众所周知,循环流化床锅炉的磨损问题一直是长期困扰使用单位的最头痛的问题,因磨损而导致锅炉发生换管乃至爆管的情况时有发生,给广大用户造成了难以估量的经济损失及社会影响(供暖企业)。然而,令人意想不到的是,很多严重磨损的原因却是由于安装期间不正确的施工而造成,即所谓“胎里”的问题。

 本文简要介绍了循环流化床锅炉因为一些错误的安装方法和误区,而导致锅炉炉膛严重磨损的原因,以及在安装过程怎样避免上述问题和已经造成上述问题并产生严重磨损后的行之有效的处理方法。文中所介绍内容涉及两项专利技术(一是组合防磨的循环流化床锅炉专利技术专利号ZL2005 2 0124459.9,二是四角防磨的循环流化床锅炉专利技术ZL 2012 2 0728985.6),并且针对各项技术都有具体的应用实例,充分体现了从实践中来、到实践中去的原则,并借此为广大循环流化床用户和施工单位提供借鉴。 【关键词】锅炉防磨、超音速电弧喷涂、蓝泥、锅炉防磨专利技术 在循环流化床锅炉运行过程当中,炉膛内有四个区域极易形成严重磨损,大部分爆管停炉事故也是发生在这些地方,而这些严重磨损在锅炉安装之初如果注意都是可以避免的。

这四个区域分别是:

一、密相区浇注料上部和水冷壁管结合部位磨损;

二、炉膛密相区四角浇注料“山”形磨损和四角整体磨损;

三、炉膛中部安装焊缝区域的磨损;四、过厚的热喷涂层(氧乙炔喷涂)上部磨损。上述种磨损都是因为锅炉安装之初,施工单位和浇注料厂家施工不规范、业主相关技术人员质量监督不到位所造成。现就其成因下面分别做一分析。 

一、上述区域磨损成因 1、密相区浇注料上部和水冷壁管结合部位磨损 近年来,各锅炉生产厂家为了减轻运行中流化床锅炉内的床料对密相区水冷壁管的冲刷,特意将密相区水冷壁管设计成“让管”形式(以前的炉管都是直管),这样,自上而下的床料在此就遇不到浇注料台阶的阻挡,因此不会有涡流产生,水冷壁管也就不会受到严重磨损。但在防磨施工中我们发现往往有很多的筑炉施工厂家把浇注料筑在了“让管”以上,这就导致浇注料在垂直高度上高于水冷壁,炉管两侧产生八字磨损也就不可避免了,那么锅炉生产厂家高成本的“让管”设计也就起不到任何作用了。 

2、锅炉四角磨损: 炉膛四角的磨损也分为两种情况,一种是密相区浇注料“山形”磨损,另一种是整个炉膛四角的磨损。 第一种磨损的成因是:锅炉在安装筑炉时,浇注料上部没有浇铸成同一高度,即炉膛四角施工成“山形”突起,施工单位这样做的出发点是为了防磨考虑,但正是因为这个“山”而加剧了磨损,其产生原因就是自上而下的床料在此密相区的流速很快,遇到浇注料阻挡后又不能像遇到平台一样产生堆积,而是顺“山”而下,也就在“山”的两侧产生严重的八字磨损。用户在后来的停炉检修期间,发现这个部位的磨损后,只是采取不断地焊补和局部热喷涂和用浇注料增高“山”的办法处理,这样一来,产生八字磨损的成因并没有消除,那么在新“山”的两侧产生严重磨损也就不可避免了。 第二种情况是在锅炉膜式壁安装过程中,最角落的鳍片焊接过于靠近外侧,致使炉膛四角的相邻壁管和鳍片形成一个很深的“沟”,本身四角就是床料密度集中的地方,而床料就在这个深“沟”内又形成一个独立的涡流环境,那么磨损重于其他部位也就不足为奇了。

 3、 安装焊缝的磨损: 在锅炉膜式壁安装过程当中,上排壁管和下排壁管如果对接不齐,那么自上而下的床料就会不断冲刷突起的位置,焊缝、管壁、鳍片,哪个构件突起冲刷哪个,最严重的就是安装过程中;下部壁管在垂直高度上高于上部壁管,这种错位是最容易磨损而导致爆管的。 

4、过厚的热喷涂层(氧乙炔喷涂)上部磨损 前段时间有些锅炉生产厂家为提高竞争力、往往主动承诺免费为新用户在卫燃带浇注料以上区域提供几十厘米的热喷涂层,但很多使用单位后来发现就是这些免费的涂层在该区域造成了严重磨损。因为热喷涂厚度过厚,上部又没有有效过渡,所以涂层上沿很快就被冲刷出严重沟槽,客户采用焊补、超音速电弧喷涂修补等均不能有效解决问题,给使用单位造成严重困扰。

