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[摘 要]锅炉设备正常与否关系到电厂的整体安全运行与否，本文以锅炉主线检修项目为主体，对涉及锅炉主要磨损部位的状态检修及防磨方式的变更，探讨主要磨损面的维修工艺创新。
[关键词]中心筒、水冷壁、磨损、材质、喷涂
中图分类号：u223 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）05-0238-01
前言
锅炉设备作为火力发电厂三大主机之一，锅炉运行的可靠性，直接影响发电企业生产经营的正常运转。积极调整检修策略，使之与电力发展形式相吻合，成为当前电力企业的首要工作目标。状态检修作为一种先进的检修管理模式，正在给现行检修策略带来冲击。
设备的状态检修是根据先进的状态监视和诊断技术提供的设备状态信息，判断设备的异常，预知设备的故障，在故障发生前进行检修的方式，即根据设备的健康状况来安排检修计划，实施设备检修。
设备状态检修是一种理论上较为先进的检修管理方式，能有效克服定期检修造成设备过修或失修的问题，提高设备的可靠性和安全性。通过开展设备状态检修，加强对设备状态的研究，提高设备诊断水平，有助于提高企业的综合竞争能力，是电力企业实现管理现代化的重要途径。
正文
龙口矿业集团热电有限公司隶属于山东能源龙口矿业集团有限公司，是我国第一座海滨矿区资源综合利用自备电厂。
一、1#锅炉大修前的现状分析
1#炉基本长时间处于满负荷状态下运行，再加上入炉煤煤质差造成前墙水冷壁磨损严重。前墙水冷壁泄漏爆管事故时有发生，为加强水冷壁的运行周期，采用加装防磨护瓦及表面堆焊的方法进行防磨处理。防磨护瓦在运行中难免脱落，一旦护瓦脱落水冷壁短时间内就会发生泄漏。加装防磨护瓦及表面堆焊都使水冷壁表面不平整在运行中易形成涡流，加剧了水冷壁的磨损。特别是2017年以来，1#炉前墙水冷壁泄漏更加频繁，1-4月份水冷壁泄漏5次，累计造成1#炉停炉127小时。为保证锅炉运行周期减少非计划停炉次数，公司决定对1#炉前墙水冷壁进行更换。并在更换完毕后进行防磨电弧喷涂处理，加强水冷壁的抗磨度，延长锅炉运行周期。
二、1#炉检修策略的制定及评价
（一）中心筒的检修策略
1、锅炉运行的具体参数变化如下
春节期间停炉进行检查，发现两侧中心筒下部严重变形。针对锥形段的扇形变形严重问题，由于时间和改造费用、材料原因，建议本次小修进行了简单加固和缩短处理待机组大修中彻底改造。修复后的扇形板仍有300mm的变形量，其它（9块）变形在200～300mm之间的因目前对此状况还没有校正手段暂未作处理。
我公司与厂家共同分析认为：我公司两台锅炉设计的中心筒属于早期产品，设计上存在先天不足，与后期改进后同等级的130吨锅炉相比分离效果差、飞灰含碳量高，为确保锅炉安全运行，并提高分离器效率、降低飞灰含碳量（影响约2～3%），需对我公司1#锅炉中心筒进行改造。
2、材质、尺寸的改进
将新中心筒材质更换为合金陶瓷，因材质变化制造工艺相应变为离心铸造。筒体厚度由原来的10mm变为20mm，筒体直径由1810mm变为1710mm。中心筒长期处于900℃高温烟气下冲刷，运行环境恶劣。10mm厚不锈钢板卷制而成的中心筒不能适应旋风分离器内的环境，使用新中心筒至少可运行3年时间，保证了锅炉的运行周期也减少了检修时间、费用。
