

一、引言

鍋爐水冷壁管高溫腐蝕和磨損一直是電力系統(tǒng)普遍存在的嚴(yán)重問題，它的直接危害主要表現(xiàn)在以下兩個方面：

(1)使管壁減薄，據(jù)統(tǒng)計一般每年減薄量約為1mm左右，嚴(yán)重的可達(dá)5~6mm年，形成安全運行的嚴(yán)重隱患，增加了電廠的臨時性檢修和大修工作量，給電廠造成很大的經(jīng)濟(jì)損失。

(2)發(fā)生水冷壁突發(fā)性爆管事故，造成緊急停爐搶修，不僅打亂了電廠的正常發(fā)電秩序，減少發(fā)電產(chǎn)值，而且增加了工人勞動強度和額外的檢修費用，直接影響企業(yè)效益，同時也干擾了地區(qū)電網(wǎng)的正常調(diào)度，影響當(dāng)?shù)毓まr(nóng)業(yè)生產(chǎn)，由此也造成了很大的社會影響。

鍋爐運行過程中，由于燃燒煤中硫及其它有害雜質(zhì)的存在，在高溫下對水冷壁構(gòu)成腐蝕。這種現(xiàn)象在各個燃煤鍋爐中普遍存在，我們在各火電廠的鍋爐定期檢驗中經(jīng)常遇到，只是程度不同而已。廣東沙角B電廠由于其燃煤含硫量大，水冷壁遭受的高溫腐蝕特別嚴(yán)重，由此帶來的爆管、換管損失慘重。同時，煤燃燒時產(chǎn)生的大量灰粉，在鍋爐內(nèi)部燃燒的復(fù)雜動態(tài)過程中，猛烈撞擊水冷壁，對水冷壁工作面產(chǎn)生嚴(yán)重切削，使水冷壁管工作面被磨損成不同程度的小平臺，造成水冷壁壁厚的實際減薄，容易導(dǎo)致水冷壁管在高溫下強度不夠而爆管，其危害作用同高溫腐蝕一樣嚴(yán)重。因此，需要我們尋求一種解決的技術(shù)方法，增加水冷壁的抗磨損能力，以延長水冷壁的使用壽命。

二、水冷壁管高溫腐蝕和磨損的機理。

水冷壁管高溫腐蝕和磨損的機理是很復(fù)雜的，簡言之，與下列因素有關(guān)：(1)爐膛火焰溫度；(2)燃煤的含硫量；(3)煙氣與灰分顆的沖蝕。鍋爐運行過程中，爐溫可高達(dá)1600℃以上，由于燃燒煤中硫及其它有害雜質(zhì)的存在，水冷壁普遍遭受高溫腐蝕。參與高溫腐蝕的危害物有燃燒過程中產(chǎn)生的SO2、SO3、H2S、HC1、堿金屬鹽及釩鹽類，是多種化學(xué)物在各種溫度下共同對管壁進(jìn)行的復(fù)雜的動態(tài)腐蝕過程。其中，硫化物是鍋爐高溫腐蝕的主要因素，一是煙氣中的硫化氫與管壁金屬作用產(chǎn)生的腐蝕，含硫物在金屬高溫下產(chǎn)生單原子硫，硫與管道中的鐵反應(yīng)生成硫化鐵(Fe+S→FeS)；二是由不可燃硫在高溫作用下生成硫酸鹽混入灰分熔敷于管壁表面，但不再具有水冷壁管所要求的各種良好的高溫機械性能，實際上導(dǎo)致水冷壁管有用壁厚的減薄，從而其有效承載能力不斷下降，由此形成腐蝕。另外，高溫?zé)煔夤梢源笥?米/秒的速度沖擊管壁，煙氣的腐蝕和灰分顆粒的沖刷在金屬表面交替進(jìn)行，造成管壁減薄。

三、防止水冷壁高溫腐蝕和磨損的途徑。

意外的爆管則會造成較大的經(jīng)濟(jì)損失，電廠為減少爆管，投入了大量人力、物力加強對水冷壁的監(jiān)測和更換，但是監(jiān)測未取得任何實質(zhì)性的效果，換管則將大大增加生產(chǎn)成本和維修費用。只有防患于未然才是最好的辦法。分析清楚了水冷壁高溫腐蝕的產(chǎn)生原因，就可采用有效的方法來進(jìn)行防止，常用方法可以分為兩類，即非表面防護(hù)方法和表面防護(hù)方法。非表面防護(hù)方法有：

A.采用低氧燃燒技術(shù)。

B.盡可能使各燃燒間的煤粉濃度均勻。

C.合理的配風(fēng)及強化爐內(nèi)的湍流混合。

D.控制適當(dāng)?shù)拿悍奂?xì)度。

E.避免出現(xiàn)受熱面壁溫局部過熱。

F.在壁面附近噴空氣保護(hù)膜。

G.加添加劑。

H.控制合理的爐膛出口煙溫。

I.對易產(chǎn)生高溫腐蝕的煤種采用抗腐蝕高溫合金。

J.采用煙氣再循環(huán)。

K.對受熱面的設(shè)計布置合理，以避開高煙溫區(qū)和高壁溫區(qū)出現(xiàn)。

L.對易腐蝕區(qū)加爐襯防護(hù)。

非表面防護(hù)法的共同之處在于，一定程度上可以減輕水冷壁的腐蝕，但并不能真正做到防止其腐蝕。而且有些方法在實際運行中會因為各種原因而不能有效地實施，甚至個別方法還存在爭議，如爐襯防護(hù)，不但影響燃燒室吸熱能力，還會使腐蝕復(fù)雜化。故有必要尋求其它效果更好的表面防護(hù)方法。

對受腐蝕構(gòu)件表面覆蓋耐腐蝕的隔離層，是最直接有效的防腐措施，屬于高溫腐蝕的表面防護(hù)方法，主要

(1)涂刷法：涂刷的涂層塑性、熱膨脹性等不能適應(yīng)鍋爐內(nèi)環(huán)境及脫硫裝置，使用中易產(chǎn)生脫層，難于實際應(yīng)用。

(2)電鍍、熱滲鍍：鍍層的覆蓋性及結(jié)合度較好，但受工件尺寸限制，鍍件在現(xiàn)場拼焊中鍍層也會出現(xiàn)薄弱環(huán)節(jié)，降低使用性能。無法對已有設(shè)施進(jìn)行再次防腐。

(3)熱噴涂：適合現(xiàn)場操作，涂層材料選擇范圍寬，組合方式多，能提供多種性能涂層，對已有設(shè)施的未防護(hù)部分進(jìn)行追加防護(hù)，已防護(hù)部分進(jìn)行再次防護(hù)。

