淺談降低鍋爐受熱面磨損與延長鍋爐運行周期方法與實踐

何成文,何 龍，孫小軍，章 清

(內(nèi)蒙古蘭太鈉業(yè)有限責任公司 熱動力廠，內(nèi)蒙古 阿拉善 750336)

1 前言

近幾年，循環(huán)流化床鍋爐燃燒的煤，多為低發(fā)熱量、高灰分、低揮發(fā)分燃煤。劣質(zhì)煤占鍋爐燃燒總量的70%以上。燃煤質(zhì)量下降導致鍋爐水冷壁、省煤器、低溫過熱器磨損急劇增加,除塵器布袋破損嚴重，煙氣粉塵不達標，導致煙氣超標排放等。所以，有效提高鍋爐及輔機系統(tǒng)連續(xù)穩(wěn)定運行具有非常重要的現(xiàn)實意義。

2 降低鍋爐整體受熱面的磨損方法

2.1 降低鍋爐水冷壁防磨方法

2005年內(nèi)蒙古蘭太鈉業(yè)有限責任公司熱動力廠(以下簡稱“分廠”)鍋爐投用使用后鍋爐使用周期一般在45 d左右，每次檢修5 d，檢修主要工作水冷壁堆焊，鍋爐爐膛內(nèi)密相區(qū)水冷壁磨損最為嚴重，磨損的主要原因是煙氣中的顆粒物在下降過程中貼壁流對水冷壁磨損，導致鍋爐使用周期降低，無法長周期運行，鍋爐在運行45 d后就必須停爐補焊。(圖1為鍋爐水冷壁貼壁流磨損示意圖，在水冷壁與可塑料交界處磨損最為厲害。圖2為鍋爐運行45 d鍋爐密相區(qū)水冷壁磨損示意圖，磨損量達到2 mm以上)。

圖1 水冷壁貼壁流磨損示意圖Fig.1 Schematic diagram of wall-to-wall flow wear of water cooled wall

圖2 水冷壁磨損示意圖Fig.2 Schematic diagram of water wall wear

2008年鍋爐水冷壁加裝可塑料防磨梁。 可塑料防磨梁有效解決了水冷壁磨損，雖然可塑料防磨梁有效解決了水冷壁磨損，但是，因可塑料防磨梁遮蓋水冷壁換熱面積較多，導致鍋爐水冷壁局部變形，影響鍋爐負荷等問題也隨之顯現(xiàn)。造成可塑料防磨梁存在的問題的主要原因分析如下：

在制作可塑料防磨梁時沒有專業(yè)設(shè)計廠家設(shè)計，只是按實踐經(jīng)驗對其磨損位置澆筑可塑料防磨梁，分廠型號為UG-75/5.3-M14循環(huán)流化床鍋爐爐膛內(nèi)總高為23 m，制作了9道防磨梁，每道防磨梁長18 m、寬0.2 m，爐膛內(nèi)防磨梁遮蓋水冷壁換熱面積(18×0.2×9=32.4 m2)占鍋爐水冷壁總換熱面積350 m2的9.25%。圖3為鍋爐爐膛內(nèi)所有水冷壁是示意圖，可塑料防磨梁遮蓋水冷壁換熱。圖4為可塑料示意圖，每個防磨梁寬200 mm。

圖3 爐膛內(nèi)可塑料防磨梁Fig.3 Plastic anti-wear beam in furnace

圖4 爐膛內(nèi)可塑料防磨梁Fig.4 Plastic anti-wear beam in furnace

可塑料防磨梁占用換熱面積導致鍋爐床溫高，致使鍋爐10 m位置水冷壁熱噴涂層炭化比較嚴重。部分水冷壁因受熱不均勻?qū)е戮植克浔谧冃巍?/p>

以上問題是可塑料防磨梁安裝使用6 a鍋爐爐膛受熱面產(chǎn)生的問題，為此分廠考慮，尋找不影響換熱面積的防磨梁，2016年經(jīng)過寧夏地區(qū)循環(huán)流化床鍋爐使用廠家調(diào)研，一種金屬防磨導流板在循環(huán)流化床鍋爐使用效果良好，不影響換熱面積、防磨效果良好，該技術(shù)還可以有效解決循環(huán)流化床鍋爐煙道出口兩側(cè)水冷壁偏磨問題。圖5中為鍋爐煙道出口兩側(cè)水冷壁的金屬防磨板安裝示意圖，安裝此防磨板后，解決了煙道出口兩側(cè)水冷壁偏磨問題。圖6為爐膛水冷壁金屬防磨有效解決了水冷壁防磨的情下提高水冷壁的換熱效果。