减少中心筒筒体直径是为了增加旋风分离器捕捉烟气中细小颗粒的能力，减少入炉煤的消耗。循环灰量的增加使循环灰的炉内传热作用得到增加，密相区的热量被循环灰带到稀相区及炉膛出口进行放热，增加了稀相区水冷壁及炉膛出口屏式過热器的换热效果。
3、吊挂方式的改进
自由吊挂（本次中心筒的安装方式）
自由吊挂是指中心筒通过上部大筋板安放在支架上的安装方式，这种安装方式大筋板与支架间为自由配合（无焊接等任何方式的固定），可以相对滑动，因此中心筒在受热膨胀时或冷却收缩时均不会受到较大的阻力发生变形。并且由于大筋板、三角筋板和中心筒为一体铸造具有较高的强度，不会发生扭曲变形，具有良好的使用效果。
因此通过比较不难发现自由吊挂的安装方式要远远优于接口配合安装方式。
（二）水冷壁检修策略
水冷壁检修策略分析及改进措施
（1）蒸发管束受热面（水冷壁）的磨损。水冷壁的磨损是循环流化床锅炉目前普遍存在的严重问题，根据运行经验可知其磨损大致可分为以下情况：
a、炉膛下部敷设耐磨料与水冷壁过度（交界）区域的管壁磨损。这类磨损方式比较严重，危害之大，且较难处理，其磨损的机理有两方面：
一是在过渡区内由于沿管壁向下流动的固体物料与炉内向上运动的固体物料运动方向相反因而在局部区域产生涡流；
二是沿炉膛面向下运动的固体物料的运动方向发生了改变，从而对水冷壁产生冲刷，该区域的磨损并不是在炉膛四周均匀发生的，而是和炉内物料的总体流动形式有关。
改进措施：
为了减轻该区域的磨损，我厂最初采取的措施是将凹沟补焊磨平后，贴紧管壁加焊防磨盖板和采用电弧喷涂等方法。
b、炉膛四角区域水冷壁磨损。在我厂运行的CFB锅炉中发现炉膛角落区域水冷壁磨损也比较严重，其原因是角落区域内沿壁面向下流动的固体物料浓度比较高，同时在锅炉四壁处物料流动状态也受到了破坏。从而使循环流化床锅炉炉膛角落区域水冷壁磨损比较严重。
本次检修的策略：将拐角处改为圆角代替，同时在角落区增加扩散风。
（2）喷涂技术的改进
表面喷砂：热喷涂涂层与基体的结合以机械结合为主，这就要求基体前处理不仅要除油除锈，还要粗化表面，使用面具有一定的粗糙度。表面粗糙度达到GB11373-89《热喷涂金属件表面预处理通则》中规定的Rz60～90μm，对管壁厚度不会造成任何损伤。
喷砂处理的目的：
a、增大喷涂层与基体的接触面积，提高结合面的粘合吸附力。
b、增加涂层材料与基体表面的相互嵌合、咬合，起到“锚钩”作用，以加强涂层与基体的附着力。
喷砂给喷涂提供了活性表面能力：如晶格缺陷、塑性变形，产生一定的应力状态，以利于增加喷涂粒子与基体表面附着力，提高喷涂颗粒与基体的微冶金结合能力。活化效果分析如下：
a、喷砂使工件表面在经过砂粒的反复打击后形成一定的残余压应力，尽管该应力数值极小，但对于松驰工件在喷涂过程中涂层热应力，对提高涂层的结合强度有利，同时也可以提高工件的疲劳强度。
b、喷涂可除去工件表面上的有机污染物和氧化层，并能增大金属表面晶粒的塑性变形和造成晶格缺陷，使基体表面处于容易发生化学反应的状态，有助于喷涂颗粒与基体表面间的物理化学结合。
三、结论：
状态检修的实施，必须经过选择合适的工作方法和规模、系统设备分类、状态监测、状态分析、检修管理和检修结果评估等程序，形成一个闭环系统。
实施状态检修的重点：
（一）选择合适的状态监测手段及监测频度。
（二）收集整理设备信息：
1、运行数据（包括运行实时数据、运行巡检记录和运行分析记录等）；
2、常规监测数据（包括点检数据、金属检测实验数据、和技术监督项目的测试数据等）；
3、设备状态监测数据；