超音速電弧噴涂技術(shù)利用了流體力學(xué)中的“拉瓦爾原理”，使噴涂時的粒子速度真正超過了音速。我們通過對該技術(shù)的引進(jìn)，特別是針對噴涂設(shè)備笨重、龐大、不利于現(xiàn)場施工的缺點，進(jìn)行大膽的設(shè)備結(jié)構(gòu)改造和功能完善，達(dá)到的突出特點是現(xiàn)場實用性強、噴涂性能好、涂層質(zhì)量顯著提高。與普通電弧噴涂和火焰噴涂比較，其技術(shù)指標(biāo)有如下區(qū)別：由于超音速電弧噴涂技術(shù)的先進(jìn)性——離子噴射速度快(比普通電弧噴涂快4倍)，其技術(shù)性能比普通電弧噴涂有本質(zhì)的提高，改善了涂層的孔隙率、顆粒度、結(jié)合強度等性能，增加了涂層厚度調(diào)節(jié)范圍及可利用的涂層材料選擇范圍，可以大大拓展電弧噴涂的應(yīng)用范圍。

但原有超音速電弧噴涂的應(yīng)用還幾乎停留在普通電弧噴涂技術(shù)的基礎(chǔ)上，只是簡單地利用其性能的提高，基本上處于一種被動應(yīng)用的狀況。比如噴涂材料，仍然沿用原有電弧噴涂用絲材，沒有針對超音速電弧噴涂技術(shù)的先進(jìn)性專門開發(fā)新型涂層材料，我們投入了大量人力、物力、財力對其進(jìn)行了進(jìn)一步研究，開發(fā)出了MC鍋爐四管專用涂層、NiCr/Cr3C2、NiCrAiFe/Cr3C2、45CT系列噴涂材料，增加其在電力系統(tǒng)的現(xiàn)場實用性，最大限度地利用該技術(shù)的先進(jìn)性，實現(xiàn)良好的表面涂層。

四、超音速電弧噴涂45CT合金的應(yīng)用

對水冷壁的防高溫腐蝕和磨損各種方法綜合考慮，我們認(rèn)為，比較理想的方法是采用熱噴涂技術(shù)。經(jīng)過一系列的準(zhǔn)備工作，于1999年5月廣東沙角B電廠3#爐大修期間，我們對其水冷壁進(jìn)行了防腐耐磨超音速電弧噴涂。鋼鐵材料的表面防護(hù)涂層分兩大類。一類是隔離涂層，如電鍍鉻、油漆及有機涂料；另一類是陽極涂層，如電鍍鋅、熱浸或噴涂45CT合金作為犧牲陽板仍對該處表面鋼鐵具有防腐蝕保護(hù)作用，避免孔隙腐蝕、保護(hù)層下腐蝕及由此引起涂層的脫落，陽極涂層還兼有隔離涂層作用。

選擇防腐蝕涂層材料除考慮其陽極性外(即選擇陽極電位低于鋼鐵的金屬成份)，還應(yīng)要求其熱膨脹系數(shù)接近鋼鐵材料，具有良好的塑性，以避免脫層，材料還應(yīng)具有一定的抗沖蝕能力。對選擇的一種或幾種材料應(yīng)進(jìn)行噴涂試驗、性能試驗和對比試驗等。

對于水冷壁防高溫腐蝕和磨損噴涂，我們開發(fā)的噴涂材料是自發(fā)放熱型材料45CT，噴涂后涂層與基體金屬表面產(chǎn)生原子擴散，形成冶金結(jié)合，涂層又形成粗糙表面，便于與工作層連接，提高涂層的結(jié)合強度。噴涂層材料的膨脹系數(shù)與水冷壁管材料接近，使涂層在交變熱應(yīng)力作用下不會脫落，它具有抗腐蝕、抗氧化、耐高溫、延展性好、抗沖蝕能力強且價格便宜等特點，涂層厚度0.8~1.0mm。噴涂工藝如下：

A.噴砂打磨：

噴涂前的基體表面必須清潔、無油污、且須達(dá)到清潔和毛化要求。噴砂打磨的目的是使水冷壁管表面呈灰白色的金屬外觀和均勻粗化。噴砂后，基體表面粗糙度應(yīng)達(dá)到Rz40~80um。且干燥、無灰塵、無油污、無氧化皮、無銹跡。選擇磨料時，根據(jù)基體金屬的種類和涂層的厚度而定，磨料必須清潔、有棱角，才能保證涂層與基體結(jié)合良好。我們選擇棕剛玉和冷硬鑄鐵砂等符合有關(guān)規(guī)定的磨料進(jìn)行打磨，磨料有棱角，清潔、干燥、沒有油污、可溶性鹽的游離物和長石，以對表面進(jìn)行仔細(xì)的清理及有效的表面毛化，達(dá)到提高噴涂結(jié)合強度的目的。

B.防腐蝕噴涂：

使用超音速電弧噴涂技術(shù)對水冷壁進(jìn)行噴涂，噴涂材料為專用45CT，設(shè)計噴涂厚度0.8~1.0mm。噴涂表面達(dá)到均勻、致密。噴砂后的水冷壁管，應(yīng)盡快進(jìn)行噴涂，其間隔時間越短越好，在晴天或不潮濕的天氣，間隔時間不可超過12小時，在雨天、潮濕或含鹽霧氣氛下，間隔時間不超過2小時。噴涂必須在如下條件下實施：環(huán)境大氣高于5℃或基體金屬的溫度至少比大氣露點高3℃，在雨天、潮濕或含霧的氣氛中，噴涂操作必須在室內(nèi)或工棚棚中進(jìn)行。

C.后處理：

對于防腐噴涂，必須加封孔劑，以避免腐蝕物質(zhì)通過涂層的孔隙往里面滲入，直接腐蝕母材，或間接減少防腐涂層的有效厚度。封孔劑選擇有機硅加鋁粉，噴涂后采用噴涂方法覆蓋在涂層上面。

D.現(xiàn)場檢測：

噴涂完成后，應(yīng)進(jìn)行外觀檢查，涂層表面致密、均勻、顆粒細(xì)小，不允許有起皮、鼓泡、大溶滴、裂紋、掉塊及其他影響涂層使用的缺陷。使用日本原裝進(jìn)口的磁性涂層測厚儀進(jìn)行現(xiàn)場實測，厚度達(dá)到要求，可以保證工程質(zhì)量。

