论文部分内容阅读
摘要：循环流化床锅炉具有显著的优势，是目前广泛使用的炉型之一。但由于各种原因造成水冷壁管磨损，发生局部破坏，甚至导致停炉事故，严重影响了锅炉的使用安全性和效率。这里在对水冷壁管磨损形成原因分析的基础上，探讨了预防磨损的对策。
关键词 ：锅炉；水冷壁管；成因；预防
中图分类号：TK223 文献标识码： A
前言
随着各项施工技术的发展，对建设工程项目的质量、工期的要求越来越高。特别是检修工程，工期紧，施工场地狭小，周围还可能有正在运转的设备。在确保工程质量、工期的前提下，优化施工方案，提高经济效益，在当今工程建设中是非常必要的。本文就这些问题进行了探讨。
1.水冷壁管磨损成因分析
锅炉水冷壁管的磨损主要集中在三个区域：炉膛下部卫燃带与水冷壁管过渡区域管壁的磨损；炉膛四周角落区域管壁的磨损；不规则区域管壁的磨损。
1.1炉膛下部卫燃带与水冷壁管过渡区域管壁的磨损原因：一是沿炉膛内壁面下流的固体物料在交界区域产生流动方向的改变，因而对水冷壁管产生冲刷，经过长时间的冲刷导致水冷壁管壁厚磨损减薄，强度下降；另一个原因是在过渡区域内由于沿壁面下流的固体物料与炉内向上运动的固体物料运动方向相反，在局部产生涡旋流，对水冷壁管产生磨损。
1.2炉膛四周角落区域管壁的磨损原因：炉膛四周角落区域内壁面向下流动的固体物科密度比较高，同时流动状态也受到破坏。
1.3不规则管壁包括穿墙管，炉墙开孔处的弯管 管壁上焊缝 管壁间的鳍片焊缝不平整以及有关安装剩余的铁件等 运行经验表明，即使很小的几何尺寸不规则也会造成局部的严重磨损。
1.4一般水冷壁管的磨损从目前运行的循环流化床锅炉看，一般水冷壁管的磨损虽然普遍存在，停炉检查时也发现管壁被磨损的光亮，但年磨损量较小，属于均匀磨损。
2.水冷壁管磨损预防措施
2.1炉膛下部卫燃带与水冷壁管过渡区防磨对策冷态试验和运行的流化床锅炉表明，壁面处向下流动的高浓度固体物料流对管壁磨损有重要影响，因此在水冷壁管上加焊挡板 在挡板上下亦可浇注耐火耐磨材料 以阻止向下流动的固体物料，可达到水冷壁管防磨的目的 运行表明，采用此种措施后水冷壁管的磨损大大减轻 第二种防磨方法是改变水冷壁管的几何形状，耐火耐磨材料结合简易弯管使卫燃带区域与上部水冷壁管保持平直 这样固体物科沿壁面平直下流，消除了易磨区 第三种防磨方法可配合上述两种方法进行，即对易磨区的水冷壁管进行防磨喷涂，这种方法也可单独进行 目前运行的循环流化床锅炉几乎都对此易磨区进行了防磨喷涂 运行证明，喷涂后 年内不会磨损到水冷壁管母材，有效地减少了水冷壁管的磨损和爆管。
炉膛水冷壁未喷涂前测厚数据：
未然带
前墙水冷壁位号 1 2 3 6 10 14 21 22 25 27
4.2 4.7 4.7 4.5 4.8 4.7 4.8 4.6 4.6 4.7
57 68 73 78 79 80 81 86 92 100
4.7 4.7 4.7 4.9 4.8 4.7 4.8 4.6 4.9 4.7
东侧水冷壁位号 1 2 3 6 10 14 21 22 25 30
4.7 4.7 4.7 4.9 4.8 4.7 4.8 4.6 4.9 4.7
41 47 48 49 50 51 52 53 54 55
4.8 4.5 4.6 4.9 4.8 4.5 4.7 4.6 4.6 4.7
南侧水冷壁位号 5 6 12 15 16 23 41 47 48 49
4.7 4.6 4. 4.6 4.8 4.7 4.8 4.7 4.6 4.5
86 87 88 105
4.8 4.7 4.8 4.7
西侧水冷壁位号 1 2 3 6 10 14 21 22 25 27
