CFB 锅炉受热面防磨技术的探讨

俞宝柱

（山西漳电大唐热电有限公司，山西 大同 037003）

【摘　要】近几年山西漳电大唐热电公司在CFB锅炉炉膛受热面防磨技术方面进行了多项尝试性和技术改进工作，在炉膛密相区浇注料上部极易磨损和冲刷区域采用了防磨梁和防磨喷涂相结合的技术，在中部水冷壁管、水冷屏和二级过热器处采用了超音速合金防磨喷涂技术，收到了较好的防磨效果和取得了宝贵的经验，对CFB锅炉受热面的防磨技术的推广和应用有较好的借鉴、指导作用。

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关键词 受热面；防磨梁；防磨喷涂；应用

０　前言

山西漳电大唐热电有限公司一期工程设计装机容量4*50MW抽气供热机组，配套5台哈锅生产的HG-240/9.8-LMG35循环流化床锅炉，锅炉采用单炉膛、倒U形布置，炉膛尺寸10.61×5.17m，水冷壁采用全焊接的膜式管屏，在炉膛水冷壁的高热负荷区域采用了φ60*6mm加厚壁管，其余为φ60*5mm的20G管屏，炉膛上方靠前墙部位悬吊布置了3片水冷屏和4片二级过热器挂屏。炉膛内部主要冲刷、磨损区域是密相区浇注料上部往上4-5米范围，中、上部水冷壁焊口处、水冷悬吊屏和二级过热屏下部1米范围，水冷屏、过热屏穿前墙水冷壁密封盒处，上述部位防磨效果的好坏直接影响机组的正常运行。

1　受热面磨损原因分析

1.1　锅炉水冷壁管磨损部位主要集中在炉膛密相区浇注料上部区域，水冷壁弯管处是冲刷、磨损最严重部位（如：下图）。锅炉运行时，床料中较大的颗粒状物料直接撞击在弯管上，导致弯管处呈现鱼鳞片状磨损，该弯管处虽然进行了合金防磨喷涂，但还是不能长时间防止冲刷磨损，防止该部位冲刷、磨损成了目前急需解决的主要问题。

1.2　炉膛水冷壁管直段随着锅炉运行周期的延长会逐渐减薄，随着部位的变化减薄速度有所不同。密相区上部水冷壁管冲刷磨损较为严重，靠近炉顶的水冷壁直段处有较轻微磨损，返料口上部直接对应的部位，由于受到返料口返回炉膛物料的密集冲刷磨损较为明显，正常情况下靠下部直管段磨损为0.4mm/年，返料口上对应部位可达到0.8mm/年以上，如果不进行防磨处理，上述区域的水冷壁管使用寿命最多只有4-6年，分析原因：运行状况下，炉膛内部固体颗粒状物料呈现环形流特征，炉膛中间物料向上流动，靠近四壁物料顺着管壁流下，因物料浓度和流动速度与磨损成正比，这样就造成密相区下部水冷壁管比上部的磨损要严重的多。总结磨损规律：下部密相区处水冷壁比上部的磨损严重；物料随着烟气转向处磨损严重，（比如：炉膛出口处）；物料浓度较大处磨损较为严重，比如：返料口上方受物料浓度大的影响磨损较为严重；为了延长水冷壁管的使用寿命，必须采取防磨措施，防止物料直接冲刷、磨损。

1.3　水冷壁焊口部位是易磨损区域，焊口对接不规范造成的磨损也较严重，存在较大问题的对口缺陷能及时发现并消除，轻微的对口缺陷在运行一段时间后才能发现，这就需要通过防磨措施来解决这些问题。

1.4　水冷悬吊屏和过热屏穿炉膛前墙部位因为突然受到通流面积变化，使得物料流速、流向产生了急剧变化，从而导致炉膛该部位的前墙水冷壁管磨损较为严重，如果该部位水冷壁管发生一处磨损泄漏，将会导致大面积水冷壁管、水冷屏管和过热器管互相冲刷，造成极为严重的爆管事故发生。

2　防磨方法的选择

超音速防磨喷涂是国内目前CFB锅炉中常用的防磨方法，但是单一的防磨喷涂不能完全解决受热面管束的磨损，多种方法综合使用可以收到很好的效果。

2.1　防磨梁和超音速防磨合金喷涂相结合

防磨梁是在炉膛内部密相区易磨损的水冷壁管四周用耐磨、耐火材料浇注几道约100mm*100mm的隔离带，把贴壁高速流动的床料与水冷壁管隔离开，防磨带的数量和每条间距离可根据炉型和实际磨损情况确定，水冷壁下部每条防磨带间距约2米左右即可收到很好的效果，往上可以间隔3-4米左右做一道，防磨带做好后，在下部每个间隔中再进行超音速防磨合金喷涂，可以收到很好的效果。超音速防磨喷涂是将高硬度的耐磨的合金材料通过熔化、雾化、加速等工艺过程吸附在水冷壁管壁上，形成一种约1mm厚的保护涂层，在每年的检修中，将磨损的防磨带进行维修后，把磨损的喷涂层进行修复即可。