五、噴涂效果分析

1、與滲鋁管防腐效果對比分析

為了防止高溫硫腐蝕，火電廠在水冷壁中設(shè)置衛(wèi)燃帶，以前常采用滲鋁管，實際上，用噴涂SCZ16管代替滲鋁管可以取得相同的或更好的效果。

試驗證明，我們使用的45CT耐腐蝕效果比滲鋁管好得多，使水冷壁管的使用壽命更長；在水冷壁衛(wèi)燃帶采用滲鋁管，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)焊縫出現(xiàn)嚴(yán)重的硫腐蝕，這是滲鋁管無法克服的弊端，而使用超音速電弧噴涂技術(shù)，則可在水冷壁管安裝完畢后，對焊口及其附近補噴一層45CT防腐，防止焊縫腐蝕；另外，噴涂45CT可以對長時間運行后的水冷壁管進(jìn)行再防護(hù)，這也是滲鋁管無法做到的。

2、運行后的涂層檢測

廣東沙角B電廠3#爐超音速電弧噴涂45CT涂層水冷壁管，經(jīng)過長期運行外觀檢查，涂層完好，未見裂紋、起皮、脫落等任何宏觀缺陷，也未因腐蝕原因造成爆管等。

我們將最早實施噴涂的廣東沙角B電廠3#爐水冷壁管中隔墻在停爐時割管取樣分析，該樣自爐內(nèi)現(xiàn)場實施噴涂后已連續(xù)運行6800余小時，根據(jù)廣州有色金屬研究總院出具的檢測報告，“試樣涂層完整，未發(fā)現(xiàn)有剝落現(xiàn)象，涂層約0.9mm。與基體結(jié)合良好，結(jié)合部位未發(fā)現(xiàn)明顯缺陷”。

為了防止高溫腐蝕和磨損，超音速電弧噴涂45CT可以取得很好的效果。通過各種性能試驗和實踐證明，利用超音速電弧噴涂的45CT涂層，可以大大延長水冷壁管的使用壽命，同時也可以對長時間運行后的水冷壁管進(jìn)行再防護(hù)，以進(jìn)一步延長水冷壁管的使用壽命。

六、結(jié)束語

水冷壁管的可靠性，直接關(guān)系到電廠機組是否能安全有效運行，但鍋爐運行中對不可避免地對水冷壁管造成腐蝕、沖蝕（磨損），使其有效承載能力下降、安全性降低。超音速電弧噴涂涂層能對水冷壁管表面實施有效保護(hù)，使其外表面基本不受損傷，可大量節(jié)省材料更換費用及維修費，減少或避免非計劃停爐，降低運行成本，直接經(jīng)濟(jì)效益和間接經(jīng)濟(jì)效益都很高，有極大的開發(fā)利用價值。

另外，涂層的存在，要求對涂層的厚度和覆蓋的完整性進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)控。而只要保證熱噴涂層的完好，就在很大程度上保證了水冷壁管的完好性。在原有對水冷壁管進(jìn)行監(jiān)督檢查的基礎(chǔ)上，對涂層的檢查增加了對水冷壁管的監(jiān)督力度，提高了水冷壁管的安全性。我們認(rèn)為已經(jīng)時間證明熱噴涂技術(shù)能夠?qū)﹀仩t的水冷壁的保護(hù)提供一個非常可靠的解決辦法濟(jì)鍋440t/h循環(huán)流化床鍋的防磨措施

循環(huán)流化床流動燃燒的固體顆粒，對爐內(nèi)的磨損是不可避免的。通過實爐觀察試驗，磨損的部位主要發(fā)生在爐膛燃燒室濃相區(qū)、燃燒室與水冷壁的過渡區(qū)、旋風(fēng)分離器的入口處、U型返料器舌形擋板處。在這些部位采取的有效措施有：

（1）耐火材料的防磨：采用高強度耐高溫復(fù)合耐火材料，該材料在工作狀態(tài)下材料表層形成一層釉面，極大地提高了該材料的高溫強度、耐溫性能和高溫中的抗磨損、抗蝕損性能及熱穩(wěn)定性，因此本爐磨損嚴(yán)重區(qū)的耐火材料的使用壽命可達(dá)三年以上。

（2）過渡區(qū)的防磨：采用水冷壁向外彎制的避讓結(jié)構(gòu)。（3）爐膛受熱面的防磨：設(shè)計合理。因為在循環(huán)床鍋爐中煤是低溫燃燒，飛灰并未經(jīng)過熔化、凝固的過程，故飛灰較軟。此外爐內(nèi)灰粒流動方向與膜式水冷壁布置同向，產(chǎn)生的撞擊角很小，年磨損在常規(guī)范圍內(nèi)。爐膛內(nèi)屏式過熱器和屏式再熱器，采用膜式壁結(jié)構(gòu)，煙氣在其中間垂直流動，不會發(fā)生異常磨損。但在煙氣直沖和轉(zhuǎn)向部位即其下部及爐膛出口處，由于煙氣方向改變易引起磨損部位均加設(shè)防磨護(hù)瓦和澆注料。（4）對流受熱面的防磨：高、低溫過熱器、低溫再熱器和省煤器受熱面分別采用較低的煙氣流速，所以對受熱面磨損較小，并且每組過熱器和省煤器前排及彎頭都裝有可靠的防磨裝置。

（5）空氣預(yù)熱器防磨：每層空氣預(yù)熱器煙氣進(jìn)口側(cè)前排管裝有防磨套管，避免磨損。

（6）風(fēng)冒與中心筒防磨：本爐的床上風(fēng)帽使用合金耐熱鑄鋼，高溫旋風(fēng)分離器中心筒采用合金鋼制造，運行中不變形，抗磨損。

以上的這些措施，保證了鍋爐能穩(wěn)定長期運行。1.省煤器防磨問題/bbs/viewthread.php?tid=1127&fromuid=2473

2【04-14】流化床的防磨重點部位有哪些？/bbs/viewthread.php?tid=1497&fromuid=24733.【04-16】循環(huán)流化床鍋爐主要磨損部件及防磨措施/bbs/viewthread.php?tid=1526&fromuid=24734.循環(huán)流化床鍋爐管子的防磨噴涂（CAJ文件）/bbs/viewthread.php?tid=421&fromuid=24735.75t/h循環(huán)流化床鍋爐防磨技術(shù)研究與應(yīng)用/bbs/viewthread.php?tid=1126&fromuid=24736.循環(huán)流化床鍋爐水冷壁磨損分析及對策/bbs/viewthread.php?tid=1860&fromuid=24737.