 二、预防措施: 知道了上述不同区域、不同形式的磨损成因,我们就很容易在锅炉安装过程中主动避免上述问题的发生。第一类问题只要在筑炉时把浇注料上沿控制在“让管”以下即可。第二类问题的第一种情况就是在筑炉时不要把浇注料在炉膛四角人为堆高,而是和四壁高度一致的平台就可以解决。第二种情况在焊接四角膜式壁时,把夹角鳍片焊在相邻壁管中间甚至靠内的位置,不使夹角产生涡流,这样也能避免磨损。在实际运行的锅炉当中,一般不存在四角磨损的锅炉都没有过深的“沟”就说明这一问题。解决第三类问题只要在锅炉安装过程中,把膜式壁管、鳍片上下对齐甚至下部接口靠炉膛外略错开上部接口就能有效避免床料的冲刷。第四个问题更简单,不采用过厚的氧乙炔喷涂而只采用良好过渡的超音速电弧喷涂层就会解决问题,一些锅炉生产企业也意识到了这个问题,而不再在密相区使用氧乙炔热喷涂。 

三、发生上述磨损后的处理方法 有些用户已经发生了上述的磨损状况,也不是无药可救的,通过我们的实践证明,解决上述问题还是有一些行之有效的方法的。下面分别做一下介绍。

 1、密相区浇注料上部和水冷壁管结合部位磨损 发生这种情况的处理方法有两种:一种是锅炉运行时间不长,尚没有造成磨损,或者磨损比较轻微,这种情况只要把高出让管的浇注料部分打掉,使浇注料上沿整齐地处在让管下方并配以局部喷涂即可,同时如有残留的销钉也应该全部切割并打磨平整。这样一来,自上而下的床料就不会在此受到浇注料阻挡而产生磨损了。第二种情况是已经发生严重磨损、整体换管又不可行,这种情况的处理步骤是首先在磨损区域实施超音速电弧喷涂,喷涂高度应高于磨损区域50cm以上,然后在浇注料上部用可塑料或者蓝泥补上20cm左右高度的防磨带即可,防磨带上部需要做成小平台样式。这样,床料在小平台上部能产生一定的床料堆积,使煤粉在此形成一个软着陆,再加上底层的喷涂层,就形成了有效的双重保护(组合防磨专利号ZL2005 2 0124459.9),此方法在齐鲁石化炼油厂等单位取得了良好应用。 

2、锅炉四角磨损处理方案: 对于“山”形磨损的情况步骤如下: 第一步,先将四角高于密相区浇注料上沿的部分拆除,使之产生八字磨损的因素消除。第二步,将原来磨损焊补区域基本打磨平整。第三步,以原四角“山”顶部为基准,上下各进行50cm的超音速电弧喷涂。第四步,以“山”顶点标高为准,沿炉膛一周用可塑料或蓝泥施工12cm高、1cm厚度的防磨“梁”以保护原磨损区域不再受损。如此一来,不需要焊补和换管,这种喷涂和防磨梁的双重保护基本可以解决原部位八字磨损问题。 对于四角整体磨损的锅炉,由于喷涂层的厚度限制,一般是不能有效地解决的,这里推荐使用浇注料或蓝泥在锅炉四角自下而上整体填补的方式处理(专利技术号ZL 2012 2 0728985.6),从使用情况来看,湖北广盐盐业公司和大连恒力石化公司均采用上述方法,并取得了不错的效果。 

3、 安装焊缝的磨损处理方案: 第一步,以安装焊缝为基准进行下部40cm、上部60cm的喷涂施工,炉膛四周焊缝类推。第二步,沿焊缝为准施工12cm高度的蓝泥防磨带以保护焊缝下部已磨损区域,这种方法也是一种对磨损区域的双重保护。因为蓝泥防磨带施工厚度在水冷壁管前侧小于1cm,远远低于浇注料的防磨梁(一般最少4cm),所以在此使用蓝泥既能解决这项问题,又不会使锅炉蒸发量产生降低现象。临朐西城热电公司等采用该方法取得了理想效果。 

4、 过厚的热喷涂层上部磨损 热喷涂层上部发生冲刷现象,一般都采用电焊焊补、打磨、再喷涂的方式处理,但一般喷涂层材质的硬度要远远高于水冷壁管的材质硬度,受到床料的冲击,炉管就先于涂层受到磨损,所以,无论焊补得再完美、喷涂层掩盖得再没有痕迹,用不了多长时间,这个接口部位肯定会再一次产生严重磨损以至于爆管发生。从我们长期的施工经验来看,如果磨损区域不高于50cm,可用蓝泥整体覆盖的方式处理。如果磨损区域高于50cm,则可用蓝泥防磨带处理,处理方式参考焊缝处理方法。兖矿国泰化工有限公司自2008年使用该方法后,反应良好。 

综上所述,上述四种情况的磨损往往给众多流化床使用厂家带来很大的困扰,并且一直找不到较好的方法来预防锅炉爆管的发生。在长期的施工过程当中,我们发现其实这些问题本来在锅炉安装之初是可以避免的。本文仅为锅炉新安装用户和安装单位提供借鉴。由于水平有限,不当之处在所难免,希望相关专家和朋友予以指正。