多种防磨技术在锅炉上的应用
詹培基
中盐青海昆仑碱业有限公司青海德令哈817000
【摘要】通过对本单位三台240吨循环流化床锅炉锅炉，在有行过程中多次发生应水冷壁管磨损原因造成的爆管事故，通过检修过程中采用的多种防磨技术进行分析，采取相应措施减少对水冷壁管的磨损。
【关键词】循环流化床锅炉水冷壁磨损金属喷涂合金熔敷
【前言】本单位安装了三台济南锅炉生产，本锅炉型号为YG-240/9.8-M13型高温高压、单汽包横置式、单炉膛、自然循环、全钢架π型布置的循环流化床锅炉，锅炉本体由燃烧设备、给煤装置、水冷系统、汽冷和水冷相结合的蜗壳式旋风分离器、低温过热器、高温过热器、省煤器、空气预热器、钢架、扶梯、炉墙等组成。
锅炉为室外露天布置，炉顶布置遮雨棚。运转层标高为8米，锅炉标高从零米层算起共计46米，锅炉的构架全部为金属结构。炉膛由膜式水冷壁组成，通过水冷上集箱上吊杆悬挂于钢架上，炉膛横截面为6730×11990mm2，炉顶集箱标高为40750mm，膜式水冷壁由Ф60×5管子和Ф6×20.5mm扁钢焊制组成。自2011年相继投运以来，三台锅炉暴露处各种问题，造成锅炉非计划停炉率偏高，检修工作量大，影响公司安全生产。其中尤以锅炉水冷壁管磨损严重，防磨措施不力最为突出。通过近几年运行及检修经验的摸索，锅炉防磨问题大幅改善，运行周期明显延长，现将锅炉内部易磨损部位及防范措施进行分析。
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；炉膛四周角落区域；水冷壁管拼接焊缝区域；穿墙管区域。
(1)炉膛下部卫燃带与水冷壁管过渡区域磨损的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，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减薄；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，局部产生涡流，磨损管壁。此处采取第一种方法是在密相水冷壁管过渡区域弯头以上向上1.2米水冷壁管进行金属熔敷防磨防磨技术，采用高精度数字脉冲熔敷电源及全自动数控行走机构，结合高速摆动器及电弧控制器，熔敷防磨层为冶金结合，在保证硬度基础上，结合强度高；同等厚度的情况下，耐磨寿命是火焰喷涂层寿命的3倍，一般熔敷层度2-3mm,其耐磨寿命是喷涂层寿命的5倍；可以根据每年测厚情况的要求来调整熔敷层的厚度和面积，以保证防磨年限，最低可保证3年，最高可5年以上；相对于喷涂层防磨来讲，熔敷防磨层的可修补性、可焊接性强，采用此种措施后水冷壁管的磨损大大减轻，使用周期增长、节约了成本。第二种方法是密相水冷壁管过渡区域弯头以下至浇注料上沿30厘米水冷壁管进行金属防磨喷涂，此处因水冷壁管让弯技术的原因金属熔敷无法进行，所以对此处采用超音速电弧喷涂技术，喷涂材料主要成份含镍、铬、钛、碳化铬，具有高温、耐磨、防腐具体丝材为北京工业大学材料应用研究所产，型号：L511。喷涂厚度：0.6mm-0.8mm，喷涂区域与未喷涂区域结合处要平滑过渡。喷涂后1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。第三种方法是将炉膛密相区以下浇注料表面进行涂刷防磨涂料，填补耐火浇注料运行过程中形成的龟裂缝隙，同时在炉膛下部卫燃带耐火浇注料表面形成一层防磨层，加强了防磨材料使用周期。
(3)炉膛四周角落区域磨损原因是该处向下流动的固体物料密度比较高，同时流动状态也受到破坏。由于安装等原因，水冷壁鳍片凹凸不平，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，浇注上耐火耐磨浇注料。运行1年表明，其效果较好。
(4)对锅炉标高22米和31.米处水冷壁管易磨损拼接焊缝区域进行防磨喷涂，磨损原因是锅炉安装时焊接焊缝高于水冷壁管平面，导致循环物料在下降过程中在焊缝处形成涡流，对焊缝区域进行磨损，采用喷涂技术后1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。
(5)穿墙管区域磨损，锅炉屏过管道穿墙开孔区域的弯管及水冷壁管表面磨损，经过对锅炉测厚发现此区域水冷壁管局部的严重磨损。
此处采用超音速电弧喷涂技术和浇注耐磨浇注料修补的方式来达到防磨的目的。经过运行表明金属喷涂起到了防磨作用。
结束语
采用以上多种防磨技术的应用，锅炉连续运行周期明显增长。锅炉连续平稳运行已达到156天。已投运的循环流化床锅炉均存在水冷壁磨损严重的现象，这是由循环流化床燃烧方式决定的，其主要原因在于贴壁流浓度较高，物料流动速度较高造成的，通过多种防磨技术的应用对减轻或者预防水冷壁的磨损有显著效果，对保证锅炉的稳定安全运行起到了重要作用。防磨熔敷技术成功在我公司三台锅炉上的应用，不仅有效的降低的锅炉磨损，同时还提高了锅炉运行的经济性。
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