四角燃燒鍋爐水冷壁磨損的原因分析及防磨措施0前言

在國產(chǎn)電站鍋爐中采用四角布置直流燃燒器，一般情況下噴口附近的水冷壁管子容易發(fā)生局部磨損。其特征是：局部磨損面積比其它受熱面(過熱器、省煤器等)管子大；磨損面減薄后在管內(nèi)高壓爐水作用下翻開，呈開窗狀泄漏點，造成大量爐水噴入爐膛。如果泄漏發(fā)生在上一次風(fēng)噴口附近，則爐膛火焰馬上被水澆滅；如果泄漏發(fā)生在下二次風(fēng)噴口附近，也會因為鍋爐保持不了水位而被迫緊急停爐。所以對于單元制機組來說，噴口附近的水冷壁磨損會造成停爐停機事故，給電網(wǎng)的安全帶來威脅。1噴口附近水冷壁磨損實例

牡丹江第二發(fā)電廠HG410/1009型鍋爐，四角切圓燃燒，在上二次風(fēng)噴口右側(cè)的水冷壁上發(fā)生過局部磨損曾引起泄漏，泄漏面積(長×寬)170mm×45mm，導(dǎo)致停爐停機事故。

水冷壁規(guī)格φ60×5mm，局部磨損發(fā)生在噴口右側(cè)第4～8根水冷壁管子上；磨損長度在130～340mm范圍內(nèi)，離噴口較遠(yuǎn)的第8根管子磨損面積較大，反之則較?。怀?根管子爆管，其余4根管子磨損最深已達(dá)1.8～3.0mm；磨損面下線基本與上二次風(fēng)噴口下傾角度線對應(yīng)(見圖1)。圖1噴口附近水冷壁磨損示意一、二次風(fēng)噴燃器采用1Cr18Ni9Ti不銹鋼板焊制成，廠家設(shè)計的一、二次風(fēng)速(冷態(tài))分別為23～23m/s和44～46m/s。噴口檢查：一次風(fēng)噴口正常；二次風(fēng)噴口上邊左側(cè)已經(jīng)燒毀變形，并向下塌腰(最大約40mm)，噴口左側(cè)鋼板向水冷壁變形約10mm，噴口里面接口處的二次風(fēng)管上下左右都已經(jīng)變形，呈波浪狀。2原因分析

2.1噴口出口射流與水冷壁的夾角

直流噴燃器以一定角度布置在爐膛四角上，在爐內(nèi)旋轉(zhuǎn)氣流的作用下，噴口出口射流兩側(cè)的補氣條件是不一樣的，形成作用于射流側(cè)面的壓力差，使射流向壓力較低一側(cè)偏轉(zhuǎn)，因此噴口出口射流兩側(cè)與水冷壁之間的夾角，分為小角和大角。做爐內(nèi)空氣動力場試驗，在設(shè)計工況下測得爐內(nèi)實際旋轉(zhuǎn)速度圓大小為φ5.50～6.25m，噴口出口大、小夾角分別約為31°和4～5°(見圖2)。可見小角側(cè)氣流根部距水冷壁很近，如果操作不當(dāng)或爐內(nèi)旋轉(zhuǎn)速度圓直徑偏大，氣流就要沖刷水冷壁。圖2噴燃器出口大、小角示意2.2噴口處的溫度

在鍋爐額定負(fù)荷下，測試下二次風(fēng)口的溫度：測試探頭在噴燃器內(nèi)距噴口端面1m，熱風(fēng)門全開，測得溫度為320℃；探頭至噴口端面，熱風(fēng)門全開，溫度為540℃，熱風(fēng)門全關(guān)，此時溫度為832℃。爐膛最高溫度在1600℃左右，上二次風(fēng)噴口對應(yīng)中心火焰位置。由此可見，如果鍋爐在額定負(fù)荷下，上二次風(fēng)門全關(guān)時，其噴口處溫度將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過下二次風(fēng)口的溫度(估計在1000℃左右)。

2.3噴口的材質(zhì)

噴口采用1Cr18Ni9Ti爐用耐熱鋼板。根據(jù)現(xiàn)場經(jīng)驗處于溫度相對較低的下二次風(fēng)噴口，也經(jīng)常發(fā)生燒變形的情況?？梢?Cr18Ni9Ti只適用于溫度在600℃以下的工作環(huán)境。

2.4二次風(fēng)氣流主導(dǎo)作用

二次風(fēng)射流噴出后，不斷卷吸周圍的空氣，因為二次風(fēng)風(fēng)速較高，大約是一次風(fēng)的2倍，所以也不斷卷吸位于上下的一次風(fēng)粉混合物。如果二次風(fēng)刷墻，則卷吸的煤粉就會磨水冷壁，管子的磨損量與煙氣流速成3次方，因此噴口附近水冷壁的磨損一般都發(fā)生在二次風(fēng)附近。從水冷壁磨損的情況可以看出，磨損位于二次風(fēng)射流的下邊(再下面是上一次風(fēng))，其磨損面正確地反映了一次風(fēng)中的部分煤粉被卷吸到二次風(fēng)后所留下的痕跡。

2.5噴口處水冷壁結(jié)構(gòu)

HG410/1009型鍋爐噴口處水冷壁的結(jié)構(gòu)見圖3a，其噴口出口端面深入爐膛僅100mm(與四角頂點的距離)，噴口氣流的根部基本上是貼著水冷壁。當(dāng)出現(xiàn)噴口變形、爐內(nèi)切圓直徑偏大以及操作等原因使氣流偏轉(zhuǎn)時，都可能造成水冷壁的磨損?？梢奌G410/1009型鍋爐，噴燃器的布置不盡合理。圖3鍋爐燃燒器布置示意3防止水冷壁磨損的措施

3.1采用耐熱鑄鋼噴口

將1Cr18Ni9Ti噴燃器改為耐溫為1000℃的耐熱鑄鋼噴燃器，實踐證明改進(jìn)后的噴燃器，運行中不變形，壽命都在40000h以上。

3.2加長噴燃器

將噴燃器出口端面深入爐膛100mm(與四角頂點的距離)改為200mm，若不考慮其它因素，經(jīng)計算小角側(cè)*第8根水冷壁管與噴口射流之間的距離可增加50mm左右。在實際運用中在二次風(fēng)噴口*小角側(cè)焊一塊不銹鋼板，由于鋼板的導(dǎo)流作用，小角側(cè)的噴口位置向爐內(nèi)推進(jìn)了一些，增加了射流與水冷壁之間的距離；在二次風(fēng)氣流的影響下，避免了一次風(fēng)中的煤粉磨水冷壁，這種辦法在鍋爐檢修中是一種臨時措施，可解決一些問題，比較正規(guī)的方法是制作加長的耐熱鑄鋼一、二次風(fēng)噴燃器，將舊噴燃器全部更換；這種方法比較適用于舊爐改造，改造后噴口附近水冷壁檢查可由一個小修期延長至一個大修期，可省卻大量爐膛搭架子的工作。實踐證明效果很好。

