【锅炉圈】锅炉四管防磨检查经验浅谈

某大型循环流化床锅炉四管防磨检查经验浅谈

摘要：通过解决浇注料收边工艺控制难难题、加焊导流板减缓烟气冲刷速度、释放中隔墙下联箱角管束膨胀受阻等一系列措施后，#5、#6炉磨损减薄爆管次数大幅下降。

关键词：物料冲刷、磨损减薄、浇注料收边工艺、导流板、延时裂纹

 一、设备概况：

广东某发电厂有限公司#5、#6锅炉是上海锅炉厂自主研发制造的SG-1036/17.5-M4506，亚临界中间再热的循环流化床锅炉。自2010年7、8月份投产至今，两台炉共发生9次泄漏，除去设计原因造成的泄漏2次，厂用电中断导致受热面超温泄漏1次，由物料磨损减薄或膨胀受阻、受交替应力造成应力疲劳导致的受热面泄漏共发生6次。

二、炉内磨损形成原因分析及处理办法：

1、炉内密相区弯头磨损：

投产初期检查发现两台炉前墙浇注料终止段上方弯头处磨损减薄严重，分析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，对水冷壁管弯头位置产生磨损。之前为减少水冷壁磨损，在炉内水冷壁管第一道焊口处增加了一道防磨梁，导致炉膛床温升高，运行人员通过加大风量来控制床温，贴壁流涡旋区上移，本来设计在高温耐火耐磨层，现上移至弯头处，导致磨损严重。处理办法：打掉防磨梁，换管、弯头位置敷设浇注料、喷涂。

2、喷涂收尾段磨损、炉前AB侧夹角磨损、鳍片穿孔：

在喷涂收尾段，由于涂层凸起，造成物料冲刷改向或形成涡旋区，且涂层属于复合合金材料，比水冷壁管材硬、耐磨，往往会导致管子表面形成较深的磨损凹坑。炉膛前墙角落区域管壁的磨损主要是角落区域内壁面向下流动的固体物料密度比较高，冲刷速度较快而形成。鳍片穿孔主要是鳍片不平滑，导致局部磨损加剧而形成。处理办法：炉前夹角做短梁，减缓物料冲刷速度、打磨补焊、换管、喷涂。

3、浇注料旁管子磨损：

浇注料收边工艺较难控制，往往在锅炉启动升温过程中，由于升温过快及在高温、高速物料冲刷下，所敷设的浇注料边缘很容易就会出现局部脱落及离壳翘起。沿炉膛内壁面下流的固体物料在浇注料边缘区域产生流动方向的改变，直接对水冷壁管产生冲刷，使水冷壁管磨损减薄。每次检修几乎都换管处理（此原因导致爆管4次）。处理办法：换管、在浇注料收边加焊扁钢（如下图1）、打磨补焊。

4、管子侧磨：

管子侧磨的主要原因是烟气吹扫，管子在迎风面由圆弧面变成平面。烟气流速是影响锅炉水冷壁管磨损最主要的因素。在锅炉实际运行过程中，运行人员担心流化不良，为了提高锅炉运行保险系数，常以较大风量运行，造成烟气流速过快，加剧锅炉的磨损。处理办法：换管、加焊导流板、喷涂。加焊导流板是指在水冷壁侧磨表面上焊接合金扁钢（6mm*20mm，15CrMo），合金扁钢垂直于侧磨表面，主要是为了改变烟气冲刷方向、减缓烟气冲刷速度，降低对水冷壁的磨损。如下图2.

5、中隔墙下联箱管座及焊口泄漏：

中隔墙下联箱管子规格为ф32×8，左右侧包墙管ф51×6，中隔墙和侧包墙下联箱连通成一个“日”型整体布置。侧包墙管子单面吸热，中隔墙布置在后烟井中间管子两面同时吸热。同时中隔墙管径比侧墙管径小，热量传递比侧包墙慢，机组启停过程中隔墙热膨胀量比侧包墙大。这样在中隔墙和侧包墙下联箱连通成一体的情况下，必然产生中隔墙与侧包墙实际运行中膨胀不同步（此原因导致爆管1次）。处理办法：把中隔墙两侧直管更换为弯管处理，提高管子的吸收膨胀能力。换管后，取消管子间的鳍片，并对最左、最右5根弯管管座处加焊筋板加固。对中间管子鳍片割出应力释放槽，并在终止段钻有止裂孔。

6、浇注料脱落、浇注料与管子过渡区磨损：

炉内吊屏、联箱浇注料，由于长时间高温运行，物料冲刷及浇注料施工工艺、销钉质量等问题，每次检查都会发现有部分浇注料脱落，受热面裸露在外，物料直接冲刷磨损减薄（此原因导致爆管1次）。另外，在浇注料与管子过渡结合处，经过长时间运行，物料冲刷，管子表面也会形成有磨损凹槽。处理办法：换管、在吊屏底加笼罩后再敷设浇注料、更换材质更高等级的销钉。

7、其他易忽略的磨损部位：

a)尾部烟道管子、分离器出口拉稀管防磨罩长时间高温烧损变形、脱落，更换处理；       b)风帽芯管附近、吹灰器中心孔弯管、吹灰器附近管子，热工探头附近管子容易受一次风和蒸汽或压缩空气吹损减薄，补焊或加焊防磨罩处理；

c)落渣管密封盒附近水冷壁管、容易受高温密封盒拉应力，在鳍片间开应力释放槽处理。

三、处理缺陷注意事项：

1、管子表面旧喷涂层必须打磨干净：

由于炉内大面积水冷壁都曾进行过喷涂处理，管子表面有一层复合合金材料，在焊接过程中往往出现焊接材料、喷涂层、管子母材三种不同的材质难以融合或会产生延时裂纹。如上图3。换管中除一些常规的技术要求外，还需注意：

a.需把旧涂层打磨干净后（要打磨至看到母材火花）方可进行焊接；

b.整片管排进行更换时，需分片进行割除，防止大面积割管导致水冷壁变形；

c.新换直管段需与上下旧管保持垂直，不允许有向内凸起或向外股起等现象；

d.所换管后焊口需打磨平整，换管间鳍片需磨平、呈圆滑过渡，不允许有凸起；

e.焊口除射线拍片还需做渗透实验，一般焊接结束24小时后再进行，检查是否存在延时裂纹。

2、焊接过程中焊接电流不宜过大，焊接质量需跟踪监督：

对于炉内水冷壁打磨补焊及在管子表面焊接导流板、浇注料收边扁钢等工作，除了把管子表面旧涂层打磨干净后，还需严格控制焊接过程中的焊接电流。由于焊接工作量较大，部分施工人员往往会把焊接电流调大，这样很容易会产生焊接裂纹、未焊透、夹渣、气孔、咬边等焊接缺陷，对机组的安全稳定运行埋下安全隐患（福建某电厂炉内水冷壁表面焊接大量导流板，一年爆管5、6次，全是由于焊接导流板过程中存在焊接缺陷，引起爆管）。

四、总结：

经过不断的摸索及经验总结，通过解决浇注料收边工艺控制难难题、加焊导流板减缓烟气冲刷速度、释放中隔墙下联箱角管束膨胀受阻等一系列措施后，#5、#6炉磨损减薄爆管次数大幅下降。#5炉自14年08月运行至今未发生磨损减薄泄漏，#6炉自12年04月运行至今未发生磨损减薄泄漏，四管防磨检查工作取得一定的成效。

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