4.8 4.7 4.7 4.6 4.7 4.7 4.8 4.6 4.6 4.7
炉膛水冷壁喷涂后厚数据：
未然带
前墻水冷壁位号 1 2 3 6 10 14 21 22 25 27
5.2 5.3 5.2 5.3 5.1 5.1 5.2 5.0 5.0 5.2
57 68 73 78 79 80 81 86 92 100
5.2 5.3 5.2 5.3 5.1 5.1 5.2 5.0 5.0 5.2
东侧水冷壁位号 1 2 3 6 10 14 21 22 25 30
5.2 5.3 5.2 5.3 5.1 5.1 5.2 5.0 5.0 5.2
41 47 48 49 50 51 52 53 54 55
5.2 5.3 5.2 5.3 5.1 5.1 5.2 5.0 5.0 5.2
南侧水冷壁位号 5 6 12 15 16 23 41 47 48 49
5.2 5.3 5.2 5.3 5.1 5.1 5.2 5.0 5.0 5.2
86 87 88 105
5.2 5.3 5.2 5.3 5.2
西侧水冷壁位号 1 2 3 6 10 14 21 22 25 27
5.2 5.3 5.2 5.3 5.1 5.1 5.2 5.0 5.0 5.2
（喷过的水冷壁管）（未喷过涂的水冷壁管）
2.2炉膛四周角落区域管壁的防磨对策炉膛角落区域水冷壁管的磨损也相当严重，特别是由于安装原因，造成密封鳍片的上下重叠，凸不平，运行中不仅磨损鳍片也冲刷管壁 此处防磨的最有效措施是将角落的鳍片焊上销钉浇注上耐火耐磨材料 运行表明，其效果较好得到了广泛应用。
2.3不规则区域管壁的防磨对策不规则水冷壁管的磨损和爆管仅次于炉膛下部卫燃带与水冷壁管过渡区域壁管的磨损和爆管 由于压力测孔，人孔等处的水冷壁管不规则，气 固两相流很容易在此处造成涡流冲刷和磨损 如不采取措施，一般在运行 后，就会发生严重的磨损和爆管 为此采用喷涂硬质合金或浇注耐磨耐火浇注料的方式来达到防磨的目的 运行表明，采用浇注耐磨耐火浇注料对不规则水冷壁管可起到很好的防磨作用 另外，由于安装原因造成安装焊缝特别是密封鳍片的上下重叠，凹凸不平等原因造成壁面不光滑，很容易在运行中导致水冷壁管严重磨损，直至爆管 其防磨的有效办法就是将凸起的焊缝磨平，凹进的焊补平直，安装过程中遗留下来的铁件或未打浇注料的销钉，一定要清除干净并打磨光滑。
2.4一般水冷壁管的防磨对策目前尚未发现炉膛水冷壁管直管严重磨损的情况，一般仅发现水冷壁管被磨亮 此区域水冷壁管的防磨，要从运行方面调整，在确保流化风量和氧量的前提下，尽量降低流化风量，炉膛出口负压不要过大；其次要从入炉煤粒度入手，确保循环流化床锅炉的给煤粒度要求，粒度减小后，不仅可以减少用电量，减轻锅炉磨损，同时也可以提高床温并能降低灰渣可燃物。
3.锅炉水冷壁管泄漏预防措施
3.1避免凸台的产生
为了避免卫燃带水冷壁管对接焊缝打磨不平形成的 “凸台” 及卫燃带水冷壁管浇注料形成的 “凸台”应加强锅炉安装及筑炉施工过程中的检查 验收工作，保证施工工程质量也可以对水冷壁管处浇注料炉墙改进性，将此处水冷壁管结合处下方悬空，不进行浇注，让下落的灰直接撞击浇注料同时，卫燃带水冷壁管对接焊缝设计时可考虑进行上移或下移，以避免在焊缝处形成的凸台 ，造成水冷壁管磨损。
3.2定期对卫燃带水冷壁管进行超音速电弧喷涂
超音速电弧喷涂是目前国际上比较先进的喷涂施工方法，比普通电弧喷涂和火焰喷涂较理想，以电弧为热源，将熔化的耐磨合金丝材用高速气流雾化，并以高速喷到工件表面形成涂层的一种工艺， 可以延缓磨损来延长锅炉运行周期，是一种技术经济性比较好的方法 为了保证超音速电弧喷涂的质量，应做好施工技术与管理，验收检测等过程中存在的一些技术问题。