3.3校正切圓直徑

將爐內(nèi)假想切圓直徑減小，可增加小角側(cè)射流與水冷壁之間的距離。國內(nèi)對固態(tài)爐采用的假想切圓直徑一般為0.05～0.10的爐膛寬、深的平均值。HG410t/h鍋爐的假想切圓直徑為1m，經(jīng)計算選用的是最大值，因此還有調(diào)整的余地。在檢查或矯正假想切圓直徑時，除了對一次風(fēng)管道進(jìn)行檢查，更重要的是要對二次風(fēng)管道(包括噴燃器)進(jìn)行拉線檢查和調(diào)整。

3.4合理的噴口處水冷壁結(jié)構(gòu)

對于四角布置切向燃燒器，國外技術(shù)的特點是，噴口端面深入爐內(nèi)較長。如上鍋廠引進(jìn)的CE技術(shù)，噴口端面距爐膛斷面角頂點距離約350mm(見圖3b)。B&WB410t/h鍋爐，采用美國B&W技術(shù)，其噴口處水冷壁的結(jié)構(gòu)也很獨特(見圖3c)，噴口深入爐膛750mm，噴口端面與兩側(cè)水冷壁平行，小角側(cè)與噴口氣流對應(yīng)的水冷壁管為第14根，噴口出口射流兩側(cè)與水冷壁的距離均較遠(yuǎn)，已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)避開了容易磨損的第4～8根管區(qū)域。即使發(fā)生噴口變形、切圓直徑較大、運行操作不當(dāng)?shù)葐栴}，煤粉氣流也沖刷不到水冷壁。上海石化熱電二站目前有4臺B&WB410t/h鍋爐，噴口材料為1Cr18Ni9Ti，2號爐在設(shè)計工況下測得爐內(nèi)實際旋轉(zhuǎn)速度圓為φ6m，鍋爐都裝有濃相噴口，運行最長的鍋爐已經(jīng)有7個年頭。7年來噴口附近的水冷壁從未發(fā)生過磨損。4結(jié)論與建議

4.1四角布置切向燃燒器附近水冷壁的磨損，主要與噴口材質(zhì)、燃燒器布置的角度、噴口端面太*近四角頂點以及運行操作等因素有關(guān)。

4.2對于舊爐改造，采用耐高溫1000℃的鑄鋼及加長噴口長度，是一種防止水冷壁磨損，既經(jīng)濟(jì)又有效的措施。

4.3二次風(fēng)風(fēng)速較一次風(fēng)大，能卷吸一次風(fēng)中的煤粉，如果二次風(fēng)噴口變形或角度布置偏大，將對水冷壁磨損。所以一般情況磨損都發(fā)生在二次風(fēng)附近，因此在進(jìn)行水冷壁的檢查、噴口矯正和檢查爐內(nèi)切圓直徑等工作時，要特別重視對二次風(fēng)燃燒器及附近水冷壁的檢查。

4.4實踐證明四角布置切向燃燒器噴口端面距爐膛斷面角頂點的距離采用750mm時，噴口附近水冷壁不磨損，鍋爐安全可*性高。建議鍋爐設(shè)計或選型時作借鑒。

循環(huán)流化床鍋爐的防磨措施

1引言

循環(huán)流化床(CFB)鍋爐是近幾年在我國發(fā)展起來的一種新型燃燒設(shè)備，而循環(huán)流化床燃燒技術(shù)的發(fā)展以其高效率低污染的高性能更是突飛猛進(jìn)。在環(huán)保要求日趨嚴(yán)格的今天，CFB鍋爐已成為當(dāng)前最有前途的燃燒設(shè)備，但是CFB與其它鍋爐相比，磨損比較嚴(yán)重，本文對此問題進(jìn)行討論。

2磨損機理及防磨措施

磨損在工程上常被理解為由于機械原因產(chǎn)生的顆粒剝離脫落引起的材料表面所不希望的逐漸變化，如減薄，開裂。鍋爐常見的磨損即高速的灰粒子從不同的角度沖刷碰撞爐墻或受熱面而引起的種種變化。有資料介紹，磨損量與煙速的3.22次方成正比，并隨灰粒子的濃度增大而增大。單從理論上講，降低磨損應(yīng)從降低煙氣流速，減小灰粒子濃度和減小粒子的顆粒直徑入手。

下面從爐墻和受熱面兩個方面入手來介紹鍋爐常見的磨損部位及處理辦法。

2.1爐墻

2.1.1床體燃燒室部分因顆粒直徑大，物料濃度高對爐壁造成的磨損最嚴(yán)重。若風(fēng)室和床體為非水冷壁結(jié)構(gòu)，因爐墻太厚造成的熱應(yīng)力和物料的磨損常常導(dǎo)致墻體內(nèi)表面產(chǎn)生脫落和出現(xiàn)裂紋。通過把拐角處用圓角代替方角的方法很好地解決了這個問題，如圖1所示。為保證床體的溫度，床體的上部常保持一定高度的衛(wèi)燃帶，在爐墻與水冷壁的結(jié)合處磨損較嚴(yán)重，如圖2(a)所示。原因是該處的截面形狀發(fā)生了變化，導(dǎo)致煙氣在此形成渦流區(qū)，加速了管子的磨損。我們順勢利導(dǎo)，把水冷壁下部的爐墻做成和膜式壁一樣的截面，使?fàn)t壁在豎直方向上沒有截面變化。如圖2(b)所示，磨損大大減輕了。

圖1

圖2

2.1.2旋風(fēng)分離器出口的頂部由于煙氣速度高且對爐頂是正面沖擊，故此爐墻的脫落異常嚴(yán)重。在煙氣速度、顆粒的直徑和硬度都不可變的情況下，只能考慮更耐磨的爐墻材料來解決。如硅線石或棕剛玉等。

2.2受熱元件

針對鍋爐受熱面的磨損，我們從結(jié)構(gòu)和工藝上進(jìn)行一些探討。

2.2.1結(jié)構(gòu)方面：采用一些常規(guī)的防磨結(jié)構(gòu)：如在管子表面加裝防磨套管或在易磨損部位加大壁厚；用Ω管或方形管等。都在循環(huán)流化床中得到了大量的應(yīng)用，并收到了良好的效果，而一些特別的部位卻需要特別地對待。

