火电厂锅炉受热面防磨技术研究

火电厂锅炉受热面防磨技术研究

唐安荣、王宏卫、何强、林龙

山东光明热电有限公司 山东省泰安市 271221

摘要：火电厂锅炉受热面作为火力发电的核心设备之一，其正常运行对于保障国家能源安全、促进经济发展具有至关重要的作用。然而，由于受热面长期在高温、高压环境下工作，容易遭受磨损和腐蚀，导致锅炉效率下降、运行费用增加和环境污染等问题。因此，探究火电厂锅炉受热面防磨技术具有重要的现实意义。

关键词：火电厂；锅炉；受热面；防磨技术

1.火电厂锅炉受热面磨损的危害

火电厂锅炉受热面是锅炉内重要的热交换部件之一，其负责将燃料燃烧后产生的热能传递给锅炉水，从而产生蒸汽。热交换效率的高低直接影响着锅炉运行效率和经济性。然而，受热面在长时间的运行中不可避免地会因为磨损而出现问题。火电厂锅炉受热面的磨损主要表现为烟气侵蚀和水流腐蚀两种类型。

首先，烟气侵蚀是由于燃料的不完全燃烧或其他因素导致烟气中含有大量的、、等酸性物质，这些物质与受热面接触后会形成酸性环境，破坏受热面表层的保护膜，导致受热面的金属层被烧蚀，最终严重影响锅炉的使用。其次，水流腐蚀则是由于锅炉中水分子和氧气发生反应，生成的金属氧化物不易附着在受热面表层上，导致金属健康表露在空气或水中，极容易受到腐蚀和磨损。

火电厂锅炉受热面的磨损危害不仅表现在锅炉寿命的缩短和维护费用的增加，更重要的是会引发生产安全事故，对环境造成影响，极其危险。同时，烟气中排放的大量污染物也严重影响环境和空气质量。

对此，火电厂需要加强受热面的防护工作，采取相应的防磨损措施来保障锅炉的安全稳定运行。如采用碳化硅、氮化硅等高强度、高硬度的防护材料，改善燃料的燃烧质量，增加受热面附着物，采取冷却水系统等措施来有效统一受热面的烟气温度和水冷温度，对于保护锅炉受热面具有重要的意义。

2. 火电厂锅炉受热面防磨技术

2.1防磨技术方案的制定

在火电厂锅炉受热面的防磨技术方案制定过程中，需要从多个方面考虑，以达到最佳的防磨效果。首先，对于不同类型的锅炉，需要制定不同的防磨技术方案。例如，对于循环流化床锅炉和燃煤直接烧锅炉，防磨技术方案可能存在较大差异。因此，在制定防磨技术方案之前，需要先对锅炉进行彻底的调查和研究。

其次，在制定防磨技术方案时，需要考虑锅炉受热面的不同部位对防磨技术的影响。例如，在锅炉下部，氧化铁和碱金属之间的磨损会导致管子磨损加剧，因此需要采用特殊的防磨技术手段进行防护；而在锅炉上部，受到高温汽蚀的影响，防磨技术方案需要特别考虑这一情况。

除此之外，还需要对防磨技术方案的成本和操作难易程度进行评估。选择一种防磨技术方案应综合考虑这些方面的因素，以制定出最为合理、可行的方案。

2.2防磨技术的应用

（1）防磨梁和超音速防磨合金喷涂相结合

防磨梁是在炉膛内部密相区易磨损的水冷壁管四周用耐磨、耐火材料浇注几道约100mm*100mm的隔离带，把贴壁高速流动的床料与水冷壁管隔离开，防磨带的数量和每条间距离可根据炉型和实际磨损情况确定，水冷壁下部每条防磨带间距约2米左右即可收到很好的效果，往上可以间隔3-4米左右做一道，防磨带做好后，在下部每个间隔中再进行超音速防磨合金喷涂，可以收到很好的效果。超音速防磨喷涂是将高硬度的耐磨的合金材料通过熔化、雾化、加速等工艺过程吸附在水冷壁管壁上，形成一种约1mm厚的保护涂层，在每年的检修中，将磨损的防磨带进行维修后，把磨损的喷涂层进行修复即可。

需要注意的问题：最上一层防磨梁凸台上沿的水冷壁管根部易形成磨损，需要在每年的检修中进行检查修复，如果发现严重的水冷壁管磨损，说明防磨梁层数不足，需要增加防磨梁数量；选用防磨喷涂时，需要注意防磨涂层的耐磨性，目前受热面防磨技术厂家的较多，我们要慎重选择。涂层表面的耐磨性、涂层与管壁的结合强度、喷涂表面的孔隙率直接影响到水冷壁管的使用寿命。

