多種防磨技術(shù)在鍋爐上的應(yīng)用

詹培基

摘要： 通過對(duì)本單位三臺(tái)240噸循環(huán)流化床鍋爐鍋爐，在有行過程中多次發(fā)生應(yīng)水冷壁管磨損原因造成的爆管事故，通過檢修過程中采用的多種防磨技術(shù)進(jìn)行分析，采取相應(yīng)措施減少對(duì)水冷壁管的磨損。

關(guān)鍵詞： 循環(huán)流化床鍋爐;水冷壁磨損;金屬噴涂;合金熔敷

前言

本單位一共安裝了三臺(tái)240噸循環(huán)流化床鍋爐鍋爐，鍋爐主要設(shè)置在室外，并設(shè)置了遮雨棚。運(yùn)轉(zhuǎn)層標(biāo)高達(dá)8米，鍋爐標(biāo)高為46米，鍋爐為金屬結(jié)構(gòu)。爐膛為膜式水冷壁，采取水冷上集箱上吊桿在鋼架懸掛的方式，爐膛橫截面為6730×11990mm2，爐頂集箱標(biāo)高為40750mm，膜式水冷壁為Ф60×5管子和Ф6×20.5mm扁鋼焊制組成。在2011年鍋爐開始運(yùn)行后，逐步出現(xiàn)了很多問題，經(jīng)常出現(xiàn)鍋爐非計(jì)劃停爐的現(xiàn)象，不僅帶來了繁重的檢修工作，也付出了巨大的成本，為生產(chǎn)的安全進(jìn)行帶來了不利影響。從已經(jīng)出現(xiàn)的故障分析來看，最為嚴(yán)重的問題是鍋爐水冷壁管出現(xiàn)了較大的磨損，在生產(chǎn)前后也未將防磨措施做到位。根據(jù)鍋爐多年運(yùn)行與檢修經(jīng)驗(yàn)可知，只有真正解決了鍋爐防磨的問題，才能有效延長(zhǎng)鍋爐的使用壽命。

其帶來的危害如下：①管壁減薄。根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)來看，通常每年減薄至少為1mm，若是情況比較嚴(yán)重會(huì)達(dá)到5–6mm，從而為鍋爐的運(yùn)行帶來了巨大的安全隱患，導(dǎo)致臨時(shí)性檢修與大修工作量增加，帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。②出現(xiàn)水冷壁突發(fā)性爆管事故，在緊急停爐搶修中，會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)不能正常進(jìn)行，降低了公司的生產(chǎn)效益，并引起工人勞動(dòng)強(qiáng)度的大幅度增加，公司需要付出更多的檢修費(fèi)用。

基于此本文結(jié)合鍋爐內(nèi)部經(jīng)常出現(xiàn)的部位，制定了切實(shí)可行的應(yīng)對(duì)策略，通過解決鍋爐的防磨問題，可以保證公司生產(chǎn)的正常進(jìn)行，也能顯著提升經(jīng)濟(jì)效益。鍋爐冷水壁管磨損部位有很多：第一，爐膛下部衛(wèi)燃帶與水冷壁管過渡的地方;第二，爐膛四周角落;第三，水冷壁管拼接焊縫的位置;第四，穿墻管處。在實(shí)際防磨過程中，應(yīng)該結(jié)合各部位實(shí)際情況，郵政鍍錫采取解決措施，保證防磨達(dá)到要求，為鍋爐的正常運(yùn)行奠定基礎(chǔ)。具體來說各部位的磨損原因與防磨措施如下：