(A)爐膛中的屏式受熱面

當(dāng)屏如圖3所示布置時，經(jīng)觀察發(fā)現(xiàn)彎頭部位磨損相當(dāng)嚴(yán)重，因屏式受熱面橫向間距很大，用常規(guī)保護(hù)結(jié)構(gòu)是不可能的，后來采用了圖4形式，在彎頭處加裝了耐磨合金板做成的保護(hù)罩，效果不錯。芬蘭ALSTROM公司生產(chǎn)的410

t/h的CFB鍋爐的屏結(jié)構(gòu)如圖5所示，爐膛內(nèi)不出現(xiàn)彎頭，每一片過熱器屏都有獨立的兩個集箱。這種結(jié)構(gòu)單從防磨觀點上看不失為一種好辦法，顯然它的缺點是使系統(tǒng)變得復(fù)雜，成本提高。

圖3

圖4

圖5

(B)尾部受熱面

圖3所示，轉(zhuǎn)向室內(nèi)設(shè)置導(dǎo)向板，避免了因離心作用導(dǎo)致的局部灰濃度過高而造成的對吊管和尾部受熱面的磨損。橫置式過熱器和經(jīng)濟(jì)器的彎頭的保護(hù)有多種方式，圖6的縫板結(jié)構(gòu)和孔板結(jié)構(gòu)無疑是比較理想的結(jié)構(gòu)形式。

圖6

2.2.2工藝方面：通過熱處理使表面硬化，提高易磨部件的耐磨性；

通過噴涂工藝，提高管子表面的耐磨性能；

在管子和水冷壁上加裝防磨陶瓷。

上述方法均不同程度地提高了受熱面的壽命，但也存在著工藝水平不足的問題，使得涂層易從受熱面上剝離。

3小結(jié)

綜上所述，磨損問題應(yīng)從主動性和被動性兩方面來解決。主動性是指從設(shè)計上降低煙氣流速和降低粒子的濃度、避免容易引起磨損的結(jié)構(gòu)。被動性是指增加易磨損部位的耐磨性來延長鍋爐的壽命，從而被動地解決磨損。

關(guān)于循環(huán)流化床的磨損問題我們已經(jīng)有了基本的認(rèn)識，但要徹底地解決磨損，達(dá)到和煤粉爐同樣的壽命，還要作進(jìn)一步的努力。循環(huán)流化床鍋爐澆注料施工工藝探討我公司465t/h循環(huán)流化床鍋爐爐膛密相區(qū)、II級過熱器、熱段再熱器、尾部煙道上部進(jìn)口管排、雙面水冷壁下聯(lián)箱、需防磨的相關(guān)部分采用帶螺紋的圓銷釘固定防磨結(jié)構(gòu)；旋風(fēng)分離器、出口煙道、料腿、回料閥及冷渣器則作防磨的輕型爐墻設(shè)計。以下部位的表面采取了耐火材料防磨：（１）

布風(fēng)板與風(fēng)帽之間；（２）

爐內(nèi)下部四周水冷壁表面；（３）

爐內(nèi)熱段再熱器、二級過熱器下端表面及穿墻處四周及前后水冷壁部分；（４）

爐膛出煙口內(nèi)表面及與出煙口相鄰的后墻部分表面；（５）

旋風(fēng)分離器內(nèi)表面；（６）

料腿及回料腿內(nèi)表面；（７）

出口煙道內(nèi)表面；（８）

尾部煙道入口立管及集箱表面；（９）

冷渣器及錐形閥內(nèi)表面；（１０）雙面水冷壁集箱及穿墻外表面。在耐磨耐火材料選型方面，我公司進(jìn)行了充分的調(diào)研，考察兄弟電廠成功的經(jīng)驗，鍋爐使用的耐磨耐火材料大部分是江蘇宜興市剛玉磚廠生產(chǎn)。在材料施工中我們加強管理，嚴(yán)格控制材料施工工序、工藝和質(zhì)量，關(guān)鍵工序進(jìn)行全過程旁站質(zhì)監(jiān)。鍋爐施工前編寫了《循環(huán)流化床鍋爐施工質(zhì)量檢驗及評定標(biāo)準(zhǔn)》，包含所有耐磨耐火材料的驗評標(biāo)準(zhǔn)。下面重點對澆注料的施工進(jìn)行探討。澆注料的施工程序一般為：⑴材料到貨驗收⑵取樣化驗合格⑶機務(wù)安裝驗收合格⑷銷釘焊接及補焊⑸施工面清理⑹涂刷瀝青漆或膨脹材料⑺驗收合格⑻制模板(控制尺寸)⑼驗收合格⑽施工現(xiàn)場準(zhǔn)備⑾澆注料加料、配水⑿制作試樣⒀攪拌、振搗（旁站監(jiān)督）