4、设备历史数据（包括设备图纸、说明书、安装记录、故障记录、检修记录台账等）；
5、同类设备的故障信息和检修经验；
6、国家、行业、公司、电厂的有关标准、规程和规定等。
[关键词]中心筒、水冷壁、磨损、材质、喷涂
中图分类号：u223 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）05-0238-01
前言
锅炉设备作为火力发电厂三大主机之一，锅炉运行的可靠性，直接影响发电企业生产经营的正常运转。积极调整检修策略，使之与电力发展形式相吻合，成为当前电力企业的首要工作目标。状态检修作为一种先进的检修管理模式，正在给现行检修策略带来冲击。
设备的状态检修是根据先进的状态监视和诊断技术提供的设备状态信息，判断设备的异常，预知设备的故障，在故障发生前进行检修的方式，即根据设备的健康状况来安排检修计划，实施设备检修。
设备状态检修是一种理论上较为先进的检修管理方式，能有效克服定期检修造成设备过修或失修的问题，提高设备的可靠性和安全性。通过开展设备状态检修，加强对设备状态的研究，提高设备诊断水平，有助于提高企业的综合竞争能力，是电力企业实现管理现代化的重要途径。
正文
龙口矿业集团热电有限公司隶属于山东能源龙口矿业集团有限公司，是我国第一座海滨矿区资源综合利用自备电厂。
一、1#锅炉大修前的现状分析
1#炉基本长时间处于满负荷状态下运行，再加上入炉煤煤质差造成前墙水冷壁磨损严重。前墙水冷壁泄漏爆管事故时有发生，为加强水冷壁的运行周期，采用加装防磨护瓦及表面堆焊的方法进行防磨处理。防磨护瓦在运行中难免脱落，一旦护瓦脱落水冷壁短时间内就会发生泄漏。加装防磨护瓦及表面堆焊都使水冷壁表面不平整在运行中易形成涡流，加剧了水冷壁的磨损。特别是2017年以来，1#炉前墙水冷壁泄漏更加频繁，1-4月份水冷壁泄漏5次，累计造成1#炉停炉127小时。为保证锅炉运行周期减少非计划停炉次数，公司决定对1#炉前墙水冷壁进行更换。并在更换完毕后进行防磨电弧喷涂处理，加强水冷壁的抗磨度，延长锅炉运行周期。
二、1#炉检修策略的制定及评价
（一）中心筒的检修策略
1、锅炉运行的具体参数变化如下
春节期间停炉进行检查，发现两侧中心筒下部严重变形。针对锥形段的扇形变形严重问题，由于时间和改造费用、材料原因，建议本次小修进行了简单加固和缩短处理待机组大修中彻底改造。修复后的扇形板仍有300mm的变形量，其它（9块）变形在200～300mm之间的因目前对此状况还没有校正手段暂未作处理。
我公司与厂家共同分析认为：我公司两台锅炉设计的中心筒属于早期产品，设计上存在先天不足，与后期改进后同等级的130吨锅炉相比分离效果差、飞灰含碳量高，为确保锅炉安全运行，并提高分离器效率、降低飞灰含碳量（影响约2～3%），需对我公司1#锅炉中心筒进行改造。
2、材质、尺寸的改进
将新中心筒材质更换为合金陶瓷，因材质变化制造工艺相应变为离心铸造。筒体厚度由原来的10mm变为20mm，筒体直径由1810mm变为1710mm。中心筒长期处于900℃高温烟气下冲刷，运行环境恶劣。10mm厚不锈钢板卷制而成的中心筒不能适应旋风分离器内的环境，使用新中心筒至少可运行3年时间，保证了锅炉的运行周期也减少了检修时间、费用。
减少中心筒筒体直径是为了增加旋风分离器捕捉烟气中细小颗粒的能力，减少入炉煤的消耗。循环灰量的增加使循环灰的炉内传热作用得到增加，密相区的热量被循环灰带到稀相区及炉膛出口进行放热，增加了稀相区水冷壁及炉膛出口屏式過热器的换热效果。