圖5 煙道出口防偏模金屬防磨板示意圖Fig.5 Drawing of metal anti-abrasion plate for flue exit antibias die

圖6 水冷壁金屬防磨板示意圖Fig.6 Schematic diagram of metal anti-wear plate for water wall

2.2 降低鍋爐煙道受熱管道防磨方法與應(yīng)用

因分廠省煤器設(shè)計及鍋爐煤質(zhì)發(fā)生變化等因素，導致煙氣經(jīng)過省煤器流速較高、返料效果不好煙氣粉塵顆粒大等因素，導致省煤器磨損爆管故障頻繁發(fā)生。具體統(tǒng)計分廠兩臺鍋爐在2005年至2015年十年間兩臺鍋爐共計更換省煤器3套，更換維修費用800萬元左右，影響生產(chǎn)120 d。 兩臺鍋爐省煤器爆管導鍋爐非停次數(shù)增多。多年非停次數(shù)達到12次。分廠生產(chǎn)無法連續(xù)穩(wěn)定運行。

省煤器磨損爆管問題成為分廠正常運行最大瓶頸，經(jīng)過與鍋爐廠家溝通出具了省煤器改造方案，因省煤器安裝位置受限、在保證換熱面積不變的情況下將省煤器改造為光管省煤器，改造后光管省煤器并沒有完全解決省煤器磨損，使用周期并無明顯增長，但光管省煤器積灰較為嚴重，鍋爐使用一個月后省煤器積灰逐步增多，導致帶負荷能力逐步下降。

分廠經(jīng)過調(diào)研與研究，計劃在省煤器主動防磨下功夫，利用防磨熱噴涂加強省煤器主動防磨，降低煙氣對省煤器的磨損，就是利用更換省煤器前，在省煤器沒有安裝前對省煤器前三排易磨損位置進噴砂及熱噴涂，經(jīng)過試驗與使用防磨熱噴涂層能夠有效解決煙氣對省煤器的磨損，但噴涂層只能夠維持9個月左右，省煤器使用周期由30個月延長至39個月，但省煤器安裝后因省煤器管排間距等問題熱噴涂無法再次實施。

這樣省煤器主動防磨的難題又擺到面前，將省煤器拆除后在進行熱噴涂，費用較高，檢修周期長，影響生產(chǎn)較為嚴重，給分廠完成生產(chǎn)任務(wù)帶來不小的影響。尋找能夠在線進行省煤器噴涂的技術(shù)是解決省煤器磨損的唯一方法。經(jīng)過對周邊電廠了解與詢問，一種耐磨陶瓷噴涂應(yīng)用在煙道受熱面應(yīng)用較多， 該技術(shù)使用溫度范圍130 ℃～800 ℃。符合省煤器500 ℃～600 ℃運行溫度，同時該技術(shù)施工簡單，施工周期短、能夠在線對省煤器進行防磨噴涂等特點符合使用要求。2015年熱動力廠開始試用使用至今，分廠兩臺鍋爐省煤器能夠穩(wěn)定運行，未發(fā)生一起因省煤器故磨損爆管導致省煤器停爐事件。

3 降低除塵器布袋破損率及對延長鍋爐使用周期的意義

2012年為滿足環(huán)保要求，對分廠兩臺鍋爐電除塵器進行改造，將2、3電廠陰極線陽極板進行拆除，改造為布袋除塵器，改造后煙氣粉塵降至30 mg/m3，改造后使用一年效果良好，但布袋使用一年后，布袋破損率逐步增大，導致煙塵逐漸增大，當煙塵增大到國家排放標準的上限時，就必須停爐進行更換破損布袋，因此分廠能夠連續(xù)穩(wěn)定運行，延長布袋使用周期尤為重要，經(jīng)過對拆除的破損布袋的觀察與研究，布袋破損位置為袋口、袋底、袋底側(cè)面等部位，分析出該三處位置易破損的原因是壓縮空氣噴吹在這三處噴吹力度較大導致這三處破損率較高，因此將除塵布袋袋口四周、布袋底部四周及布袋底部進行工藝改進，在布袋易破損的位置進行加厚處理，袋口袋底側(cè)部由原設(shè)計1層增加至2層，長度為30 cm、袋底由原設(shè)計2層增加至3層，提高布袋使用周期。

4 結(jié)論

通過改變鍋爐水冷壁防磨方式，加強省煤器主動防磨，對布袋進行改造等措施，分廠鍋爐運行周期明顯延長，鍋爐連續(xù)運行周期由45 d逐步增加至120 d，最長鍋爐運行周期為192 d，打破建廠后最長運行紀錄。同時鍋爐長周期運行降低分廠檢修人員勞動強度及檢修費用。