（2）防磨喷涂与堆焊技术相结合

堆焊是目前应用较为普遍的一种防磨技术，但应用在水冷壁上管上的很少。目前，

使用堆焊技术处理后的弯管，使用寿命可以延长3倍以上；水冷壁弯管下部延伸至浇注料里面，如果更换管束人工和材料费用较高，更换周期长，施工难度大，对接焊口质量难以保证。采用堆焊技术，可以减少较大一部分维修费用，缩短检修工期，有效的提高机组的使用效率。堆焊只在磨损冲刷严重的几个部位即可，一般是正对返料口的前后墙处弯管和给煤口上方易发生，管子数量比较少，每根弯管高度约300mm范围使用，使用面积也较小，施工方便简单，每年检修时即可完成。堆焊后可随其它水冷壁管一块进行防磨喷涂处理。

需要注意的问题：实施堆焊前必须进行测厚检查，管壁减薄1/3以上时不建议采用此法。施工时堆焊弯管表面需打磨干净，核实母材和焊条（或焊丝）的材质相符后进行，堆焊后表面光滑平整，焊后探伤检验合格后方可投入运行。

（3）防磨喷涂与防磨护瓦相结合

防磨喷涂与防磨护瓦相结合主要应用在尾部烟道内的省煤器管和过热器管，旋风分离器出口烟道处的省煤器悬吊管和三级过热器最上一排管束是磨损冲刷最严重的部位，目前国内所有的锅炉安装时，全部采用防磨护瓦进行防磨处理。防磨护瓦受护瓦质量和安装质量的影响在运行过程中易变形或脱落造成管束冲刷磨损，如果采用防磨喷涂后在加上护瓦可以杜绝因护瓦变形或脱落造成的爆管事故的发生，大大减少锅炉非停次数；在分离器出口水平烟道的前排省煤器悬吊管迎风面上实施喷涂，面积较小，费用较少，可以收到事半功倍的效果，后排悬吊管只采用防磨喷涂即可。三级过热器上排管束进行防磨喷涂就可，防磨护瓦可以根据实际磨损情况决定是否进行安装。

需要注意的问题：省煤器悬吊管防磨喷涂时必须上至顶部包墙过管，下至三级过热器上排蛇形管束，安装防磨护瓦时顶部与包墙过鳍片焊接牢固，护瓦固定时严禁与管束焊接，护瓦需可以自由膨胀收缩，否则护瓦极易变形，影响到防磨效果。

2.3防磨技术方案的实施

防磨技术方案制定的成功实施是确保锅炉受热面长期稳定运行的重要保证。在防磨技术方案实施过程中，需要认真考虑各项因素的影响，并采取措施保证实施的顺利进行。

首先，在实施防磨技术方案前，需要对锅炉进行全面的检查和测试，以确保锅炉运行状态的准确掌握。其次，需要根据受热面磨损情况的实际情况，选择合适的技术方案，进行科学的实施和操作。

具体来说，可以采用高科技材料的应用和特殊涂层技术等防磨技术措施，对受热面进行修补和防护，保护受热面的完整性和稳定性，降低磨损的风险。在采取这些措施的同时，需要注意对锅炉的相关参数进行监测和控制，确保技术方案的实施对锅炉整体运行状态没有不良影响。

为确保防磨技术方案实施的有效性和稳定性，还需要加强锅炉的运行管理，建立完善的监测和控制体系，及时发现和解决问题，做好锅炉的维护和保养工作。只有这样，才能保证锅炉受热面的长期稳定运行，延长锅炉的使用寿命，同时也能够减少燃料的消耗和污染物排放，环保效益显著。

结 语：

火电厂锅炉受热面爆管一直是火电厂常见的安全事故之一，已经引起了广泛的关注。目前，国内外对于火电厂锅炉受热面爆管的防范技术研究已经取得了一定的进展，但是在实际应用中还存在一些问题和不足。因此，进一步开展火电厂锅炉受热面防磨技术研究，是当前亟待解决的重要问题。火电厂锅炉受热面防磨技术还有很大的研究空间和市场需求，未来需要进一步加强研究，推动技术的创新和发展。

参考文献：

[1]俞宝柱.CFB锅炉受热面防磨技术的探讨[J].科技视界, 2015(2):2.

[2]安亚军.四角切圆燃烧锅炉防磨防爆技术应用研究[D].华北电力大学;华北电力大学(北京),2017.