3.3锅炉运行调整
严格控制适宜的入炉风量，一次风在保证正常流化的情况下，合理调整一、二次风配比，一次风比例占50%-60% ，二次风比例占40%-50%，降低烟气流速，减少水冷壁管的磨损。控制合适的炉膛差压、料层差压、料层差压偏高，流化风量增大，增加了锅炉水冷壁管的磨损和电耗、炉膛差压偏高，锅炉炉膛内灰浓度增大，增加了锅炉水冷壁管的磨损。应特别注意燃料特性对磨损的影响，严格控制入炉煤的煤质和粒度。流化床锅炉的燃料适应性广，可以燃用劣质煤，但是燃用优质煤，流化床锅炉的优势更加明显，排渣热损失小，电耗低，锅炉效率高，水冷壁磨损减小。 严格控制入炉煤粒度，尽量避免燃用高磨损的燃煤和煤中配比的控制，入炉煤粒度最大不应超过13mm。
3.4如何尽早发现锅炉水冷壁管出现泄漏
由于循环流化床锅炉燃烧特性，决定了锅炉磨损存在的必然性，在采取措施减少 延缓水冷壁管磨损的同时，如何及时发现已出现泄漏的水冷壁管，避免更大范围的泄漏，结合锅炉运行情况，提出以下几点：一，锅炉给水流量与锅炉主蒸汽流量差值异常变大时，应及时对给水流量， 蒸汽流量表计进行校验，确认流量表计显示的正确性， 若表计无异常，此现象可作为判断水冷壁管出现泄漏最直接 简单依据之一。二，锅炉运行中，应注意观察卫燃带附近炉墙是否潮湿 ，是否有泄漏声等来判断水冷壁管是否出现泄漏。三，如果锅炉燃用煤质相对稳定，可通过锅炉机组其他表计，如蒸汽 、给水压力 、引风机电流、 排烟温度、 返料器温度表计的变化，来判断水冷壁管是否出现泄漏。
4.结语
由于循环流化床锅炉特性决定了受热面必然存在磨损，而锅炉水冷壁管磨损是锅炉受热面磨损最严重的部位之一，随着锅炉运行时间加长，锅炉水冷壁管磨损问题越突出 我们要采取措施尽可能减少和避免磨损，延緩锅炉运行周期，减少非计划停炉次数 如何在锅炉安全与经济运行之间选择最佳运行工况，有待于在今后的锅炉运行过程中，不断进行分析，总结经验，提高锅炉水冷壁管磨损控制和预防水平，实现锅炉安全 经济运行。
关键词 ：锅炉；水冷壁管；成因；预防
中图分类号：TK223 文献标识码： A
前言
随着各项施工技术的发展，对建设工程项目的质量、工期的要求越来越高。特别是检修工程，工期紧，施工场地狭小，周围还可能有正在运转的设备。在确保工程质量、工期的前提下，优化施工方案，提高经济效益，在当今工程建设中是非常必要的。本文就这些问题进行了探讨。
1.水冷壁管磨损成因分析
锅炉水冷壁管的磨损主要集中在三个区域：炉膛下部卫燃带与水冷壁管过渡区域管壁的磨损；炉膛四周角落区域管壁的磨损；不规则区域管壁的磨损。
1.1炉膛下部卫燃带与水冷壁管过渡区域管壁的磨损原因：一是沿炉膛内壁面下流的固体物料在交界区域产生流动方向的改变，因而对水冷壁管产生冲刷，经过长时间的冲刷导致水冷壁管壁厚磨损减薄，强度下降；另一个原因是在过渡区域内由于沿壁面下流的固体物料与炉内向上运动的固体物料运动方向相反，在局部产生涡旋流，对水冷壁管产生磨损。
1.2炉膛四周角落区域管壁的磨损原因：炉膛四周角落区域内壁面向下流动的固体物科密度比较高，同时流动状态也受到破坏。
1.3不规则管壁包括穿墙管，炉墙开孔处的弯管 管壁上焊缝 管壁间的鳍片焊缝不平整以及有关安装剩余的铁件等 运行经验表明，即使很小的几何尺寸不规则也会造成局部的严重磨损。
1.4一般水冷壁管的磨损从目前运行的循环流化床锅炉看，一般水冷壁管的磨损虽然普遍存在，停炉检查时也发现管壁被磨损的光亮，但年磨损量较小，属于均匀磨损。
2.水冷壁管磨损预防措施