⒁檢查是否有跑?，F(xiàn)象（跑模立即拆除模板清理，返工）⒂自然干晾3天以上⒃烘爐熱養(yǎng)生

現(xiàn)主要針對澆注料施工關(guān)鍵工序進(jìn)行討論。1

耐磨耐火澆注料施工澆注料施工重點抓好銷釘焊接、瀝青涂刷、配水?dāng)嚢?、制模固定、振搗、脫模保護(hù)、尺寸保證、測點準(zhǔn)確等幾個環(huán)節(jié)，嚴(yán)格按照材料廠家和鍋爐廠要求進(jìn)行施工。1.1配水控制嚴(yán)格控制耐磨耐火澆注料的配水量，使用定量容器專人配水。使用PH＝6－7.5、氯離子含量≤50PPm的除鹽水，施工前對水質(zhì)進(jìn)行取樣化驗。耐磨耐火澆注料加水量控制在5.5－6.5％。加水過多，凝固時間延長，耐磨澆注料的機械強度急劇降低，加水少，澆注料不易振搗，施工局部部位不能完全填充，材料質(zhì)地不均。加水量可根據(jù)澆注現(xiàn)場的溫度、距離，控制在一定的范圍。1.2制模前檢查制模前必須經(jīng)機務(wù)驗收合格，然后進(jìn)行澆注料施工，這一點非常重要。若機務(wù)安裝有誤，將導(dǎo)致澆注料返工，工作量非常大。制模前需認(rèn)真檢查銷釘、鉤釘、支承件是否滿足圖紙要求，是否補焊全并焊接牢固，臨時金屬件是否割除。檢查所有該涂刷瀝青的金屬件是否達(dá)到要求。在拐角部位要加密銷釘數(shù)量，特別是爐膛內(nèi)部管口位置，可使用不銹鋼筋將澆銷釘進(jìn)行網(wǎng)狀連接，提高拐角處澆注料強度。1.3制模控制澆注料制模是一道非常關(guān)鍵的工序，模板制的好與壞直接影響澆注料的質(zhì)量。模板控制重點驗收其牢固性和尺寸的準(zhǔn)確性。模板必須牢固，這是防止跑模的主要措施，一旦發(fā)現(xiàn)澆注料跑模，立即停工拆除模板清理干凈，重新制模施工。澆注料跑模，將導(dǎo)致部分澆注料厚度不均，內(nèi)部骨料密實度不均，同時造成膨脹縫不齊等缺陷，我公司在澆注料施工中曾出現(xiàn)一次跑?，F(xiàn)象。澆注料一次施工高度在300－600mm之間，以便于振搗。木模要按照施工圖尺寸要求放樣，預(yù)制拼裝，表面光滑，接口嚴(yán)密，表面刷兩道脫模劑。模板必須經(jīng)過驗收后方可施工。1.4攪拌振搗控制每次澆注料攪拌量不易過多，攪拌機干混均勻后緩緩加水，水量不得加到一處，澆注料要充分混合。需要在澆注料另加鋼纖維的，在加水混濕過程中加入，不得成團(tuán)摻入。攪拌后的澆注料存放時間不超過30分鐘。澆注料倒入模中，及時振搗，緩慢插入料層連續(xù)振動，振搗以大量排出料中氣泡，表面輕微泛漿為宜，緩慢拔出，以防漏振和留下孔洞，每點振動時間不宜過長，防止粗大骨料上浮，保證振搗要填充，不得出現(xiàn)空穴和死角。在無法振動的地方用榔頭沿模板豎立方向輕輕振動模板，或在振動棒上焊接Φ16mm園鋼進(jìn)行振動，保證澆注料質(zhì)地均勻，不出現(xiàn)蜂窩麻面。澆注部件一次性連續(xù)施工，盡量不中斷，嚴(yán)禁重復(fù)利用澆注料。澆注料施工后嚴(yán)禁二次施工進(jìn)行修補抹面找平。1.5膨脹縫的預(yù)留由于澆注料的膨脹系數(shù)與鋼材膨脹系數(shù)不一致，為鋼材的一半左右（耐磨澆注料線脹系數(shù)為5.7×10－6mm/mm℃）。一般情況有四種方式解決澆注料的膨脹：一是在銷釘、金屬表面涂刷瀝青漆的方式，厚度不低于1mm。二是澆注料分塊間隔澆注，分塊處用3mm厚的膠合板作為膨脹縫。三是在風(fēng)帽、儀表管件、金屬穿墻件表面纏繞2mm厚的陶瓷纖維紙作為膨脹縫。四是可塑料施工時可用小刀切出厚度一半縫隙，和在可塑料上扎孔來解決膨脹的問題。澆注料膨脹縫預(yù)留非常重要，直接影響澆注料的熱養(yǎng)生和壽命，施工中要科學(xué)地設(shè)置膨脹縫，防止?jié)沧⒘显诤鏍t中發(fā)生網(wǎng)狀裂紋和貫穿性的裂紋。我公司在澆注料施工中嚴(yán)格執(zhí)行該要求，通過烘爐和試運檢查，沒有發(fā)生超標(biāo)的裂紋。1.6測點孔的預(yù)留CFB鍋爐在爐膛、循環(huán)回路和排渣設(shè)備等處設(shè)有較多的溫度和壓力測點，它相當(dāng)于鍋爐的“眼睛”，測點正確安裝和數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，真實反應(yīng)爐內(nèi)工況，為運行人員燃燒調(diào)整提供可靠的依據(jù)。爐膛密相區(qū)、冷渣器、回料閥內(nèi)的溫度、壓力測點顯得尤為重要。澆注料施工中重點防止測點的標(biāo)高和角度偏差，若溫度和壓力測點標(biāo)高不一致將導(dǎo)致鍋爐內(nèi)部參數(shù)的差異，使得部分測點為廢點。特別是爐膛下層壓力測點，由于下床壓是反映物料數(shù)量和厚度的最為重要的依據(jù)，若數(shù)值不準(zhǔn)將直接影響鍋爐的排渣和燃燒。比如我公司在澆注料施工中由于工期緊張，對測點的認(rèn)識不夠深刻，防范措施不良，導(dǎo)致下床壓測點標(biāo)高不一的現(xiàn)象，最多相差320mm，運行中其床壓數(shù)值偏差在3－4Kpa。施工中還要防止?jié)沧⒘险駬v時使測點套管松動，角度發(fā)生偏差導(dǎo)致一次元件安裝困難。1.7幾個重點部位施工鍋爐的錐形閥是鍋爐排渣的主要設(shè)備，澆注料施工關(guān)鍵在于制模板，保證角度正確、表面光滑、尺寸準(zhǔn)確，以免鍋爐排渣困難。部分設(shè)備需要地面施工，硬化后進(jìn)行安裝到位，冷渣器頂板施工前對頂板進(jìn)行加固，在起吊、翻轉(zhuǎn)、倒扣時放置變形和澆注料損壞。爐膛四周水冷壁在施工時嚴(yán)格依據(jù)圖紙做好節(jié)點的過度，特別注意耐磨耐火澆注料施工的終止線距離中部水冷壁的防磨護(hù)板要有3mm的膨脹間隙。涉及錯位安裝的幾個部位，一定留好膨脹縫，如回料閥非金屬膨脹節(jié)處的澆注料要按照圖紙留好膨脹間隙，防止運行中膨脹受阻。

