循環(huán)流化床鍋爐防磨損改造

杜海強(qiáng) 王傳軍

作者通聯(lián)：焦作演馬電力有限責(zé)任公司 河南焦作市454171

E-mail：duhaiqiang137@163.com

1.概述

焦作演馬電力有限責(zé)任公司25MW 煤矸石發(fā)電機(jī)組循環(huán)流化床鍋爐燃料以煤矸石為主。公司一直致力于煤矸石的綜合利用工作，煤矸石使用比例達(dá)到80%，入爐燃料發(fā)熱量控制在2500kcal/kg 左右。近兩年，又把煤泥等低熱值燃料納入綜合利用范圍。

由于燃料的熱值偏低，硬度較大，造成鍋爐磨損嚴(yán)重，經(jīng)常出現(xiàn)因磨損致使鍋爐停運(yùn)事故。為了延長(zhǎng)CFB 鍋爐運(yùn)行周期、保證機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，完成各項(xiàng)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)指標(biāo)，針對(duì)機(jī)組出現(xiàn)的問(wèn)題，進(jìn)行了一系列鍋爐系統(tǒng)防磨改造。

2.低溫省煤器

由于尾部煙道流速較高，首先造成省煤器管磨損嚴(yán)重，極易泄漏，給運(yùn)行帶來(lái)很大隱患。經(jīng)分析研究，在容易出問(wèn)題的部位，進(jìn)行了一系列改造，主要將44 組省煤器整體更換，材料不變，每組由上至下前3根管子取消扁鋼，變?yōu)楣夤堋Ｋ械谝桓茏蛹皬濐^內(nèi)、外側(cè)噴涂耐磨材料后加裝半圓護(hù)瓦。噴涂材料為L(zhǎng)X88A，厚度0.5mm。省煤器管夾、護(hù)瓦材料由原來(lái)的Q235—A更換為1Cr13。同時(shí)，在省煤器管排上方加裝了導(dǎo)流板，避免了高速煙氣直接對(duì)管排的沖刷。后又根據(jù)實(shí)際運(yùn)行狀況，將護(hù)瓦改為月牙形，將問(wèn)題處理在萌芽狀態(tài)。

改造前，因省煤器泄漏幾乎一兩個(gè)月停爐一次。改造后，經(jīng)兩年多運(yùn)行也未出現(xiàn)泄漏問(wèn)題，有效地延長(zhǎng)了鍋爐運(yùn)行周期，減少了停爐次數(shù)，效果顯著。

3.蒸發(fā)管

鍋爐的蒸發(fā)管水平布置在前豎井燃燒室上部，爐內(nèi)高溫?zé)煔鈹y帶的大量物料直接沖刷管束，長(zhǎng)期運(yùn)行造成管壁減薄，尤其是彎頭部位和靠近墻壁處，無(wú)論迎風(fēng)面和背風(fēng)面都易出現(xiàn)磨損，由于燃料中矸石比重大，灰分含量高，管壁更易磨損，出現(xiàn)了多次爆管現(xiàn)象，為此，在易磨損部位加裝了護(hù)瓦（圖1）。

根據(jù)磨損嚴(yán)重的實(shí)際情況，除在易磨損部位加裝護(hù)瓦外，還將磨損特別嚴(yán)重的管束進(jìn)行更換，材料由原來(lái)的20g 變?yōu)?0G。護(hù)瓦材料由1Cr20Ni14Si2改為Cr25Ni20。并且將護(hù)瓦的固定小瓦由3個(gè)改為5個(gè)，縮短了兩固定瓦之間的距離。另外，將兩側(cè)蒸發(fā)管管間的管卡改為用Cr25Ni20的鑄造梳形板代替。蒸發(fā)管管束重新整形，避免了因管子互相錯(cuò)位，煙氣流對(duì)其沖刷造成的爆管現(xiàn)象。

圖1 易磨損部位加裝護(hù)瓦

通過(guò)改造，解決了因材料超溫引起的種種問(wèn)題。減少了停爐次數(shù)，同時(shí)為機(jī)組安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行奠定了良好基礎(chǔ)。