2.1炉膛下部卫燃带与水冷壁管过渡区防磨对策冷态试验和运行的流化床锅炉表明，壁面处向下流动的高浓度固体物料流对管壁磨损有重要影响，因此在水冷壁管上加焊挡板 在挡板上下亦可浇注耐火耐磨材料 以阻止向下流动的固体物料，可达到水冷壁管防磨的目的 运行表明，采用此种措施后水冷壁管的磨损大大减轻 第二种防磨方法是改变水冷壁管的几何形状，耐火耐磨材料结合简易弯管使卫燃带区域与上部水冷壁管保持平直 这样固体物科沿壁面平直下流，消除了易磨区 第三种防磨方法可配合上述两种方法进行，即对易磨区的水冷壁管进行防磨喷涂，这种方法也可单独进行 目前运行的循环流化床锅炉几乎都对此易磨区进行了防磨喷涂 运行证明，喷涂后 年内不会磨损到水冷壁管母材，有效地减少了水冷壁管的磨损和爆管。
炉膛水冷壁未喷涂前测厚数据：
未然带
前墙水冷壁位号 1 2 3 6 10 14 21 22 25 27
4.2 4.7 4.7 4.5 4.8 4.7 4.8 4.6 4.6 4.7
57 68 73 78 79 80 81 86 92 100
4.7 4.7 4.7 4.9 4.8 4.7 4.8 4.6 4.9 4.7
东侧水冷壁位号 1 2 3 6 10 14 21 22 25 30
4.7 4.7 4.7 4.9 4.8 4.7 4.8 4.6 4.9 4.7
41 47 48 49 50 51 52 53 54 55
4.8 4.5 4.6 4.9 4.8 4.5 4.7 4.6 4.6 4.7
南侧水冷壁位号 5 6 12 15 16 23 41 47 48 49
4.7 4.6 4. 4.6 4.8 4.7 4.8 4.7 4.6 4.5
86 87 88 105
4.8 4.7 4.8 4.7
西侧水冷壁位号 1 2 3 6 10 14 21 22 25 27
4.8 4.7 4.7 4.6 4.7 4.7 4.8 4.6 4.6 4.7
炉膛水冷壁喷涂后厚数据：
未然带
前墻水冷壁位号 1 2 3 6 10 14 21 22 25 27
5.2 5.3 5.2 5.3 5.1 5.1 5.2 5.0 5.0 5.2
57 68 73 78 79 80 81 86 92 100
5.2 5.3 5.2 5.3 5.1 5.1 5.2 5.0 5.0 5.2
东侧水冷壁位号 1 2 3 6 10 14 21 22 25 30
5.2 5.3 5.2 5.3 5.1 5.1 5.2 5.0 5.0 5.2
41 47 48 49 50 51 52 53 54 55
5.2 5.3 5.2 5.3 5.1 5.1 5.2 5.0 5.0 5.2
南侧水冷壁位号 5 6 12 15 16 23 41 47 48 49
5.2 5.3 5.2 5.3 5.1 5.1 5.2 5.0 5.0 5.2
86 87 88 105
5.2 5.3 5.2 5.3 5.2
西侧水冷壁位号 1 2 3 6 10 14 21 22 25 27
5.2 5.3 5.2 5.3 5.1 5.1 5.2 5.0 5.0 5.2
（喷过的水冷壁管）（未喷过涂的水冷壁管）
2.2炉膛四周角落区域管壁的防磨对策炉膛角落区域水冷壁管的磨损也相当严重，特别是由于安装原因，造成密封鳍片的上下重叠，凸不平，运行中不仅磨损鳍片也冲刷管壁 此处防磨的最有效措施是将角落的鳍片焊上销钉浇注上耐火耐磨材料 运行表明，其效果较好得到了广泛应用。
2.3不规则区域管壁的防磨对策不规则水冷壁管的磨损和爆管仅次于炉膛下部卫燃带与水冷壁管过渡区域壁管的磨损和爆管 由于压力测孔，人孔等处的水冷壁管不规则，气 固两相流很容易在此处造成涡流冲刷和磨损 如不采取措施，一般在运行 后，就会发生严重的磨损和爆管 为此采用喷涂硬质合金或浇注耐磨耐火浇注料的方式来达到防磨的目的 运行表明，采用浇注耐磨耐火浇注料对不规则水冷壁管可起到很好的防磨作用 另外，由于安装原因造成安装焊缝特别是密封鳍片的上下重叠，凹凸不平等原因造成壁面不光滑，很容易在运行中导致水冷壁管严重磨损，直至爆管 其防磨的有效办法就是将凸起的焊缝磨平，凹进的焊补平直，安装过程中遗留下来的铁件或未打浇注料的销钉，一定要清除干净并打磨光滑。