2、水冷風(fēng)室和床下啟動燃燒器澆注料施工注意事項我公司CFB鍋爐水冷風(fēng)室設(shè)計為70mm厚耐火可塑料，床下啟動燃燒器預(yù)燃室段使用敷設(shè)120mm厚的耐火澆注料，筒體和轉(zhuǎn)向室部分敷設(shè)300mm厚的保溫澆注料和120mm厚的耐火澆注料。由于該處在設(shè)計和施工中比較特殊，在此進(jìn)行簡單的介紹。水冷風(fēng)室耐火可塑料的施工注意以下幾點：（1）、水冷管和銷釘表面涂刷瀝青漆，風(fēng)管外包扎2mm厚的陶瓷纖維紙。（2）、耐火可塑料要一次性打起，厚度超標(biāo)部分要挖去，厚度不足的要45°角挖去補齊?？伤芰洗驌v一定密實，不得有空隙、空穴等現(xiàn)象。（3）、間隔600mm×600mm留一條膨脹縫，避免出現(xiàn)不規(guī)則的裂紋。施工中進(jìn)行分隔、方框施工，膨脹縫留在管子中間，用刀子切出，厚度為耐火可塑料的一半。也用3mm的透氣針在耐火可塑料上扎孔，間距在150mm左右，深度在10－15mm。（4）、攪拌機在使用可塑料前必須清理干凈。（5）、在水冷風(fēng)室立墻上部澆注料和可塑料之間留有膨脹縫，垂直方向留有3mm的膨脹縫。（6）、水冷風(fēng)室在出風(fēng)口拐角處留出放射狀膨脹縫。（7）、溫度高于35°時采取降溫措施，材料嚴(yán)禁在太陽下暴曬。床下啟動燃燒器澆注料施工注意事項。我公司CFB鍋爐床下啟動燃燒器采用保溫澆注料＋耐火澆注料，有的電廠使用的保溫轉(zhuǎn)＋耐火保溫磚＋耐火澆注料的型式，前者由于保溫澆注料摻加的水分約為40－50％，導(dǎo)致床下啟動燃燒器水分含量高，給熱養(yǎng)生造成困難，為此我們采取以下措施。（１）、保溫澆注料盡早施工，施工前預(yù)先開好排濕孔，底部可開長條排濕孔。（２）、保溫澆注料填加水分在保證振搗密實的情況下盡量減少，控制在30％左右。（３）、保溫澆注料施工后加強通風(fēng)，晾干7天左右，再進(jìn)行耐火澆注料施工。（４）、施工耐火澆注料前可在保溫澆注料表面涂抹一層瀝青漆。（我公司沒有實施）（５）、銷釘頂部涂刷的瀝青厚度要足夠，厚度不足的加套橡膠套，留出膨脹。（６）、在拐角部位的銷釘要使用不銹鋼鋼筋連接，形成網(wǎng)狀。（７）、將預(yù)燃室和一次風(fēng)口部分耐火澆注料使用性能更好的剛玉莫來石耐火澆注料。（８）、將熱一次風(fēng)管入口短節(jié)澆注料部分加長半米，防止點火時一次風(fēng)不開，溫高將風(fēng)管燒壞。循環(huán)流化床鍋爐磨損分析及處理效果

[內(nèi)容摘要]

介紹1臺燃用福建無煙煤的75t/h循環(huán)流化床鍋爐的風(fēng)帽磨損、蒸發(fā)管束受熱面磨損、旋風(fēng)分離器磨損、旋風(fēng)分離器出口膨脹節(jié)磨損情況及分析磨損原因，以及采取相應(yīng)的防磨措施，提高了鍋爐運行的可靠性，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效果。[關(guān)鍵詞]

循環(huán)流化床鍋爐

磨損

旋風(fēng)分離器

一概述福建無煙煤揮發(fā)份極低（Var≤5%）、碳化程度高，煤質(zhì)脆易爆裂、熱穩(wěn)定性差，細(xì)粉含量大，著火和燃盡均十分困難，灰熔點低易結(jié)焦，發(fā)熱量高。一般沸騰爐的燃燒效率和熱效率普遍不高，煤粉爐還需摻油助燃和穩(wěn)燃，這使福建無煙煤長期得不到充分應(yīng)用。循環(huán)流化床鍋爐以其燃料適應(yīng)性強、燃燒效率高、負(fù)荷調(diào)節(jié)性能好、低污染物排放等優(yōu)點，而成為燃燒福建無煙煤的首選爐型，在福建省得到較廣泛的應(yīng)用。循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)的高顆粒濃度和高運行煙速的運行特點，決定了爐內(nèi)部件都會受到含塵煙氣的高速沖刷，磨損問題較為突出[1，2]。盡管鍋爐廠在設(shè)計時采用了許多有效的防磨措施，但由于循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)的固體顆粒濃度為煤粉爐的幾十倍到上百倍[1]，加上設(shè)計原因和運行情況的復(fù)雜性，受熱面和徹體受到大量固體物料的不斷沖刷，磨損還是比較嚴(yán)重。本文介紹1臺燃用福建無煙煤的75t/h循環(huán)流化床鍋爐的風(fēng)帽磨損、蒸發(fā)管束受熱面磨損、旋風(fēng)分離器磨損、旋風(fēng)分離器出口膨脹節(jié)磨損情況，分析其磨損原因，以及采取的防磨措施和效果。鍋爐額定蒸發(fā)量75t/h，過熱蒸汽壓力3.82MPa，過熱蒸汽溫度450℃。燃料顆粒度≤8mm，累計運行24666h，主視圖見圖1。

二蒸發(fā)管束受熱面磨損2002年5月停爐檢查（累計運行14436h），發(fā)現(xiàn)蒸發(fā)管束管存在磨損現(xiàn)象，尤其正對著旋風(fēng)分離器入口的第1、2排蒸發(fā)管束管磨損最嚴(yán)重，個別磨損量超過比后壁厚的1/3，只好更換了12根（總55根），占總數(shù)量的22%。分析其主要原因是：最后一排蒸發(fā)管束距離旋風(fēng)分離器入口僅1m，大量含塵煙氣要集中通過一個較小的分離器入口，必然在分離器靠兩側(cè)爐墻處形成死角，造成一個不均勻的流速場，使正對著分離器入口的蒸發(fā)管束處的煙氣流速大大提高，而磨損與煙速的3.6次方成正比[1]。蒸發(fā)管束除了第1排迎風(fēng)面加防磨片，其他3排均為光管，因而磨損嚴(yán)重。目前，我們在對應(yīng)分離器入口的所有四排蒸發(fā)管束管迎風(fēng)面和側(cè)面都增加防磨片，延長了蒸發(fā)管束的磨損壽命。同時，我們計劃設(shè)置導(dǎo)流板，以改變流速場的分布，徹底解決蒸發(fā)管束磨損問題。

旋風(fēng)分離器旋風(fēng)分離器出口膨脹節(jié)蒸發(fā)管束布風(fēng)板、風(fēng)帽圖1

循環(huán)流化床鍋爐主視圖

三風(fēng)帽磨損該鍋爐布風(fēng)板設(shè)計并布置800多個“７”型定向風(fēng)帽，風(fēng)帽出口以一定的角度圍繞布風(fēng)板上的兩個排渣管布置，使流化床布風(fēng)均勻，有利于床內(nèi)細(xì)顆粒的流化以及把較大顆粒排向排渣管口。運行初期，風(fēng)帽磨損比較嚴(yán)重：有的風(fēng)帽口缺角