4.旋風(fēng)分離器

鍋爐采用中溫旋風(fēng)分離，分離器內(nèi)部耐磨材料原設(shè)計(jì)為氮化硅磚，中心筒材料為Q235—A，且內(nèi)壁沒(méi)有任何耐磨材料。長(zhǎng)期運(yùn)行后發(fā)現(xiàn)中心筒內(nèi)壁磨損嚴(yán)重，下部1m 高左右已經(jīng)磨透，分離效率大大下降，造成鍋爐出力下降。根據(jù)磨損情況判斷，中心筒的磨損是受到含塵濃度高的煙氣高速撞擊和沖刷造成的。

同時(shí)，由于使用的燃料灰分大（60%～70%），增加了分離器內(nèi)的飛灰濃度，收集的飛灰無(wú)法全部返回爐膛再燃，多余的灰隨煙氣中心筒排到尾部煙道，不僅造成中心筒的磨損，而且對(duì)布置在尾部煙道的低省和空預(yù)器造成磨損。分離器內(nèi)部襯磚也由于啟停爐頻繁，經(jīng)常發(fā)生脫落現(xiàn)象，掉入返料器內(nèi)，直接造成鍋爐返灰不正常，極大影響了鍋爐蒸發(fā)量。

針對(duì)上述情況，更換破損的中心筒，在中心筒內(nèi)壁采用“ 龜甲網(wǎng)+耐磨可塑料”對(duì)分離器進(jìn)行耐磨改造，嚴(yán)格控制龜甲網(wǎng)和耐磨可塑料的施工工藝，耐磨可塑料施工后達(dá)到光滑平整。分離器內(nèi)部襯磚全部拆除，更換為剛玉耐磨可塑料，抗磨效果很好。

改造以后，經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行實(shí)踐，未發(fā)生耐磨料脫落造成鍋爐出力降低及壓火現(xiàn)象。

5.空預(yù)器

空預(yù)器管材設(shè)計(jì)為普通鋼，管壁薄，易產(chǎn)生低溫腐蝕，造成漏風(fēng)嚴(yán)重，嚴(yán)重影響了鍋爐正常運(yùn)行。停爐檢修時(shí)發(fā)現(xiàn)管子磨損情況相當(dāng)嚴(yán)重。大修時(shí)對(duì)管子進(jìn)行了全部更換，材料由普通鋼改為考登鋼（09CuPCrNi）。但運(yùn)行一年左右，空預(yù)器又開(kāi)始漏風(fēng)，停爐檢查發(fā)現(xiàn)管子漏風(fēng)點(diǎn)多位于冷端進(jìn)風(fēng)口150mm 范圍。如果一直采用堵管子方法的話，最終會(huì)造成鍋爐運(yùn)行風(fēng)量不足，無(wú)法正常運(yùn)行。經(jīng)研究采取以下改造措施：（1） 在空預(yù)器管子冷端進(jìn)風(fēng)口處加裝護(hù)套管；（2）在此段空預(yù)器最上層和管排間加裝不銹鋼護(hù)板；（3）將易磨損部位管壁增厚。

空預(yù)器改造前，每次經(jīng)堵漏處理后，運(yùn)行一個(gè)月左右就會(huì)又出現(xiàn)漏風(fēng)現(xiàn)象，致使一次風(fēng)機(jī)電流增加，比正常運(yùn)行時(shí)高出10A，改造后連續(xù)運(yùn)行三個(gè)月，一次風(fēng)機(jī)電流正常。改造前因空預(yù)器漏風(fēng)的原因，運(yùn)行一個(gè)月，就不得不停爐對(duì)空預(yù)器進(jìn)行堵漏。改造后可隨鍋爐運(yùn)行周期進(jìn)行檢修維護(hù)，延長(zhǎng)了空預(yù)器使用周期，降低了廠用電率。

6.結(jié)束語(yǔ)

演馬電力公司25MW 機(jī)組循環(huán)流化床鍋爐自采取上述一系列防磨治理措施后，連續(xù)三年實(shí)現(xiàn)單臺(tái)25MW 機(jī)組發(fā)電量超過(guò)2億kW·h，在同類型電廠中成為標(biāo)桿。2011年、2012年又以連續(xù)運(yùn)行134 天、140 天的佳績(jī)刷新了長(zhǎng)周期運(yùn)行記錄。對(duì)循環(huán)流化床鍋爐的防磨改造，在提高鍋爐運(yùn)行的安全性、穩(wěn)定性，為公司帶來(lái)良好經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，更為國(guó)內(nèi)同類型循環(huán)流化床防磨改造、長(zhǎng)周期運(yùn)行提供了很好的解決方案，促進(jìn)了綜合利用機(jī)組的發(fā)展。