非金属防磨方格在 CFB锅炉水冷壁防磨中的研究与应用

非金属防磨方格在 CFB锅炉水冷壁防磨中的研究与应用

刘 源

江苏省能源投资 有限公司 江苏徐州 221000

【摘要】水冷壁防磨技术在循环流化床锅炉安全稳定运行方面发挥着关键作用，通过多年的发展，该技术越来越成熟。本文通过对350MW超临界循环流化床锅炉防磨方面的研究与应用，总结出一种新型的非金属防磨方格技术，该技术应用于循环流化床锅炉防磨方面具有安全可靠、成本低、便于施工等诸多优势，具有较好的推广应用价值。

【关键词】 水冷壁 防磨 循环流化床锅炉 非金属防磨方格

一、锅炉水冷壁磨损存在的问题

某公司2台350MW锅炉为东锅集团生产制造的DG1150/25.4-II1型CFB超临界变压运行直流锅炉，单炉膛、单布风板、M型布置、平衡通风、一次中间再热、全钢构架、全悬吊结构、循环流化床燃烧方式，采用高温冷却式旋风分离器进行气固分离。炉膛采用全膜式水冷壁结构，为避免炉膛内高浓度灰磨损，水冷壁采用全焊接的垂直上升膜式管屏，炉膛四周水冷壁采用光管，中隔墙水冷壁采用内螺纹管，四周水冷壁由2中不同材质和规格受热面组成（15CrMoG，φ31.8×6.5；12Cr1MoVG，φ33.4×7.1）。

该公司2台机组于2016年投产，经过4年运行，锅炉水冷壁磨损情况正逐步暴露出来。2019年初锅炉四管防磨检查过程中发现在炉左和炉右标高20m-30m之间，后墙水冷壁出现局部偏磨和局部点性冲刷磨损现象。经现场检查测量厚度基本在4.9mm-5.5mm之间。该厚度尚未达到换管要求，但继续运行会进一步磨损，可能导致运行期间爆管。对于以往常规做法就是进行堆焊，或者进一步防磨进行喷涂或融覆处理。堆焊和融覆对合金钢受热面材质性能产生影响，长期高温运行容易产生裂纹，存在一定的安全隐患。

二、原因分析

现场检查分析主要是炉内物料循环、气流分布不均的旋流、旋涡流，加速对局部区域急速冲涮。主要位置为偏向布置不对称的炉膛出口侧的上二次风口上部区域水冷壁偏磨，以及炉内此标高处的后墙与侧墙转角局部位置点性冲涮磨损，曾经对此处进行换管，运行一个周期，检查磨损量仍需要换管，对锅炉长周期安全稳定运行造成严重威胁。

三、实施方案

经该公司专业人员讨论，拟寻求一种尽量不通过换管方式彻底解决后墙水冷壁局部偏磨和点性冲刷磨损问题，且该方案要技术可靠，能够长期保护水冷壁不受磨损，不增加新的隐患，施工难度不高，安全可靠。

针对存在的问题，该公司锅炉专业人员多次开会研究，认真分析产生的原因及解决方案，综合考虑各种防磨措施的利弊，总结出解决锅炉水冷壁局部磨损的途径：改变炉内物料气流角度，即以非金属防磨方格的方案进行水冷壁防磨，在局部磨损区域加装水平+垂直混合型防磨梁。

现场实际执行情况：对局部偏磨区域在偏磨受热面管上端增加80mm高水平防磨梁，然后对偏磨区域内每10根管增加沿水冷壁管方向70mm宽度垂直防磨梁。此非金属防磨方格工艺可有效改变炉内磨损区域物料气流角度，防止局部水冷壁因炉内物料循环、气流分部不均，旋流对局部区域偏性冲刷所致的水冷壁管偏磨。对于水冷壁管局部点性磨损部位设置防磨块，即利用抓钉+浇注料局部覆盖工艺，有效解决局部旋涡冲刷所致的点性磨损。

四、效果检查

通过实施非金属防磨方格工艺后，该锅炉运行一年进行了2次检查：原偏磨区域没有磨损扩展，点性冲刷磨损也得到了有效解决，防磨方格无变形、脱落等现象。

耐磨耐火材料在炉膛水冷壁上的施工工艺成熟，经过长期实际应用效果可靠。基本不需采取巩固措施，只需在停炉期间定期检查浇注料防护情况，必要时进行重新修复，不存在安全隐患。

非金属防磨方格技术在处理循环流化床锅炉水冷壁局部偏磨方面能够经得起锅炉长期运行考验，防磨效果良好，施工简单，工期短，对煤种适应性好，有效保证锅炉安全可靠运行，具有较好的推广应用价值。

作者简介：刘源，江苏徐州人，工程师职称，研究生学历，现任江苏省能源投资有限公司总经理助理，现主要从事从事电厂管理工作。