3、吊挂方式的改进
自由吊挂（本次中心筒的安装方式）
自由吊挂是指中心筒通过上部大筋板安放在支架上的安装方式，这种安装方式大筋板与支架间为自由配合（无焊接等任何方式的固定），可以相对滑动，因此中心筒在受热膨胀时或冷却收缩时均不会受到较大的阻力发生变形。并且由于大筋板、三角筋板和中心筒为一体铸造具有较高的强度，不会发生扭曲变形，具有良好的使用效果。
因此通过比较不难发现自由吊挂的安装方式要远远优于接口配合安装方式。
（二）水冷壁检修策略
水冷壁检修策略分析及改进措施
（1）蒸发管束受热面（水冷壁）的磨损。水冷壁的磨损是循环流化床锅炉目前普遍存在的严重问题，根据运行经验可知其磨损大致可分为以下情况：
a、炉膛下部敷设耐磨料与水冷壁过度（交界）区域的管壁磨损。这类磨损方式比较严重，危害之大，且较难处理，其磨损的机理有两方面：
一是在过渡区内由于沿管壁向下流动的固体物料与炉内向上运动的固体物料运动方向相反因而在局部区域产生涡流；
二是沿炉膛面向下运动的固体物料的运动方向发生了改变，从而对水冷壁产生冲刷，该区域的磨损并不是在炉膛四周均匀发生的，而是和炉内物料的总体流动形式有关。
改进措施：
为了减轻该区域的磨损，我厂最初采取的措施是将凹沟补焊磨平后，贴紧管壁加焊防磨盖板和采用电弧喷涂等方法。
b、炉膛四角区域水冷壁磨损。在我厂运行的CFB锅炉中发现炉膛角落区域水冷壁磨损也比较严重，其原因是角落区域内沿壁面向下流动的固体物料浓度比较高，同时在锅炉四壁处物料流动状态也受到了破坏。从而使循环流化床锅炉炉膛角落区域水冷壁磨损比较严重。
本次检修的策略：将拐角处改为圆角代替，同时在角落区增加扩散风。
（2）喷涂技术的改进
表面喷砂：热喷涂涂层与基体的结合以机械结合为主，这就要求基体前处理不仅要除油除锈，还要粗化表面，使用面具有一定的粗糙度。表面粗糙度达到GB11373-89《热喷涂金属件表面预处理通则》中规定的Rz60～90μm，对管壁厚度不会造成任何损伤。
喷砂处理的目的：
a、增大喷涂层与基体的接触面积，提高结合面的粘合吸附力。
b、增加涂层材料与基体表面的相互嵌合、咬合，起到“锚钩”作用，以加强涂层与基体的附着力。
喷砂给喷涂提供了活性表面能力：如晶格缺陷、塑性变形，产生一定的应力状态，以利于增加喷涂粒子与基体表面附着力，提高喷涂颗粒与基体的微冶金结合能力。活化效果分析如下：
a、喷砂使工件表面在经过砂粒的反复打击后形成一定的残余压应力，尽管该应力数值极小，但对于松驰工件在喷涂过程中涂层热应力，对提高涂层的结合强度有利，同时也可以提高工件的疲劳强度。
b、喷涂可除去工件表面上的有机污染物和氧化层，并能增大金属表面晶粒的塑性变形和造成晶格缺陷，使基体表面处于容易发生化学反应的状态，有助于喷涂颗粒与基体表面间的物理化学结合。
三、结论：
状态检修的实施，必须经过选择合适的工作方法和规模、系统设备分类、状态监测、状态分析、检修管理和检修结果评估等程序，形成一个闭环系统。
实施状态检修的重点：
（一）选择合适的状态监测手段及监测频度。
（二）收集整理设备信息：
1、运行数据（包括运行实时数据、运行巡检记录和运行分析记录等）；
2、常规监测数据（包括点检数据、金属检测实验数据、和技术监督项目的测试数据等）；
3、设备状态监测数据；
4、设备历史数据（包括设备图纸、说明书、安装记录、故障记录、检修记录台账等）；
5、同类设备的故障信息和检修经验；
6、国家、行业、公司、电厂的有关标准、规程和规定等。