爐膛下部衛(wèi)燃帶與水冷壁管過渡區(qū)域磨損原因分析。對(duì)爐膛內(nèi)壁面下流的固體物料來說，在交界區(qū)域出現(xiàn)流動(dòng)方向的變化，從而為水冷壁管帶來了劇烈的沖刷，在鍋爐長(zhǎng)期運(yùn)行的過程中，受到?jīng)_刷作用的影響，水冷壁管壁厚會(huì)逐步變薄。在過度區(qū)域中，因?yàn)楣腆w物料在沿避免下流的過程中，與爐內(nèi)朝上流動(dòng)的固體物料呈不同的方向，這樣會(huì)引起渦流的現(xiàn)象，讓管壁出現(xiàn)了磨損。為了解決這個(gè)問題，可以采取以下兩種方法：第一種方法是將金屬熔敷防磨防磨技術(shù)應(yīng)用到密相水冷壁管過渡區(qū)域彎頭上的1.2米水冷壁管處，借助高精度數(shù)字脈沖熔敷電源及全自動(dòng)數(shù)控行走機(jī)構(gòu)，并啟動(dòng)高速擺動(dòng)器及電弧控制器，熔敷防磨層為冶金結(jié)合，這種方式不僅硬度可以得到保障，結(jié)合強(qiáng)度也能達(dá)到要求;在厚度不發(fā)生變化的情況下，與火焰噴涂層相比，耐磨壽命至少提高了3倍，通常熔敷層度為2–3mm，與噴涂層相比在耐磨壽命上至少提高了5倍;要結(jié)合測(cè)厚的結(jié)果對(duì)熔敷層厚度與面積作出適當(dāng)調(diào)整，這樣防磨年限才能實(shí)現(xiàn)演唱，至少在3年以上，甚至超過了5年;與噴涂層防磨不同，熔敷防磨層容易進(jìn)行修補(bǔ)與焊接，通過應(yīng)用這種技術(shù)方法，將大幅度減少水冷壁管的磨損，既有效延長(zhǎng)了其使用壽命，也防止頻繁的檢修帶來成本增加的問題。第二種方法是密相水冷壁管過渡區(qū)域彎頭以下至澆注料上沿30厘米水冷壁管進(jìn)行金屬防磨噴涂，此處因水冷壁管讓彎技術(shù)的原因金屬熔敷無法進(jìn)行，所以對(duì)此處采用超音速電弧噴涂技術(shù)，噴涂材料主要成份含鎳、鉻、鈦、碳化鉻，具有高溫、耐磨、防腐具體絲材為北京工業(yè)大學(xué)材料應(yīng)用研究所產(chǎn)，型號(hào)：L511。噴涂厚度：0.6mm-0.8mm，噴涂區(qū)域與未噴涂區(qū)域結(jié)合處要平滑過渡。在完成噴涂以后，能夠保證水冷壁管母材至少1年不出現(xiàn)磨損，也大幅度降低了水冷壁管出現(xiàn)爆管與磨損的概率。第三種方法是將爐膛密相區(qū)以下澆注料表面進(jìn)行涂刷防磨涂料，填補(bǔ)耐火澆注料運(yùn)行過程中形成的龜裂縫隙，同時(shí)在爐膛下部衛(wèi)燃帶耐火澆注料表面形成一層防磨層，加強(qiáng)了防磨材料使用周期。

爐膛四周角落區(qū)域磨損原因分析，主要是這個(gè)部位固體物料朝下流動(dòng)，密度也非常高，將為其流動(dòng)狀態(tài)帶來嚴(yán)重的破壞。受到安裝等因素的影響，水冷壁鰭片無法保持平整，在運(yùn)行期間除了會(huì)嚴(yán)重磨損以外，還會(huì)為壁管帶來強(qiáng)烈的沖刷。為了提升防磨的效果，應(yīng)該將銷釘焊在角落的鰭片上，并把耐火耐磨澆注料澆注其中。運(yùn)行1年表明，其效果較好。

對(duì)鍋爐標(biāo)高22米和31.米處水冷壁管易磨損拼接焊縫區(qū)域進(jìn)行防磨噴涂，磨損原因是鍋爐安裝時(shí)焊接焊縫高于水冷壁管平面，這樣循環(huán)物料下降的時(shí)候，會(huì)在焊縫的位置產(chǎn)生渦流，通過對(duì)噴涂技術(shù)的應(yīng)用，可以讓水冷壁管母材在1年內(nèi)避免出現(xiàn)磨損，從而防止水冷壁管出現(xiàn)爆管與磨損的情況。通過這種方式，可以保護(hù)水冷壁管母材，不應(yīng)磨損問題引起生產(chǎn)的停止。

穿墻管區(qū)域磨損，鍋爐屏過管道穿墻開孔區(qū)域的彎管及水冷壁管表面磨損，經(jīng)過對(duì)鍋爐測(cè)厚發(fā)現(xiàn)此區(qū)域水冷壁管局部的嚴(yán)重磨損。為了提升防磨的效果，可以選擇超音速電弧噴涂技術(shù)，并將耐磨澆注料澆注在其中，這樣可以保證水冷壁管表面磨損程度得到大大減輕。在之后的使用中發(fā)現(xiàn)通過采取金屬噴涂的措施，不僅保證了鍋爐的正常運(yùn)行，也基本上不會(huì)因?yàn)槌霈F(xiàn)故障而停運(yùn)檢修，實(shí)踐中獲得了良好的防磨效果。

結(jié)束語

總之，在鍋爐中綜合運(yùn)用多種防磨技術(shù)，可以保證鍋爐運(yùn)行的連續(xù)進(jìn)行，也大大延長(zhǎng)了鍋爐的使用壽命。鍋爐連續(xù)平穩(wěn)運(yùn)行已達(dá)到156天。在循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行的過程中，其水冷壁逐步出現(xiàn)了較大的磨損，分析其原因可知為循環(huán)流化床燃燒方式所致，由于貼壁流存在較高的濃度，物料也會(huì)快速的流動(dòng)，而在多種防磨技術(shù)的作用下，可以有效降低水冷壁的磨損程度，對(duì)保證鍋爐的穩(wěn)定安全運(yùn)行起到了重要作用。防磨熔敷技術(shù)成功在我公司三臺(tái)鍋爐上的應(yīng)用，不僅有效的降低的鍋爐磨損，同時(shí)還提高了鍋爐運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。