2.4一般水冷壁管的防磨对策目前尚未发现炉膛水冷壁管直管严重磨损的情况，一般仅发现水冷壁管被磨亮 此区域水冷壁管的防磨，要从运行方面调整，在确保流化风量和氧量的前提下，尽量降低流化风量，炉膛出口负压不要过大；其次要从入炉煤粒度入手，确保循环流化床锅炉的给煤粒度要求，粒度减小后，不仅可以减少用电量，减轻锅炉磨损，同时也可以提高床温并能降低灰渣可燃物。
3.锅炉水冷壁管泄漏预防措施
3.1避免凸台的产生
为了避免卫燃带水冷壁管对接焊缝打磨不平形成的 “凸台” 及卫燃带水冷壁管浇注料形成的 “凸台”应加强锅炉安装及筑炉施工过程中的检查 验收工作，保证施工工程质量也可以对水冷壁管处浇注料炉墙改进性，将此处水冷壁管结合处下方悬空，不进行浇注，让下落的灰直接撞击浇注料同时，卫燃带水冷壁管对接焊缝设计时可考虑进行上移或下移，以避免在焊缝处形成的凸台 ，造成水冷壁管磨损。
3.2定期对卫燃带水冷壁管进行超音速电弧喷涂
超音速电弧喷涂是目前国际上比较先进的喷涂施工方法，比普通电弧喷涂和火焰喷涂较理想，以电弧为热源，将熔化的耐磨合金丝材用高速气流雾化，并以高速喷到工件表面形成涂层的一种工艺， 可以延缓磨损来延长锅炉运行周期，是一种技术经济性比较好的方法 为了保证超音速电弧喷涂的质量，应做好施工技术与管理，验收检测等过程中存在的一些技术问题。
3.3锅炉运行调整
严格控制适宜的入炉风量，一次风在保证正常流化的情况下，合理调整一、二次风配比，一次风比例占50%-60% ，二次风比例占40%-50%，降低烟气流速，减少水冷壁管的磨损。控制合适的炉膛差压、料层差压、料层差压偏高，流化风量增大，增加了锅炉水冷壁管的磨损和电耗、炉膛差压偏高，锅炉炉膛内灰浓度增大，增加了锅炉水冷壁管的磨损。应特别注意燃料特性对磨损的影响，严格控制入炉煤的煤质和粒度。流化床锅炉的燃料适应性广，可以燃用劣质煤，但是燃用优质煤，流化床锅炉的优势更加明显，排渣热损失小，电耗低，锅炉效率高，水冷壁磨损减小。 严格控制入炉煤粒度，尽量避免燃用高磨损的燃煤和煤中配比的控制，入炉煤粒度最大不应超过13mm。
3.4如何尽早发现锅炉水冷壁管出现泄漏
由于循环流化床锅炉燃烧特性，决定了锅炉磨损存在的必然性，在采取措施减少 延缓水冷壁管磨损的同时，如何及时发现已出现泄漏的水冷壁管，避免更大范围的泄漏，结合锅炉运行情况，提出以下几点：一，锅炉给水流量与锅炉主蒸汽流量差值异常变大时，应及时对给水流量， 蒸汽流量表计进行校验，确认流量表计显示的正确性， 若表计无异常，此现象可作为判断水冷壁管出现泄漏最直接 简单依据之一。二，锅炉运行中，应注意观察卫燃带附近炉墙是否潮湿 ，是否有泄漏声等来判断水冷壁管是否出现泄漏。三，如果锅炉燃用煤质相对稳定，可通过锅炉机组其他表计，如蒸汽 、给水压力 、引风机电流、 排烟温度、 返料器温度表计的变化，来判断水冷壁管是否出现泄漏。
4.结语
由于循环流化床锅炉特性决定了受热面必然存在磨损，而锅炉水冷壁管磨损是锅炉受热面磨损最严重的部位之一，随着锅炉运行时间加长，锅炉水冷壁管磨损问题越突出 我们要采取措施尽可能减少和避免磨损，延緩锅炉运行周期，减少非计划停炉次数 如何在锅炉安全与经济运行之间选择最佳运行工况，有待于在今后的锅炉运行过程中，不断进行分析，总结经验，提高锅炉水冷壁管磨损控制和预防水平，实现锅炉安全 经济运行。