需要注意的问题：最上一层防磨梁凸台上沿的水冷壁管根部易形成磨损，需要在每年的检修中进行检查修复，如果发现严重的水冷壁管磨损，说明防磨梁层数不足，需要增加防磨梁数量；选用防磨喷涂时，需要注意防磨涂层的耐磨性，目前受热面防磨技术厂家的较多，我们要慎重选择。涂层表面的耐磨性、涂层与管壁的结合强度、喷涂表面的孔隙率直接影响到水冷壁管的使用寿命。

2.2　防磨喷涂与堆焊技术相结合

堆焊是目前应用较为普遍的一种防磨技术，但应用在水冷壁上管上的很少，我们在上图中弯管处尝试性使用了一部分效果较好。开始，我们只使用了防磨喷涂进行防磨处理，使用周期很难达到一年。目前，使用堆焊技术处理后的弯管，使用寿命可以延长3倍以上；水冷壁弯管下部延伸至浇注料里面，如果更换管束人工和材料费用较高，更换周期长，施工难度大，对接焊口质量难以保证。采用堆焊技术，可以减少较大一部分维修费用，缩短检修工期，有效的提高机组的使用效率。堆焊只在磨损冲刷严重的几个部位即可，一般是正对返料口的前后墙处弯管和给煤口上方易发生，管子数量比较少，每根弯管高度约300mm范围使用，使用面积也较小，施工方便简单，每年检修时即可完成。堆焊后可随其它水冷壁管一块进行防磨喷涂处理。

需要注意的问题：实施堆焊前必须进行测厚检查，管壁减薄1/3以上时不建议采用此法。施工时堆焊弯管表面需打磨干净，核实母材和焊条（或焊丝）的材质相符后进行，堆焊后表面光滑平整，焊后探伤检验合格后方可投入运行。

2.3　防磨喷涂与防磨护瓦相结合

防磨喷涂与防磨护瓦相结合主要应用在尾部烟道内的省煤器管和过热器管，旋风分离器出口烟道处的省煤器悬吊管和三级过热器最上一排管束是磨损冲刷最严重的部位，目前国内所有的CFB锅炉安装时，全部采用防磨护瓦进行防磨处理。防磨护瓦受护瓦质量和安装质量的影响在运行过程中易变形或脱落造成管束冲刷磨损，如果采用防磨喷涂后在加上护瓦可以杜绝因护瓦变形或脱落造成的爆管事故的发生，大大减少锅炉非停次数；在分离器出口水平烟道的前排省煤器悬吊管迎风面上实施喷涂，面积较小，费用较少，可以收到事半功倍的效果，后排悬吊管只采用防磨喷涂即可。三级过热（下转第373页）（上接第308页）器上排管束进行防磨喷涂就可，防磨护瓦可以根据实际磨损情况决定是否进行安装。

需要注意的问题：省煤器悬吊管防磨喷涂时必须上至顶部包墙过管，下至三级过热器上排蛇形管束，安装防磨护瓦时顶部与包墙过鳍片焊接牢固，护瓦固定时严禁与管束焊接，护瓦需可以自由膨胀收缩，否则护瓦极易变形，影响到防磨效果。

3　防磨效果分析

炉膛内部受热面防磨采用防磨梁与超音速合金喷涂相结合的方式，通过多年的实践证明取得了可观的经济效益。建厂初期我厂因水冷壁爆管事故导致的停炉事故频繁发生，使用该防磨措施后，至今没有发生过一次水冷壁爆管事故。现在参考以前资料估算，每台锅炉每年至少减少一次爆管非停事故，五台炉可以直接节省爆管非停导致的起炉费用约100万元。炉膛发生爆管事故后，需要清理更换床料、搭拆脚手架、更换管束的材料及施工等费用约为5-6万元，这样可以节约费用约30万元；如果爆管发生水冷壁弯管处，处理周期会更长，费用会更高。

4　结束语

CFB锅炉的受热面防磨是每个电厂较为重视的一个问题，在这方面我厂取得了较为可观的成绩。受热面防磨工作是预防为主，工作要做在前，详细了解锅炉的易磨损部位，提前着手，预防到位就可以把锅炉的爆管事故降为零。

［责任编辑：汤静］